BI 1.1.

Synteettistä biologiaa

Synteettisen biologian:
    - mahdollisuuksia: voidaan kehittää uusia eliöitä, tehostetaan kasvien fotosynteesiä, valmistaa yksilöllisesti toimivia täsmälääkkeitä, pidentää ihmisen elinikää, elintarvikkeiden ja materiaalien valmistus energiatehokkaasti ja ympäristöystävällisesti, energiantuotanto, jätteiden hävitys.
    - uhkia: Pitää varautua esim. bioterrorismiin ja muuhun vastaaviin tarkoituksellisiin biologisten yhdisteiden ja keksintöjen vaaraa aiheuttavaan käyttöön. Yksi yleisin uhka on että laboratoriossa muokattu organismi päätyy luontoon. Biologisten aseiden kehittäminen. Rikolliset käyttötavat, esim. huumeiden valmistus. 
    
Kyborgitekniikan:
    - mahdollisuuksia: Ihmisen heikkouksia saadaan korvattua, roboteista voi olla apua arjessa, Mikrosoluilla on ylipäätään lukemattomt mahdollisuudet, joten kyborgeja voisi olla millaisia vaan, esim. puuttuvien raajojen tai aistinelinten korvaaminen, uusia aisteja ja kykyjä, muistia, terveydenseurantaa ym.
    - uhkia: Ihmisestä saattaa tulla tunteeton robotti, jos aivoja sorkitaan liikaa, identiteetti ja mieli saattavat kadota, vahingolliset tarkoitusperät, ihmisten valvottavuus tai manipulointi.
    
Etiikkaa 
Kyborgitekniikalla esim. saadaan uusi raaja ihmiselle, joka on sen menettänyt, joten pystyisi taas elämään ''normaalia'' elämää. Tosin kaikkien ei ole mahdollista tähän esim. köyhien maiden asukkaille, joten se ei ole tasapuolista. Myös uusien eliöiden tai muiden valmistaminen kuluttaa energiaa ja luonnonvaroja, mikä taas on ympäristöetiikan kannalta väärin. Kyborgitekniikassa myös voi tulla virheitä, jolloin esim. ihminen voi menettää joitain ominaisuuksiaan esim. tunteet, joka on myöskin väärin. Tosin ihmiset itse päättävät haluavatko tällaisia laitteita vaiko eivät. Jotkut eivät välttämättä kuitenkaan ole ihan täysjärkisiä tai vaikka puhekyvyttömiä, joten ei  välttämättä ymmärrä näiden riskejä tai sanoa omaa mielipidettään, jolloin he eivät periaatteessa voisi ainakaan itse päättää ottaisiko tällaisia itselleen, muttei kukaan muukaan sitä voi heidän puolestaan päättää. Jos joku tosin päättää heidän puolestaan se ei ole eettisesti oikein. Sama pätee myös siinä, jos joitain eliölajeja aletaan muokkaamaan. Synteettinen biologia tavallaan on myös hyvä asia, koska se voi vähentää saasteita esim. kasveista tehdään valokasveja ja ne valaisevat katuja, joten enää ei tarvittaisi katulamppuja. Tulisi myös ympäristöystävällisempiä biopolttoaineita.



Taksonomiaa

Opiskele kappale 13, ja vastaa sen ja verkkolähteiden avulla allaoleviin kysymyksiin. Lopuksi kootaan vastaukset tähän yhteiseksi muistiinpanoksi.

  1. Luettele arkeonien ja bakteerien a) yhteisiä piirteitä ja b) eroavuuksia. a) Ulkonäöltään samanlaisia,esitumaisia, soluseinät, ei juurikaan soluelimiä. b) Arkeonit eivät ole loisia, mutta jotkut bakteerit ovat, arkeonit viihtyvät ääriolosuhteissa
  2. Miten alkueliöt eli protoktistit eroavat bakteereista ja arkeoneista? Alkueliöt on aitotumaisia, alkueiliöillä useita erilaisia soluelimiä, osa alkueliöistä monisoluisia.
  3. Mainitse alkueliöihin luettavia eliöryhmiä. Levät, alkueläimet, osa sienimäisistä eliöistä, limasienet.
  4. Mitä eroja on kasvien ja sienien välillä? Sienet eivät yhteytä, eikä niissä ole viherhiukkasia, oavt siis toisenvaraisia eli heterotrofeja. Sienet hajottavat, ovat symbioosissa tai loisivat (osa kasveistakin), sienillä soluseinä kitiiniä, kasveilla selluloosaa.
  5. Mitä ovat domeenit? Superkuntia, eliökunnan kolme (tai kaksi) päähaaraa.
  6. Valitse Suomen luonnossa elävä kasvilaji ja etsi sen luokittelun tasot (wikipedia on ihan kelpo lähde tähän). 
    1. Pääjakso / kaari: siemenkasvit, Spermatophyta
    2. Luokka: kaksisirkkaiset, Dicotyledonae
    3. Lahko: Apiales
    4. Heimo:  sarjakukkaiskasvit, Apiaceae
    5. Suku: koiranputket, Angelica
    6. Laji (tieteellinen nimi): Angelica sylvestris
  7. Mainitse jokin toinen suku, joka kuuluu edellisen tehtävän heimoon.  hanhenputki, pukinjuuri Pimpinella saxifraga.
  8. Valitse Suomen luonnossa elävä eläinlaji ja etsi sen luokittelun tasot (wikipedia on ihan kelpo lähde tähän). 
    1. Pääjakso / kaari: Selkäjänteiset, Chordata
    2. Luokka: Nisäkkäät, Mammalia
    3. Lahko: Petoeläimet, Carnivora
    4. Heimo: Karhut, Ursinae
    5. Suku: Karhut, Ursidae
    6. Laji (tieteellinen nimi): Ursus arctos
  9. 10 . Perimän perusteella rakennettu kuva eliöiden sukulaisuussuhteista, ns. fylogeneettinen puu, on nykyisin valtava. Jos koneessasi ja verkossa on nopeutta kohtuullisesti, katso linkin takaa löytyvää elämänpuuta, suurenna näkymää, kunnes tekstit erottuvat, ja etsi ihminen. Mitä lajeja on kuviossa ihmisen lähellä? https://mcdb.colorado.edu/images/tree_o_life/tree_06.svg  Rattus novegicus, Mus musculus, Typhlonectes natan

Elämän aikajana -tehtävä

Tutustu Helsingin yliopiston Luonnontieteellisen keskusmuseon Elämän historia -verkkonäyttelyyn. Piirrä tiivistetty aikajana haluamaasi alustaan Maan synnystä nykyhetkeen, jossa näkyvät evoluution keskeisimmät tapahtumat.
Näyttely löytyy tästä.

Lajien välisiä suhteita (kpl 12)

Eliöt luonnossa eivät ole toisistaan erillään, vaan vaikuttavat toisiinsa.

1. Hyöty - vahinko -suhteet (+/-)
  • lajien koevoluutiota, evolutiivista kilpajuoksua, vrt. "Punaisen kuningattaren hypoteesi"
  • kasvi - kasvinsyöjä (herbivori)
  • peto - saalis Dicrocoelium_LifeCycle.png
  • loisiminen
2. Symbioosi eli yhteiselämä
  • mutualismi (+/+): esim. punakärpässieni - koivu, muurahainen - kirva,
    muurahaiset - akaasia
  • kommensalismi (+/0): toinen hyötyy, toiselle merkityksetön, esim. leijona - korppikotkaakaasia.jpg
3. Kilpailu (-/-)
  • kasvit valosta, vedestä, ravinteista
  • eläimet ravinnosta, pesäpaikoista ym.
  • resurssikilpailu: välillistä kilpailua ilman suoraa kontaktia, esim. kalasääski ja hauki kilpailevat särjestä
  • häirintäkilpailu: linnut taistelevat pesäpaikoista, jäkälät erittävät haitallisia aineita korppikotka.jpg
  • Ekologisen lokeroitumisen avulla kilpailu vähenee
  • Päällekkäisistä ekologisista lokeroista syrjäyttävä kilpailu, esim. jokirapu - täplärapu
4. Muita suhteita
  • neutraali suhde: esim. pajusirkku - lahna
  • amensalismi (-/0): hirvi tallaa maakiitäjäisen



Evoluution jäljillä: yhteistoiminnallinen koonti

6Jakakaa ryhmänne kesken seuraavat tehtävät, mihin laaditte parhaat mahdolliset selitykset. Kaikki pääsevät siis tekemään tätä samaa dokumenttia valitsemalla "muokkaa."

1. Luettele tapoja, joilla fossiileja voi muodostua. kivettyminä (esim. jonkun eläimen luiden orgaaniset aineet ovat korvautuneet epäorgaanisilla mineraaleilla), Valelmat (fossiilit ovat jonkun kovan aineen ympäröiminä jääneet säilöön, hajonneet, ja tyhjäksi jäänyt tila on täyttynyt myöhemmin lietteellä), painanteina, joissa esimerkiksi jälki on täyttynyt myöhemmin lietteellä.
2. Mitä ovat:
    a) subfossiilit: Eliöjäänne, joka ei ole vielä muuttunut varsinaiseksi fossiiliksi ja jossa on vielä eloperäistä ainetta. Esim mammutit jäässä, hyönteiset meripihkassa.
    b) elävät fossiilit: eliö, joka on säilynyt miljoonia vuosia rakenteeltaan lähes muuttumattomana, esim. siili, käpypalmu, varsieväkäla, nahkiainen.
3. Kuinka fossiilien ikä voidaan tietää? fossiilien iän määritykseen käytetään mm. radioaktiivisten isootooppien hajoamiseen perustuvia menetelmiä: radioaktiivisten aineiden ja lopputuotteiden suhteesta määritetään ikä, JOHTOFOSSIILIT, eli laajalle levinneiden, "lyhyen" aikaa eläneiden eliöiden fossiilit, joiden esiintymisaika tunnetaan.

4. Mitä homologisuus tarkoittaa esimerkiksi nisäkkäiden raajojen kohdalla? Yhteinen kantamuoto, jonka seurauksena selkärankaisten eturaajoissa on samat luut, mutta ne ovat sopeutuneet eri toimintoihin.

5. Miksi monet Australian pussieläimet muistuttavat rakenteeltaan ja ekolokeroltaan muiden mantereiden istukallisia nisäkkäitä?  Samantyyppiset valintapaineet luovat samantyyppisiä sopeutumia, samankaltaiset ekologiset lokerot samansuuntaisia valintapaineita.

6. Ihmisellä, kuten muillakin nisäkkäillä, on joukko vain vähän hyödyllisiä tai tyystin tarpeettomia rakenteita, kuten karvankohottajalihakset, korvanliikuttajalihakset, umpilisäke, ylimääräisen mutkan kiertävä vasen (palaava) kurkunpäähermo. Miksi näitä on? Surkastuma eli rudimentti on elin, joka on jäänyt tarpeettomaksi evoluution myötä. Sen alkuperäinen toiminnallinen tarkoitus heikkenee. Surkastunut elin jää keskeneräiseksi ja toimimattomaksi eliön kasvun mukana, ominaisuus säilyy, jos siihen ei kohdistu negatiivista valintapainetta.

7. Mitä alkionkehitys kertoo evoluutiosta? Yhteinen kantamuoto selittää selkärankaisten alkion ja sikiökehityksen alkuva

8. Miten DNA:n avulla voidaan selvittää lajien kehitystä?  DNA- vertailua voidaan käyttää hyödyksi esim arvioidessa aikaa, jonka lajit tai alalajit ovat kehittyneet toisista erilleen. Menetelmä preustuu siihen, että DNA;n rakenne muuttuu tasasella nopeudella. Molekyylikello. 

9. Tutustu https://www.sciencedaily.com/releases/2008/04/080417112433.htm tai http://www.rawstory.com/2016/03/scientists-watching-rapidly-evolving-fish-morph-into-two-distinct-forms-in-real-time/ Referoi lyhyesti jompikumpi tai molemmat.