TODISTEITA ELIÖIDEN YHTEISESTÄ ALKUPERÄSTÄ JA KEHITYSHISTORIASTA

1.Eliöiden rakenteelliset yhtäläisyydet

• Yksilönkehityksen yhtäläisyydet esimerkiksi selkärankaisten alkionkehityksen alussa kertovat sukulaisuudesta.
• Samasyntyiset rakenteet: Esimerkiksi selkärankaisilla on melkein sama lukumäärä luita eturaajassa, vaikka luut voivat olla kasvaneet pidemmiksi ja raajan käyttötarkoitus muuttua. Vertaa tätä samatoimiseen rakenteeseen, joka ei viittaa yhteiseen läheiseen kantamuotoon esim. sopeutuminen ilmaelämään jonkinlaisten siipien avulla. Linnun ja perhosen siivet ovat samatoimisia rakenteita, jotka eivät kerro kovin läheisestä sukulaisuudesta.
• Surkastuma on rakenne, joka on jäänyt tarpeettomaksi evoluution myötä. Sen alkuperäinen toiminnallinen tarkoitus heikkenee tai vaihtuu toiseksi. Esimerkiksi ihmisen ihokarvoitus on turkin surkastuma ja häntänikamat ovat tarpeettomia jäänteitä muinaisesta hännästämme.

2. Molekyyliset todisteet: DNA:n emäsjärjestys ja proteiinien aminohappojärjestys ovat samankaltaisempia sukulaislajeilla kuin sellaisilla lajeilla, jotka ovat vain etäistä sukua toisilleen. Se, että kaikilla maapallon lajeilla on jonkin verran yhteisiä geenejä, kertoo kuitenkin kaiken elämän yhteisestä alkuperästä.

3.Eliöiden käyttäytymiseen liittyvät todisteet: Sukulaislajien käyttäytymisessä on samankaltaisia piirteitä.

4.Fossiiliset todisteet

Fossiilit ovat vähintään 10 000 vuotta sitten eläneiden eliöiden jäännöksiä. Niiden kautta voidaan saada tietoja elämän historiasta. Tunnetuimpia fossiileja ovat dinosaurusten kivettymät. Paleontologia on fossiileja tutkiva tiede. 

Fossiilien iänmääritys

• Fossiilin suhteellinen ikä voidaan määrittää kivikerrostumien sijainnista tai johtofossiilien (esim. trilobiitit ja ammoniitit) avulla.
• Tarkka ikä voidaan määrittää  radioaktiivisten isotooppien hajoamiseen perustuville menetelmillä esimerkiksi uraani-lyijy- menetelmällä päästään ajoittamaan jopa miljardeja vuosia vanhoja fossiileja.
• Fossiilit syntytavan mukaan luokiteltuna:
  • Kemiallisiksi fossiileiksi kutsutaan esimerkiksi kiviä, joissa ei voida nähdä mitään elollisen jäänteitä. Niistä löytyy kuitenkin yhdisteitä, joita tiedetään syntyvän vain elollisen toiminnan yhteydessä.
  • Kivettymässä jonkin eliön kovat osat kuten luiden tai kuoren rakenteet ovat korvautuneet kivien mineraaleilla.
  • Valelmassa sedimenttiin hautautuneen eliön hajottua, siitä on jäänyt jäljennös ympäröivään kivikerrokseen.
  • Painanteina säilyneet fossiilit voivat olla lähtöisin vaikkapa jalanjäljistä.

Fossiilit evoluutiotutkimuksellisen merkityksen mukaan luokiteltuna

• Johtofossiilien avulla pystytään arvioida muiden fossiilien ikää. Esimerkiksi  ammoniitit olivat hyvin yleisiä noin 400- 65 miljooonaa vuotta sitten. Niistä kehittyi muutaman miljoonan vuoden välein uusia lajeja edellisten kuollessa sukupuuttoon, joten ammoniittilajin määrittämisellä voidaan arvioida fossiilikerrostuman ikä.

wikimedia commons / ammoniitti

• Fossiilisarja tarkoittaa eri ikäisten fossiilien kokonaisuutta, josta voidaan päätellä lajin kehityshistoriaa. Esimerkiksi hevosesta on olemassa melko kattava fossiilisarja.
• Välimuotofossiili on eliöryhmien yhteiseen haarautumiskohtaan ajoitettu esimuoto. Tällainen on ollut esimerkiksi  150 miljoonaa vuotta sitten elänyt liskolintu, jossa on sekä dinosauruksien että lintujen piirteitä.
• Elävä fossiili tarkoittaa eliölajia tai -ryhmää, joka on säilynyt pitkään lähes muuttumattomana. Elävä fossiili on saanut nimityksensä siitä, että lajia tavataan luonnossa sekä elävänä että fossiileina.

ELÄMÄN HISTORIAN AVAINKOHTIA JA AJOITUKSIA

• 13-14 mrd. v. sitten tapahtui alkuräjähdys.
• 10-11 mrd. v. sitten Linnunrata muodostui.
• 4,6 mrd. v. sitten Aurinkokunta ja maapallo tiivistyivät.

Tämä 4,6 miljardia vuotta maapallon olemassaoloa jaetaan usein neljään päämaailmankauteen

1) PREKAMBRINEN KAUSI (noin 4,6mrd- noin 600 miljoonaa vuotta sitten)

1) 4,6- 3, 8 mrd. vuotta sitten tapahtui vain kemiallista evoluutiota.

 2) Biologisen evoluution katsotaan alkaneen ja elämän syntyneen alkusolun synnystä ja jatkuu edelleen. 

• 3,8 mrd. vuoden takaa ensimmäiset merkit alkusoluista.
• 3,4 mrd. v. sitten matalat merialueet kuhisivat bakteereita
• 3,5 mrd vuotta sitten kehittyivät syanobakteerit, jotka yhteyttivät valon avulla. Fotosynteesin kehittyminen vapautti vähitellen happea ilmakehään, jolloin mahdollistui myös soluhengityksen kehittyminen.
• noin 2 mrd v. sitten kehittyi tumallisia eliöitä.
• noin 1 mrd. v. sitten kehittyi monisoluisia eliöitä.
  •  Prekambrisen kauden lopussa lopussa oli laajoja jäätiköitymisiä, jotka hidastivat elämän kehittymistä.

2) PALEOTSOOINEN KAUSI (600- 250 milj. vuotta sitten)

• Lajimäärän voimakas lisääntyminen noin 550 milj. vuotta sitten. Syitä ovat mm. suvullisen lisääntymisen kehittyminen sekä eläimien liikkumiskyvyn kehittymisen jälkeisen "kilpavarustelun" (pedot vastaan saaliit) aiheuttama evoluution nopeutuminen ja leuto ilmasto. 
• Maakasvit kehittyivät noin 460 miljoonaa vuotta sitten ja pian tämän jälkeen myös eläimet siirtyivät maalle noin 400 milj. vuotta sitten. Eläimistä maaelämään sopeutuivat ensin niveljalkaiset ja hieman myöhemmin myös ensimmäiset maaselkärankaiset (sammakkoeläimet).
• Tämä kausi päättyi elämän historian suurimpaan sukupuuttoaaltoon, jolloin jopa 90 % lajeista kuoli sukupuuttoon. Syyksi arvellaan ilmastonmuutosta.

3) MESOTSOOINEN KAUSI (250 – 65 miljoonaa vuotta sitten)

• Maalla oli matelijoiden, jotka kestivät paremmin kuivuutta kuin sammakkoeläimet, valtakausi. Myös linnut ja nisäkkäät kehittyivät, mutta niille oli vähän vapaita ekologisia lokeroita. 
• Kasvillisuutta hallitsivat paljassiemeniset käpypalmut ja saniaiset. 

4) KENOTSOOINEN MAAILMANKAUSI (65 milj. –nykyaika)

• Tapahtui dinosaurusten joukkosukupuutto oletettavasti, kun maahan iskeytyi meteoriitti.
• Osa eläimistä kuitenkin säilyi joukkotuholta mm. osa linnuista ja nisäkkäistä.
• Koppisiemenisten kasvit runsastuivat huomattavasti muihin kasviryhmiin nähden kenotsooisella kaudella.

Kevät 2015 t.1 päämaailmankausien ja eliöiden yhdistäminen
https://yle.fi/progressive/fynd/oppiminen/oppiminen.yle.fi/yo-kokeet/biologia_k15.pdf
YTL:n hyvän vastauksen piirteitä (kevät 2015)
https://www.ylioppilastutkinto.fi/images/sivuston_tiedostot/Hyv_vast_piirt/FI_2015_K/2015_K_BI.pdf

Syksy 2017 t.5 kirahvin kaulan kehittyminen
https://drive.google.com/file/d/0B8mp8NzkIDTRVXROS0Z4S3NrMlk/view
YTL:n hyvän vastauksen piirteitä (syksy 2017)
https://www.ylioppilastutkinto.fi/images/sivuston_tiedostot/Hyv_vast_piirt/FI_2017_S/2017_s_bi.pdf