Genteknik & Evolution

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

Universums och jordens skapelse
För ungefär 15 miljarder år sedan skedde en jätte smäll och universum skapades. Denna smäll brukar man kalla för The Big Bang. Egentligen finns det inga bevis på att The Big Bang någonsin har hänt men man är ändå ganska säker på att rymden föddes ur den här smällen.
Från början var universum bara en sammanpressad massa av energi. Temperaturen låg på ca. 3000 Kelvin under de första 10-40 sekunderna. Big Bang delades in i 9 olika faser och fas ett var själva smällen.

Fas två bukar kallas för den storförenade Eran. Temperaturen var då uppe i ca. 1032 Kelvin och det är nu som universum börjar utvidga sig. I fas tre börjar de svaga och starka krafterna i den stora kraften skilja sig från varandra och olika partiklar bildas. Utvidgningen av universum borde egentligen avta p.g.a. att krafterna skiljs åt men den fortsätter av bara farten.
I den fjärde fasen finns ett överskott av materia i kraften och det för med sig att neutroner och protoner bildas. I fas fem som börjar ungefär samtidigt som fas fyra är temperaturen nere i 1010 Kelvin. Nu börjar elektroner och protoner förinta varandra p.g.a. av att neutronerna frikopplas. Det är på grund av denna fas som det finns bakgrunds strålning i rymden.
Tre minuter efter själva explosionen börjar fas sex. Temperaturen har nu sjunkit ner till 109 Kelvin. Nu slås elektroner och protoner samman till kärnor, och i dessa kärnor bildas de tre första grundämnena: Väte, Helium och Latium. De sex första faserna sker på tre minuter. För att komma till fas sju måste vi förflytta oss 300.000 år framåt. I fas sju bildas naturella atomer.
Efter 700 000 år är temperaturen nere på 18 Kelvin och vi har nu kommit in i fas åtta då stjärnor och galaxer bildas. Förbränningar av Väte och Helium sker i stjärnornas inre och grundämnen som Kol, Syre, Järn och Kväve bildas. I fas nio som är den sista fasen sprids de nya grundämnena ut i rymden och möjliggör skapandet av nya stjärnor, planeter och även liv. Detta var alltså hur skapandet av universum gick till. Men hur kom då våran planet, Jorden till? Och våran sol? Och planeterna i vårt solsystem? Jo…

För 5000 miljoner år sedan slets ett litet gasmoln loss från en av universums många galaxer. Gasmolnet var litet och roterade inte särskilt snabbt. Detta medförde att partiklarna i gasmolnet kunde dra ihop sig till en roterande, tät skiva av stoft. Skivans mitt sög åt sig så mycket stoft att det uppstod en liten, rund kärna. Plötsligt steg temperaturen drastiskt upp till 4000 grader Celsius. Sedan bröt ett ljus fram och kärnan började brinna: Solen hade bildats.
Runt solen sveper nu kraftiga utbrott av gaser, vindar och intensiv strålning. Vindarna kastar bort mängder av småpartiklar från solen. Partiklarna kolliderar med varandra och växande klumpar bildas. Dessa klumpar blir till våra planeter som kastas in i banor runt solen. Ibland dessa planeter finns så klart våran egen, Jorden.
Just som Jorden börjar ta form drabbas den av ett bombardemang av meteoriter som slår emot den unga planeten. En kollision är så pass kraftig att en liten bit av Jorden slits loss och går in i en bana runt Jorden. Detta var månen.
Bombardemanget får temperaturen i Jordens inre att stiga. Långt under jordytan kokar en ocean av magma som bubblar upp över hela planeten. Smält Järn och Nickel bildar Jordens kärna. Även lättare ämnen tvingas upp mot ytan och avkyls där. Detta blir till skorpan runt Jorden.


Första livet
Från Jordens glödheta inre rinner enorma gasvolymer ut och lägger sig runt jorden som en atmosfär. I atmosfären bildas vattenånga som samlas till moln. Vattenångan går från gas till vätskeform och det blir till jordklotets första syre rika hav.
För ca 4000 miljoner år sedan förenar sig molekyler, som innehåller kol, med varandra i haven och livet sätter i gång. Detta första liv kunde liknas vid celler. De första cellerna liknade några av dagens bakterier. De kunde leva utan syre och vattnet skyddade dem mot de farliga UV-strålarna.

Några av cellerna började att utveckla klorofyll. Klorofyll är ämnet som gör växter gröna och som gör så att cellerna kan utnyttja koldioxid för att bygga upp sig själva. En restprodukt av detta arbete är t.ex. syre. P.g.a. växterna släppte ut syre började ju atmosfären naturligtvis innehålla mer och mer syre. Tack vare syret fick celler som förlorat sitt klorofyll och börjat äta av växtcellerna leva vidare.

Efter ett tag började cellerna samarbeta. Olika celler specialiserade sig på olika uppgifter och de första fler celliga organismerna utvecklades. Men det fanns ett lite problem kvar… Allt detta nya liv fanns i havet och det låg stora landytor öde. Det berodde på att solens UV-strålar dödade allt liv som vågade sig upp över den skyddande vattenytan. Men, i och med att syrehalten i luften sakta men säkert ökade, bildades ett ozonlager högt uppe i atmosfären. Ozonlagret tog upp en stor del av de dödliga strålarna och de växter och djur som hade börjat utveckla lungor kunde sakta dra sig upp emot land.


Människans utveckling

Människorna är absolut närmast släkt med apor det är vad modern forskning har visat det. Det behöver inte betyda att vi har utvecklats från apan. Människan och apan har bara utvecklats från samma stamformer, som var små däggdjur och levde för ungefär 40 miljoner år sedan. De började då utvecklas till ett slags djur som kunde gå upprätt. Vi kallar dem Australopithesus. De levde i Afrika och Sydost Asien för ca 2 miljoner år sedan. I samma områden som Australopithecus levde har man också hittat fossil av en annan sorts forntidsmänniska. Det är denna man tror att dagens människor härstammar ifrån och man har gett den namnet Homo Habilis. Homo betyder människa och Habilis betyder skicklig. De var skickliga på det sättet att de kunde gripa föremål och använda verktyg samt att de va köttätare.

Man har hittat 500 000 år gamla fossil av en annan människa, mer utvecklad än de tidigare fynden. Denne har fått namnet Homo Erectus. Den hade mycket större hjärna än både Homo Habilis och Australopithecus. Dessa kunde göra upp eld och tillverka verktyg av trä och sten. De fördelade maten de jagat eller samlat ihop, i gruppen. Det är också troligt att de pratade något slags språk med varandra.

Homo Sapiens som är den nutida människoarten härstammar troligtvis från Homo Erectus, Sapiens betyder vetande. De äldsta Homo Sapiens som har hittats är Homo Sapiens Neaderthalis. Neandertalarna levde för ca 100 000- 35 000 år sedan. De tillverkade också redskap av trä och sten men även av ben. Det är också hos Neandertalarna man finner de första spåren av riktiga begravningar. Man har funnit rester av mat, vapen och verktyg i gravarna. Detta var antagligen för att den döde skulle kunna jaga o.s.v. dit han kom efter döden. Man har också hittat en grav där den döde har lagts på en bedd av blommor, alltså lik våra egna begravningar.

Homo Sapiens Sapiens är nutidens människor, alltså du och jag. Eftersom Sapiens betyder vetande blir Homo Sapiens Sapiens till Människan som vet att hon vet. När Neandertalarna försvann visade sig de första Cro- Magnon människorna. Det var för 30 000 år sedan och man har hittills inte hittat några skillnader i kroppsbyggnad mellan dem och nutidens människor. Eftersom Homo Sapiens levde över hela världen samtidigt utan någon kontakt med varandra utvecklades de på olika sätt och det är på den vägen de olika människoraserna uppstod.

Charles Darwin föddes den 12 februari 1809 i en landsort staden Shrewsbury i Storbritannien. Hans fader hette Robert och var landsortsläkare, och mamman Susannah Darwins föräldrar var grundarna till den berömda keramiska verkstaden Wedgwood Det hade en stor betydelse för hans fortsatta utbildning, eftersom en utbildning var ganska dyr. Charles ville liksom sin far utbildas till läkare. När Charles var 16 år flyttade han till Edingburg för att studera medicin. Han gick inte där så länge för han hoppade av skolan. Hans far Robert blev då mycket besviken på sin son.
När han var 19 år började han i stället att läsa till präst på universitet i Cambridge. Han var religiös och trodde på vad bibeln sa. Efter tre år tog han examen och istället för att fortsätta sina studier inom prästyrket blev han mer intresserad av djur och växter och bestämde sig för att organisera en resa till Kanarieöarna. Charles fick i samband med detta också ett erbjudande att göra en jorden runt resa med den engelska flottan. Han tackade ja efter att hans pappa övertalat honom.
Den 27 December 1831 när Charles var 22 år gammal seglade fartyget HMS Beagel iväg. Dat var inte den första färden som fartyget hade gjort. Redan 1820 var HMS Beagel med om en lång resa till Sydamerika. Resan på Beagel visade sig senare vara en av den viktigaste resan i vetenskapens historia. Under början av resan var Charles ofta sjösjuk men det blev bättre efter resans lopp. HMS Beagel stannade första gången i San Salvador i Brasilien, där fick han en viktig uppgift. Han skulle samla in prover av växter, djur, stenar och fossiler. Han fick också i uppgift att anteckna och studera på varje plats de stannade.

Man började resan genom att segla till Sydamerika, rundade Kap Horn och fortsatte sedan färden upp längs kusten mot Galapagosöarna. Efter detta korsade man Stilla havet och senare kom man till Nya Zeeland och Australien. Överallt där man stannade tog Darwin prover. Från södra Australien korsade man Indiska oceanen, rundade Godahoppsudden och sedan kom man tillbaka till Brasilien. Efter det satte man kurs hem åt England igen då resan hade tagit nästan 5 år var man fartyget framme vid Englands kust igen.



HMS Beagle
År 1835 hade Darwin seglat runt hela Syd Amerika. Ungefär 100 mil från Sydamerikas kust kastade man ankar, man hade kommit till Galapagosöarna. (Det är en ö grupp som består av 13 små öar och ligger vid ekvatorn.) Han la märke till att djuren på Galapagosöarna, inte såg likadana ut som i Sydbrasilien men de hade liknade egenskaper. Han lade märke till en mycket speciell grupp av små, guldbruna fåglar som var finkar. Varje art av fåglarna hade en mycket speciell form på näbben. De hade de för att fåglarna skulle kunna äta den födan som fanns på öarna. T ex hade fröätarna en grövre näbb och insektsätarna en spetsigare. Det var ett tecken på att de här arterna från början var en enda art. Charles började då att fråga sig om djuren hade utvecklats??? Det var nu evolutionsteorin började ta form.
Efter att Darwin hade utforskat Galapagosöarna seglade de vidare över Stilla havet, mot Tahiti för att sedan fortsätta till Nya Zeeland och Australien. Nu seglade man vidare över Indiska Oceanen och kom sedan till Brasilien. Efter att Darwin varit i Brasilien så seglade han åter mot England igen.

Den andra oktober 1836 var Beagle och dess besättning tillbaka i England igen. Då var det dags för Darwin att sortera och sammanställa alla sina prover, växter, stenar och fossil han hade samlat på sig dem under resan. Darwin kunde dra slutsatsen att djuren utvecklades olika. De visste han på grund av de finkarna som han hade träffat på, på Galapagosöarna. De hade anpassat näbben till födan. Vad han inte kunde förstå var hur djurarten hade förändrats.
1838 läste Darwin en bok för nöjes skull. Den handlade om befolkningsutvecklingen och var skriven av Tomas Malthus. När han hade läst färdigt den förstod han hur allt hade utvecklats. Enligt Malthus så ökar befolkningen mer och mer då det inte finns något hinder. Men det kan ju inte gå hur långt som helst det kommer ju till hinder i bland som t ex matbrist, sjukdomar med mera och förstör det som det nya samhället byggt upp. Då finns bara de starkaste individerna kvar.

Darwin hade nu en del kunskaper om hur fåglarna hade kommit till Galapagosöarna. De hade blåst dit i ett oväder, utvecklades de där och kunde bilda nya arter på grund av att det fanns så pass mycket mat.

1839 så gifte sig Charles med sin kusin Emma Wedgwood. Hon var en mycke ung och vacker kvinna. De flyttade då till Down House som låg utanför Bromley. Det var ett mycket stort och exklusivt hus. Här bodde han också i resten av sitt liv. Emma och han fick tio stycken barn tillsammans. Darwin flyttade sin arbetsplats till huset. Mellan 1840-1850 talet så jobbade Charles med sin forskning och han skrev också mycket om sitt lyxiga Down House.
Omkring 1845 började Charles att må dåligt och han kunde inte jobba mer än ett per timmar om dagarna. När han inte jobbade så var han mycket ute och promenerade i sin trädgård. Fast sin dåliga hälsa fortsatte han att arbeta.
Åren gick , och i början av 1850 - talet sade Charles vänner att de tyckte de skulle lägga fram sin tro om utvecklingen till människorna. De trodde nämligen att Charles var ensam om sin idé. Hans vänner hade också rätt.
Det var en man som hette Alfred Wallace som också var inne på samma spår som Charles och Alfred fick tag i samma bok som Thomas Mathus hade skrivit och som Charles läste för ett antal år sedan. Wallace skrev ner sin idé på två dagar, långt i från vad Charles hade gjort. Han hade ju forskat i över tjugo år. Wallace ville att någon känd biolog skulle läsa igenom sin teori innan den publicerades. Konstigt nog så skickade Wallace sin teori till just Charles. Charles blev mycket chockad när han läste brevet . Skulle Wallace komma före med sin idé? Darwin erbjöd sig att lägga fram idén tillsammans med honom. . Resultatet blev en liten bok som de gav ut 1858. Wallace gick med på detta eftersom Darwin hade mycket mer information.
Darwin fick mycket bråttom att skriva klart sin bok. Så i november 1859 släppte han boken " Om arternas uppkomst genom naturligt urval. På engelska hette boken " On the orgion of spices. Boken väckte mycket stor uppmärksamhet den släpptes först i endast 1250 exemplar , och de tog slut alla på en gång. Man tryckte då upp en ny upplaga. Människorna blev alldeles rasande när Darwin hade gett ut boken han hade ju trotsat bibeln och guds lära . Han hade ju skrivit att det som stod i bibeln inte var sant. Många vetenskapsmän började att tro på honom med en gång, Darwin hade ju gett en rad exempel på att teorin stämde. Fast det var en stor mängd som inte trodde på han. Kyrkan blev rasande på Darwin de resonerade så som att i boken stod det att Gud hade inte makten över världen längre, så Darwin var inte så populär hos folket under den här tiden.

Det dröjde några år innan Darwin blev accepterad bland folket. Men efter några år stod de flesta vetenskapsmännen på Darwin sida, och de trodde verkligen på honom. Han slutade inte med sina studier för det, utan han gav mer motivation. År 1871 släppte Darwin ytterligare en bok, som hette "Människans härledning och könsurvalet".
På 1870-talet hade Darwin frisknat till i från sin sjukdom och 1877 fick han ett pris vid universitet i Cambridge. Han hade inte slutat upp med sitt skrivande än men 1881 fick Darwin en lätt hjärtattack och dog den 19 april 1882 hemma i Down House, då han var 73 år gammal. Han begravdes sedan bredvid Isaac Newton i Westminister Abbey i London.

Om arternas uppkomst.
1859 så publicerad Darwin sin första bok om naturvetenskap, det var med hjälp av den information som han hade plockat på sig under resan med HMS Beagle.
Boken bygger på tanken att tillfällets bäst anpassad individ och population (grupper) klarar sig bäst efter omgivningen t ex späckhuggare som man kan kalla för havets konung. Den är mäktig och stor så den äter upp alla mindre individer exempel småfisk. Den starkaste individen gynnas, sätter större avkomma till världen och förändrar arten på lång sikt. Naturen slösar på sina rikedomar, och överflödandet av ägg, spermier och unga organismer. Så sker det ett urval av de starkaste. Den kampen är alltid hårdare inom en art än mellan olika arter eftersom samma arter har samma krav på tillvaron medans, olika arter lättare kan leva sida vid sida De för utvecklingen framåt. Den teorin kallas för selektionsteorin. Det var den teori som drog till sig mest uppmärksamhet Han sa också att en utveckling av arterna är möjlig det kunde uppstå en avkomma av individen men sedan ärvs i nästa generation. De här avvikelserna var relativt små men efter en lång tid och många generationer blir skillnaderna allt större från den urtyp de utgått från. Utvecklingen från urtypen går åt olika håll och på det viset bildades det så småningom olika arter ur samma härstamning. Slutsatsen blir så att det från början endast fanns en eller ett fåtal urceller varifrån allt liv härstammar och utvecklats från. Den teorin kallas för descendensteorin och hade i stora drag tidigare presenterats av filosofer och naturvetare. Darwin trodde också att människan utvecklades ur apan.
Darwins kunskaper grundar sig på 3 teorier.
-Alla arter har en viss ärftlig variation.
-Alla djur och växter producerar mycket mer avkomma en den som kommer att fortplanta sig t ex en torsk hona producerar 85 miljoner ägg men det är bara en hundradel som överlever.
- Utvecklingen har haft en lång tid på sig och det tar en lång tid för att utveckla sig.
Celldelning
Amöban är den enklaste formen av liv. Den består av en cell som har fyra livs funktioner. Amöban lever i vattnet och får sitt näringsutbyte(ämnesomsättning) genom det. Vid fara kan den genom en sammandragning(rörelseförmåga) förflytta sig. Amöban förökar sig genom en vanlig celldelning(fortplantning). Cellen utgör den minsta enheten för liv i alla växter och djur. När cellerna är få i en organism så krävs ingen stor arbetsfördelning mellan cellerna. Vätskan når fritt till alla celler och avfall kan transporteras bort. När cellantalet ökar fungerar inte den här lätta arbetsfördelningen.
Människan består av c:a 50 biljoner celler.
Så här är cellen uppbyggd: Cellen omges av en tunn hinna, ett cellmembran, det avgränsar och skyddar cellen. Innanför cellmembranet finns cytoplasman(cellvätska) som är en gelèaktig äggvitelösning som består av protein, kohydrater, fetter, salter och vatten. I mitten av cellen finns en cellkärna. Den lagrar alla de instruktioner cellen behöver för sina arbetsuppgifter. Instruktionerna finns i särskilda trådnystan som kallas kromosomer. En kromomsom består av en kraftig sprial, inuti sprialen ligger två band som tillsammans bildar en dubbel spiral, DNA. I cellen finns också mitrokondrier, som kallas cellens kraftverk. Den transporterar den energi som går åt vid processen i cellen. De består av yttre och inre membran med enzymer.


Två typer av celldeningar
Vanilg celldelning(mitos) När växter och djur växer delar sig cellerna och när cellerna i kroppen ersätts av nya. Det sker genom en typ av celldelning som kallas "vanlig celldelning".

1. En modercell i en testikel. DNA-molekylerna är sprida som långa trådar och kromosomerna kan ännu inte urskiljas.
2. Kromosomerna framträder och börjar att dela sej på längden. Kromosomerna i varje kromosompar söker upp varandra.
3. Cellerna delar sej. De nya cellerna får vardera en kromosom från varje kromosompar.
4. Först nu delar sig kromosomerna fullständigt på längden.
5. Genom en ny celldelning bildas fyra celler , var och en med en halv uppsättning kromosomer.
6. Celldelningen är avslutad. De fyra cellerna utveklas till spermier.

Reduktionsdelning (Meios)Meios Bildning av könsceller. En könscell hos människan innehåller bara 23 kromosomer. Altso en av kromosomerna från varje kromosom par. Vid befruktning förenas äggcellens och spermiens kromosomer. Det är nödvändigt att könscellerna innehåller hälften så många kromosomer som övriga celler. Annars skulle antallet kromosomer i kroppens celler fördubblas för varje generation och då skulle vi inte se ut som vi gör idag.
1. En modercell i en testikel. DNA-molekylerna är sprida som långa trådar och kromosomerna kan ännu inte urskiljas.
2. Kromosomerna framträder och börjar att dela sej på längden. Kromosomerna i varje kromosompar söker upp varandra.
3. Cellerna delar sej. De nya cellerna får vardera en kromosom från varje kromosompar.
4. Först nu delar sig kromosomerna fullständigt på längden.
5. Genom en ny celldelning bildas fyra celler , var och en med en halv uppsättning kromosomer.
6. Celldelningen är avslutad. De fyra cellerna utveklas till spermier.


Själva celldelningen kallas mitos. En äldre cell delar sig och bildar två identiska dotterceller innehållande ett identiskt genetisk budskap och identisk funktion. Interfasen är ett mellanläge mellan delningarna, men aktiviteten är hög i cellen. Kromosomerna delar åter på sig, så de åter är dubbla, två kromatider. Under profasen, mitosens förstadium kontraheras kromatiderana till långsträckta kroppar. I slutet av profasen upplöses kärnmembranet och en kärnspole bildas. Kärnspolens uppbyggnad dirigeras av centriolen. Kärnspolen består ut av elastiska trådar, mikrotubuli, som löper mellan polerna i kärnspolen och fästs i kromosomernas centromerer. När kärnspolen är färdiguppbyggd och i funktion, dirigeras kromosomernas centromerer till kärnspolens ekvatorialplan och celldelningen har nått till metafas. Då delas alla centromerer och vardera halva drar sin kromotid till respektive. Nu finns det två exakt lika kromosomuppsättningar vid vardera pol i cellen. Mitosen fullbordas genom att vardera kromosomgrupp bildar var sitt kärnmembran, telofas. Mitoser sker olika ofta i olika celler. Till exempel delar hudceller ofta på sig meda...