11. Evoluce živých soustav

 

Evoluce živých soustav

Vznik a vývoj Země. Vznik života na Zemi. Vývoj organismů. Vývoj člověka.Chemická a biologická evoluce - etapy. Eobiont

Evoluce rostlin a živočichů v jednotlivých geologických etapách.Vznik a vývoj druhů. Hominizace a sapientace. Význačné lidské vlastnosti.K údajům doplň název geologického období: Rhynia, zelené řasy, bakterie, sinice, trilobiti, amoniti, veleještěři, nástup savců, krytosemenné rostliny, ryby, ptáci, jehličnany, Tyranosaurus Vytvoř odpovídající spojení:1. společný předek dnešních lidoopů a člověka2. život v tlupách výroba kamenných nástrojů3. postranní vývojová větev adaptace na dobuledovou4. lovec(mamut), sběrač, pastevec, zemědělec,výroba nástrojů, stavby, artikulovaná řeč5. znalost ohně, vzpřímená postavadorozumívání skřeky stáří 1mil - 350 tisíca) Homo sapiensb) Homo sapiens neanderthalensisc) Homo erectusd) Proconsule) Homo habilis

Vznik a vývoj Země

• asi před 4,6 mld. lety

1. kreační teorie
2. teorie samoplození
3. teorie panspermická
4. teorie evoluční abiogeneze

Ve vývoji země rozlišujeme:

• Období předgeologické
• Období geologické

Geologické období

Prekambrium

• Prahory
• Starohory

Postkambium

• Prvohory
  • starší prvohory (kambrium, ordovik, silur, devon)
  • mladší prvohory (karbon, perm)
• Druhohory (éra plazů)
  • trias
  • jura
  • křída
• Třetihory (éra savců)
  • paleogén
  • neogén
• Čtvrtohory (éra člověka)
  • vývoj člověka

Vznik života na Zemi

• vznik genetického kódu azabezpeení řesné replikace nukleové kyseliny, obsahující ve své struktuře genetickou informaci

1. Vznik prabuněk
2. Praorganismy

Evoluce

Chemická

1. Vznik jednoduchých organických sloučenin
2. Koacerváty a metabolony

Biologická

1. Vznik prabuněk
2. Probionty
3. Praorganismy
4. Vznik eukaryotních buněk

Vývoj organismů

ROSTLINY

• Pro vývoj rostlin – důležitý vznik fotosyntézy – před 2,8 mld. let u sinic
• Vznik jednobuněčných eukaryotických organismů – řas před více jak 1 mld. let (dle některých autorů před 2 mld. let)

Prvohory

Řasy

• červené řasy – nízký stupeň rozvoje, adaptace na specifické podmínky hlubších vod
• hnědé řasy – vyšší stupeň – složitá stavba stélky, složitá rodozměna
• zelené řasy – nejvyšší stupeň rozvoje – daly vznik zeleným rostlinám

SILUR

Vyšší rostliny

• Rhyniophyta – první vyšší rostliny, obývaly mělké vody a přecházely na souš, vodivá pletiva, listy s kutikulou a průduchy, …
• zvyšování významu sporofytu, gametofyt více potlačován
• mechorosty – izolovaná skupina
• silur až devon oddělení 3 vývojových větví kapraďorostů
  • plavuně, přesličky, kapradiny
  • největší rozvoj v karbonu – stromovité formy (Lepidodendron, Sigillarie, Calamites)
  • od druhohor zatlačeny semennými rostlinami

DEVON

• oddělení jednotlivých vývojových větví semenných rostlin
• k nejstarším patří vývojová větev kordaitů a lyginodendrových rostlin

KARBON

• cykasy, jinany, jehličnany – hlavní vývoj druhohory – jejich uhelnatěním během třetihor hnědé uhlí

Druhohory

KŘÍDA

• krytosemenné rostliny (některé nálezy i jury) – daleko přizpůsobivější měnícím se přírodním podmínkám, vajíčka v semenících jsou ukrytá, semena v plodech, rozvoj cév a sítkovic, koncem křídy 90% flóry, vznikly i stromové formy

ŽIVOČICHOVÉ

• Výchozím typem pro vývoj živočichů předci dnešních bičíkovců, ve starohorách specializace na heterotrofní způsob výživy

Starohory

• Mnohobuněční (za přechodná stádia k mnohobuněčnosti považujeme např. mnohojaderné buňky některých prvoků (opalinka) a kolonie buněk (bičíkovci))
• Houby - před 2,5 mld. let z prvoků – límečkovité buňky připomínají prvoky**,** končí slepě
• Láčkovci – stadium gastruly – z polypovců se vyvinuli korálnatci a medúzovci
• Ploštěnky – odštěpily se ve starohorách, z nich se vyvinuly motolice a tasemnice
• Kroužkovci – původnější mnohoštětinatci, pak máloštětinatci, pijavky
• Měkkýši – zřejmě společný předek s kroužkovci, největší dokonalost hlavonožci
• Členovci – společný předek s kroužkovci
  • nejpůvodnější trilobiti (žili celé období prvohor, v permu vyhynuli)
  • z trilobitů – odštěpily se linie klepítkatců, korýšů, vzdušnicovců – největší dokonalosti hmyz

Konec starohor

• ostnokožci – vracejí se k paprsčité souměrnosti
• polostrunatci (graptoliti) – vývoj ke strunatcům

Prvohory

• strunatci – vznik nejčastěji se uvádí na rozhraní starohor a prvohor
  • pláštěnci - nejprimitivnější
  • kopinatci – vedlejší vývojová větev
  • obratlovci – vznikli ve sladké vodě, do moře až druhotně
    • bezčelistní – od ordoviku, dnes kruhoústí
    • pancířnatí – první čelistnatci, v devonu vymřeli
    • paryby – od devonu (největší rozmach), amoniti (hlavonožci)
    • ryby - od siluru až devonu – z lalokoploutvých přechod na souš – z nich první čtvernožc, krytolebci (devon …trias, pak vymírají)
    • obojživelníci – z krytolebců v devonu, původnější jsou mloci, odvozenější žáby
    • plazi – v karbonu z krytolebců, kteří nejvíce přizpůsobeni pobytu na souši – přechod k životu na souš, bouřlivý vývin

Druhohory

• dinosauři - Tyranosaurus rex
• amoniti
• ptáci – od jury – od thekodontů, příbuzní drobným dinosaurům, předkem nebyl Archeopteryx (postranní vývojová větev), běžci jsou samostatně odštěpeni z malých dinosaurů – nikdy nelétali
• savci – koncem triasu – vejcorodí (jura), živorodí (jura), z placentálů nejpůvodnější – hmyzožravci z nich linie přes poloopice – opice – člověk

ČLOVĚK

• Vývoj člověka je stále probíhající proces → ovlivňují jej dědičnost a prostředí

Rozdíly od opic člověk získal ve 2 procesech:

• Hominizace = proces polidštění – vývojové změny prokazatelné na kostře, které směřují k moderním formám druhu Homo
• Sapientace = proces vývoje rozumových schopností – závěrečná fáze vývoje (vznik artikulované řeči, zdokonalení mozku, další změny na lebce a kostře)

Typicky lidské znaky

• Znaky, kterými se lišíme od antropoidů (= vývojově nejvyspělejší zvíře – šimpanz, gorila)

1. Vzpřímená postava

• souvisí s utvářením páteře
• prohnutá páteř – pružnost, chrání mozek před otřesy při chůzi
• tvar hrudníku – došlo k dorzoventrálnímu (předozadnímu) oploštění
• lidoopi – hrudník vtlačený mezi končetiny

2. Bipedie (vznik kráčivé končetiny = chůze po dvou)

• dolní končetina – k lokomoci, bipedie
• Antropoidi – kvadrupedie + šplhání, ručkování
• člověk se přemisťuje typicky lidským dlouhým krokem (hmotnost těla je přenášena z paty na špičku)
• posazení velkého týlního otvoru
• u lidí přímo dolů, lidoopů šikmo dolů, dozadu

3. Nožní klenba

• noha dvojitě klenutá (příčně a podélně), jejím úkolem je tlumit nárazy během chůze
• plantiglární postavení nohy = noha došlápne celou ploskou na podlahu (normální postavení)
• ostatní mají nohu plochou

4. Páteř

• lordóza - prohnutí dopředu (krční, bederní)
• kyfóza = prohnutí dozadu (hrudní, křížová)
• u savců je vyklenutá jednou dozadu

5. Hrudník

• dorzoventrálně zploštělý (předozadně) - širší než hlubší, u savců naopak (hloubka větší než šířka)
• oploštění mění těžiště
• u člověka navíc hrudník zepředu svírán předními končetinami

6. Pánev

• kost křížová + 2 kosti pánevní, spojeny stydkou sponou
• kosti pánevní u člověka krátké a široké → pánev miskovitý tvar
• savci mají kosti pánevní úzké a dlouhé → pánev plochá

7. Lebka

• U lidí:
  • mozkovna větší než obličejová část
  • vysoké čelo
  • oči směřují dopředu, zorná pole se překrývají (prostorové vidění)
  • užší zevní nos
  • nejdůležitější zrak
  • chrup – parabolický zubní oblouk, špičáky nejsou prominentní, chybí mezery mezi zuby, čelistní aparát se zjemnil
  • brada + bradový výběžek - důležité pro artikulaci
• U lidoopů:
  • obličejová část vybíhá dopředu a mozková část menší
  • větší nadoboční valy, silná prognácie (vystouplé čelisti)
  • důležitý čich
  • zubní oblouk tvar písmene U

8. Horní končetina = ruka = orgán práce

• ztráta lokomoční funkce, orgán práce + používání vyrobených nástrojů → zručná, silná, obratná, citlivá
• palec schopen opozice (uchopování, špetka)
• žádný jiný živočich uvědoměle nepracuje a nevyrábí

9. Mozek a řeč

• uvědomělá práce podmíněna rozvojem mozku, pouze lidé jsou schopni řeči – reagovat na podněty, které slyší nebo čte slovně a písemně
• ústředí řeči je pouze jednostranné (u praváků – v levém čelním laloku a opačně)
• pro obličej není typická prognácie (= nadměrné vystupování čelistí se zuby)
• schopnost reakce na pojmy, abstraktní myšlení a řeč - činitelé pro vznik organizované lidské společnosti, jedině člověk má historii
• pouze člověk má evoluční historii (schopen zaznamenat dějiny)
• jedná uvědoměle (vyrábí pro celou společnost)

Další znaky

• člověk ztratil hmatové vousy
• pouze člověk má rty
• pouze člověk má ušní lalůček
• pouze člověk má hymen – panenská blána

Znaky shodné s antropoidy

• stejný stavební plán těla (CS, TS, VS, DS…)
• stejný počet kostí, tubů, svalů
• prsty s nehty
• 2 mléčné žlázy
• podobná stavba mozku
• podobné nemoci (AIDS, bakteriální choroby)
• pedukovaná kostrč

Rudiment = anatomický pozůstatek po předcích

• útvar, který se dědí z generace na generaci, ale v zakrnělé podobě → během vývoje pozbyl svou funkci
• např. kostrč – zbytek po dlouhé ocasní části páteře
• apendix = červovitý výběžek slepého střeva – u nás krátký, zakrnělý, u savců – dlouhý, trávení celulózy
• zmenšování třetích stoliček (zubů moudrosti) – jsou u nás nejmenší
• zjemnění, zmenšení ušního boltce a redukce svalů boltce, nenatáčíme je

Evoluce rodu Homo

• vývoj primátů → svrchní křída = konec druhohor (před 65 mil. l.)

• evoluční krok ke vzniku primátů zahájila změna prostředí = EKOLOGICKÝ STRES

• mutace – náhlá změna genetického materiálu

• neutrální mutace – přináší svým nositelům ve změněném prostředí selekční výhodu

  • projevy: lepší reprodukční vlastnosti, vyšší přežití mláďat → umožněno šíření genů vhodných pro přežití v novém prostředí

• Katastrofa (dopad meteoritu) - umožnila vznik primátů několika způsoby:

  • vymizeli veleještěři (na Zemi více jak 160 mil. let)
  • vymizela velká zvířata – mamuti, tygři

  → uvolnilo se prostředí pro savce (začátek třetihor)

  → prostředí teplé, vlhké → bujně roste vegetace (= potrava, úkryt) + vymřeli přirození predátoři

  • primáti vznikli z předchůdců hmyzožravců (osidlovali stromy – Tana) → na zemi konkurence – hlodavci

• původ primátů – zřejmě z Afriky nebo Asie

Vývoj:

A. POLOOPICE

• první poloopice se objevili v paleocénu (65-55 mil. let)
• největší rozvoj v eocénu (55-35 mil. let)
• teplo, vlhko
• lemuři – denní aktivita, plodožraví, listožraví, z nich dnešní poloopice, nártouni – noční aktivita, plodožraví, hmyzožraví, z nich dnešní nártouni a snad opice (tvoří systematicky samostatnou linii mezi poloopicemi a opicemi, v současné době je rozlišováno devět druhů nártounů)

B. OPICE

• 2 názory na vznik:
  • vývoj souběžně s poloopicemi ze stejného předka
  • opice se vyvinuly z poloopic
• v eocénu (37 mil. let) přesně není známo asi v Africe
• v oligocénu zřetelné ochlazení
• Amerika – opice širokonosé
• Afrika, Eurasie – opice úzkonosé, z nich jedna větev směřuje k lidoopům a člověku

C. LIDOOPI

• zřejmě návaznost na Aegyptophiteka
• miocén (34-5 mil. let)

Afričtí ramapithékové

Australopithecus – hominid, Afrika (5-4mil. let)

• pouze Afrika, bipední hominid
• dolů směřující týlní otvor, krátké dolní končetiny
• úzká pánev
• nožní klenba, výborně šplhali
• úroveň dnešních lidoopů
• užívali předměty (nevyráběli)
• nejsou ještě lovci (rostliny, hmyz, mršiny)
• řídce ochlupení, tmavne pokožka

druh: A. afarensis (3 mil. let)

• nálezy ve východní Africe
• celosvětový nález ženského jedince Lucy (Etiopoie)
• směřuje k člověku

ROD: HOMO

• vznikli současně s více druhy (i neznámými)
• příslušníci rodu Homo se od australophitéka odlišují těmito znaky:
  • cílevědomá výroba a užívání nástrojů
  • větší mozek
  • mnohem menší zuby, menší čelisti a parabolické zubní oblouky
  • stavba některých kostí – mají tenčí lebeční kosti, velkou hlavici a kratší krček stehenní kosti a nezešikmenou pánev

druh: Homo rudolfensis (2,4 – 1,8 mil. let)

• vymřelý

druh: Homo habilis – člověk zručný (2-1,7 mil. let)

• východní Afrika
• Výrazný sexuální dimorfismus
• krátké dolní končetiny, dobře vyvinutá dvojitá nožní klenba → schopnost dobře šplhat, savany, řídké lesy
• všežravec

druh: Homo ergaster – člověk dělný nebo člověk pracovitý (1,9-1,4 mil. let)

• v Africe, pokročilejší kultura
• návaznost na předky – nejasná → je to pravděpodobně předek dalších hominidů vedoucí k člověku
• začínají lidské proporce (ještě ale šplhá)
• aktivní lovec s lepšími zbraněmi
• migroval do Asie, Evropy, zůstal i v Africe
• vývojový předchůdce člověka

druh: Homo erectus – člověk vzpřímený (1,25 mil. – 100 tisíc let)

• v Evropě a Asii

Klasický erectus – Afrika

• vysocí, štíhlí, delší dolní končetiny
• mají velký tělesný povrch (adaptace na teplé prostředí a lovení)
• rychlejší výdej tepla při pohybu (pocením) = ztráta srsti, tmavnutí pleti
• neměli žádné znaky šplhavých vlastností
• ploché ustupující čelo
• nemají bradový výběžek
• lovci, začali ovládat oheň + udržovali jej (teplo, světlo, potrava, ochrana proti šelmám)
• maso ukusovali předními zuby (posilují se řezáky, stoličky ustupují)
• primitivní dorozumívání, posunky
• mozkovna: 1050 cm (jako dnes malé dítě)
• doba nejhustšího osídlení (křížení i jiných druhů)

druh: Homo heidelbergensis (0,7 – 0,2 mil. let)

• Afrika
• potomek Erecta
• mozkovna 1200 cm
• ohniště – centrem dění (teplo, příprava potravy, ochrana před šelmami, světlo, výroba zbraní)
• dorozumívání – skřeky
• hodně migrovali do Evropy, v Africe se dále vyvíjel, zvýšení hustoty zalidnění na Zemi
• Evropské druhy – směs znaků erektů a sapientů

druh: Homo neanderthalensis

• (65-35000 let) – slepá vývojová větev
• klasičtí a pozdní neandrtálci
• pouze v Evropě (adaptoval se na chladné podmínky Evropy)
• mizí klasičtí a objevují se pozdní (30 000 let)
• hlavně lovci – typický boj zblízka, vbodnutí oštěpu
• vzájemná pomoc a domluva, dělba práce
• primitivní artikulovaná řeč
• pečují o zraněné (zlomeniny), o zemřelé
• příležitostně kanibalové
• určitou dobu žili souběžně s moderními lidmi (Afrika)
• vyhynuli

druh: Homo sapiens sapiens

• v Africe z Homo heidelbergensis + migrace do celého světa, osídlili i Ameriku
• předchůdce s uměleckými projevy (malby, rytiny, první sošky)
• většinou malovali zvířata, pak ženy, symbol plodnosti
• hrobky vyzdobené + předměty osobní potřeby, zdobili mrtvoly i sami sebe
• staví si příbytky trvalého charakteru (opora – skála, stromy)
• počátky zemědělství – mladší doba kamenná = neolit, doba bronzová, doba železná = holocén, současnost
• Nálezy:
  • Morava, okolí Brna, Prahy
  • 1925 Věstonická Venuše (11,5 cm) – Dolní Věstonice – kyprost (boky, prsa), základní materiál: hlína + popel = vypálení mezi kameny
  • Trojhrob
  • Jeskyně Altamira – malby na stěnách (Španělsko)
  • Jeskyně Lascaux (Francie) – malby staré 17 000 let