Iskanjeiz vora

Evolu

cija in

pregled živega sveta za gimnazije

Boris Sket

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0

CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 575.8(075.3) SKET, Boris, 1936- Iskanje izvora : evolucija in pregled živega sveta za gimnazije / Boris Sket ; [abecedno kazalo Alenka Dermastia ; ilustracije Marija Prelog ; fotografije Dreamstime ... et al.]. - 1. izd. - Ljubljana : Rokus Klett, 2013 ISBN 978-961-271-316-4 268099584

Vse knjige in dodatna gradiva Založbe Rokus Klett

dobite tudi na naslovu www.knjigarna.com.

Učbenik Iskanje izvora, Evolucija in pregled živega sveta za gimnazije, je Strokovni svet RS za splošno izobraževanje na svoji 157.

seji, dne 23. 5. 2013, s sklepom št. 613-1/2013/62, potrdil kot učbenik za biologijo za gimnazije.

© Založba Rokus Klett, d. o. o. (2013). Vse pravice pridržane.

Brez pisnega dovoljenja založnika so prepovedani reproduciranje, distribuiranje, javna priobčitev, predelava ali druga uporaba

avtorskega dela ali njegovih delov v kakršnem koli obsegu in postopku, kot tudi fotokopiranje, tiskanje ali shranitev v elek tronski

obliki. Tako ravnanje pomeni, razen v primerih od 46. do 57. člena Zakona o avtorski in sorodnih pravicah, kršitev avtorske pravice.

Založba Rokus Klett, d. o. o.Stegne 9 b, 1000 Ljubljanatelefon: 01 513 46 00telefaks: 01 513 46 99e-naslov: rokus@rokus-klett.siwww.rokus-klett.si

Iskanjeiz vora

Evol

ucij

a in pregled živega sveta za gimnazije

Boris Sket

Urednica: Marina Dermastia

Recenzenti: prof. dr. Peter Trontelj, Majda Kamenšek Gajšek

Jezikovni pregled in korekture: Tina Kralj

Abecedno kazalo: Alenka Dermastia

Ilustracije: Marija Prelog

Fotografije: Dreamstime, Istockphoto, Science Photo Library, Shutterstock, Visualphotos, Wikimedia Commons,

Meti Buh-Gašparič, Tina Eleršek, Tjaša Kogovšek, Boris Sket, Tihomir Makovec, Tom Turk

Učbenik skupaj z učbeniki Kjer se življenje začne, Čudovite oblike in Spoznajmo svoje domovanje sestavlja učbeniški komplet.

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0

Nekoč smo bili mehurčki v morju, potem ribe,

potem kuščarji in podgane in potem opice in

stotine stvari vmes. Ta roka je bila nekoč

plavut, ta roka je nekoč imela kremplje. V

naših ustih so bili volčji sekalci in dletasti

zobje zajca in meljaki kakor pri kravi.

Naša kri je slana kakor morje, v katerem smo

včasih živeli. Ko se prestrašimo, se naši

lasje naježijo, kot se je nekoč dlaka, ki je

prekrivala naša telesa. Mi smo zgodovina.

Vse, kar smo nekoč bili, preden smo postali

to, kar smo, smo še vedno. Bi radi slišali

preostanek zgodbe?------Terry Pratchett, Klobuk poln neba,

prevedel Tom Turk

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0

Predstavitev avtorja

Boris Sket je redni profesor in raziskovalec na Oddelku za biologijo

Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani. Predaval je o evoluciji, pa

o zoologiji nevretenečarjev in o biologiji podzemeljskega življa. Kot

raziskovalec se ukvarja predvsem s taksonomijo in biogeografijo

podzemeljskih živali in njihovih površinskih sorodnikov. Predvsem

ga zanima taksonomija in razširjenost nekaterih rakov in pijavk, pa

tudi človeške ribice in splošno biotska pestrost dinarskega podzemlja.

Raziskoval je favno, zlasti podzemeljsko, tudi na drugih kontinentih.

Vse to ima seveda svoj odsev tudi v evolucijski biologiji.

Bil je dekan Biotehniške fakultete, rektor Univerze v Ljubljani,

predsednik Jamarske zveze Slovenije in predsednik Mednarodnega

biospeleološkega društva. Boris Sket je izredni član Slovenske

akademije znanosti in umetnosti.

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0

Uvod, pravzaprav

pojasnilo, in nekaj

napotkov

V tem učbeniku so nekateri stavki za spoznanje drugačni kot v drugih učbenikih o

evoluciji. Nič posebnega, le kakšna razlaga je obrnjena na glavo, poudarki so na drugih

mestih … V dokaj dolgoletni praksi predavanj (in izpitov!) za študente biologije na

univerzi sem naletel na kar nekaj težav pri razumevanju na videz preprostih pojavov.

Vse kaže, da v ozadju tiči srednješolska praksa. Saj ne, da bi bilo doslej kaj narobe v

njeni vsebini. Večidel so razlage v vseh učbenikih podobne, pravilne, tudi razumljive.

Moti pa, da se razlaga kar praviloma začne z imenom pojava in imena so največkrat

le prispodobe. Ko bralec (dijak, kdorkoli) končno usvoji neki pojem in njegov približen

pomen, je v to vložil že toliko truda, da mu je nadaljnja razlaga odveč, prenaporna,

da ne skuša dojeti bistva. Zato sem se tukaj potrudil vsako razlago izpeljati iz pojava

samega, ki mu bomo šele na koncu dali – najbrž že znano, že nekje slišano — ime.

Skušam se prispodobam izogniti in pojave bolj nedvoumno označiti. Nujna izjema

je seveda sama evolucija, ki nam je vsak dan na jeziku. Tukaj pa prosim bralca za

sporazum. Naredimo se vsi nevedne, dokler tudi tega pojava dokončno ne dojamemo.

Takrat bo (spet) padla med nas kot stara in dobra znanka. V besedilu so še kakšne

druge, manj pomembne razlike. Kot že rečeno, kakšen poudarek bo drugje kot sicer,

kak stavek, celo odstavek, pa bo obrnjen malo drugače. Zdi se mi tudi, da je koristno

posebej opozoriti na kakšna manj opazna dejstva, spet druga pa pogledati z druge

plati.

Učbenik sem napisal glede na učni načrt ter po svoji najboljši vesti in upoštevaje naše

današnje védenje, a brez raznih izračunov, ki bi sicer lahko prispevali k prepričljivosti

– in imenitnosti – zapisa. In ki bi bili na višji stopnji nujni. Upam, da je bil to poskus

v pravo smer, da se je posrečil. Skušajmo najprej razumeti, da je evolucija predvsem

posledica nekaterih osnovnejših dogajanj v naravi, in ne njihov vzrok, ne njihovo

gibalo. Hočem reči, da se nič ne dogaja zaradi evolucije; pač pa evolucija poteka, ker

je živi svet tak, kot je – in zaradi posledične igre med dednostjo in spremenljivostjo,

čezmerno množitvijo in različnim preživetjem in tako naprej. Skratka, evolucija je

posledica.

V besedilu je kar nekaj številk, med njimi letnic. Namenjene so zgolj temu, da si bralec

lahko predstavlja veličastno številčnost živih vrst in približno sestavo biosfere, kakor

imenujemo vse živo na Zemlji. Da si torej predstavlja udarno moč posameznih skupin

organizmov. In da razume zastrašujoče vplive človekove nepremišljenosti na nekoč

naravno okolje. Letnice, zlasti milijonletnice, so zato, da si pomembne dogodke v

razvoju našega sveta lahko umestite v čas in približne medsebojne časovne odnose.

Naleteli boste tudi na številna latinska imena. Ta pa so tu spet le zato, da boste lahko

še kaj dodatnega našli tudi po drugih virih. Svetovni splet in knjige niso nujno pisani

v slovenščini, latinska imena pa so mednarodna. Celo v slovenskih virih bi lahko

koga zmedla različna slovenska imena. Zato se biologi že dolgo sporazumevamo s

posredovanjem latinskih. Niso pa niti letnice niti druge številke niti imena namenjeni

učenju na pamet. Dijaki, lepo vas prosim (če je to sploh treba), da se s čim takim ne

tràpite, in prosim tudi vaše učitelje, da vas ne obremenjujejo z njimi. Morda, če ne

bo prehudo, skušajte ločiti dogajanja, za katera so bili potrebni tisoči let, od tistih za

milijarde let; in še kaj vmes.

Recenzentoma Majdi Kamenšek Gajšek in prof. dr. Petru Trontlju se zahvaljujem za

vrsto koristnih napotkov, tudi kritičnih pripomb, opozoril na nedoslednosti. Z mnenji in

raznimi podatki so pomagali profesorji dr. Robert Brus, dr. Igor Jerman, dr. Jernej Jogan,

dr. Marko Kerševan, dr. Tom Turk. Jezikovno plat je potrpežljivo reševala lektorica Tina

Kralj. Vseskozi pa mi je bila v veliko pomoč in vzpodbudo urednica, prof. dr. Marina

Dermastia, ki je tudi marsikatero podrobnost prispevala ali vsaj svetovala. Povsem njen

prispevek sta uvodna in zaključna stran tega učbenika; kot tudi stvarno kazalo.

Boris SketI like CHARLIE ... and ALFIE too.

I lik

e

CHARLIEknjigarna.com swis721

CMYK10/100/90/0

PRVI DEL: Največja predstava po Velikem poku

VESoLjE SE RazVIja IN mI V NjEm 14Stopnje evolucije 16Fizikalna in kemijska evolucija je potekala po fizikalnih in kemijskih zakonitostih 16Z nastankom organizmov se je začela biotska stopnja evolucije 16Organizmi se okolju prilagajajo 18Razvoj človeka in psihosocialna stopnja evolucije 18

BIotSka EVoLucIja jE SPREmENILa Naš PLaNEt 22kako naj razumem evolucijo – kratek napotek za najnestrpnejše dijake in njihove vedoželjne starše 24(1) Organizmi se čezmerno množijo 24(2) Nosilnost okolja je omejena 25(3) Omejitev preživetja 25(4) Mehanizmi samoohranitve in ohranitve vrste 26(5) Boj za preživetje in za reprodukcijo 26(6) Spremenljivost in raznolikost (variabilnost in polimorfizem) 27(7) Neenako (diferencialno) preživetje in neenaka reprodukcija 28(8) Dednost 29(9) Kopičenje (akumulacija) »boljših« lastnosti – prilagajanje 29(10) Izpopolnjevanje, napredovanje, ključne novosti ... 30(11) Speciacija – diverzifikacija 32V evoluciji so mogoči tudi drugi mehanizmi 34

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0

kako SE žIVI SVEt mNožI IN kakšNE So PoSLEDIcE 38Reprodukcija zagotavlja trajnost in omogoča izboljšave 40Obnavljanje s cepitvijo 40Obnavljanje z enostarševskim razmnoževanjem 41Obnavljanje s spolnim razmnoževanjem 42uspešnost osebka v njegovem okolju je odvisna od fenotipa 43Gen deluje pod pogoji, ki jih postavlja okolje, in v mejah svoje reakcijske širine 43Genski sklad je nabor vseh alelov vseh osebkov v populaciji 44Aleli so oblike istega gena na homolognih kromosomih 45Določen prostor lahko oskrbi in preživi le določeno, omejeno število osebkov neke vrste 46Nosilnost okolja je odvisna od odnosa organizma do tega okolja 46Isti prostor navadno poseljuje več vrst, ki imajo podobne, a različne življenjske zahteve 47Boj za preživetje 49S postopnim preurejanjem se oblikuje ugodnejši genski sklad 49Prilagoditve okolju niso v naprej načrtovane 50Po različnih poteh do podobnih rešitev – primera letalcev in jamskih živali 51Prilagajanje z izpopolnjevanjem in s poenostavljanjem 55 Želo se je razvilo iz leglice 56 Nastanek vretenčarskega tipa očesa 57 Homologije in analogije 59 Prilagajanje s poenostavljanjem 60

EVoLucIja V žIVo IN V StRIPu 64z vzgojo novih sort in pasem človek nekoliko usmerja in pospeši evolucijo 66odpornost proti antibiotikom ali insekticidom se razvije v nekaj generacijah bakterij ali žuželk 68okamneli ostanki razvojnih vej so kot ilustrirani koledarji iz preteklosti ali kot strip 69Naravne katastrofe so večkrat povzročile izumrtje rastlinskih in živalskih vrst 71molekulski dokazi evolucije 72

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0

NEkaj PoSEBEj PomEmBNIh PogLaVIj V EVoLucIjSkI zgoDoVINI 76Časovna preglednica evolucije življenja na zemlji 78Napredek z združevanjem ali kako je nastala prava evkariontska celica 80Arheje in bakterije z drugimi organizmi povezujejo različni simbiotični odnosi 80Endosimbiontska teorija razloži nastanek kloroplastov in mitohondrijev 80Izvor bičkov in migetalk ter jedra 81Sekundarna endosimbioza 82učinkovite simbioze so se razvile večkrat 83Endosimbioza pri koralah 83V lišajih se na različne načine simbiotično povezujejo glive, cianobakterije in alge 84Povezovanje istovrstnih evkariontov 86Povezovanje evkariontskih celic v višje enote 86Povezovanje mnogoceličnih organizmov v višje enote 88Poseljevanje kopnega je spet posledica populacijskega pritiska 89Najprej živa hrana 90Prve kopenske rastline so bile sorodne mahovom 90Za rastlinjem še živali 92Kopenski nevretenčarji 92Končno še vretenčarji 93Kot riba na kopnem 95Evolucijski razvoj človeka 96Spremembe telesa, povezane s pokončno hojo 96Na poti iz narave v kulturo 97Razvoj človečnjakov – nevšečno sorodstvo? 99Rod Homo izhaja iz zgodnje veje avstralopitekov 100Razvoj vrste Homo sapiens 102Psihosocialna raven je evolucijska novost 104

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0

DRugI DEL: kako pregledno predstaviti živi svet

NajPREj ENotE, Nato SIStEmI 110Vrsta je osnovna enota živega 112Vrsta kot evolucijska enota in biološko pojmovanje vrste 112Morfološko in genetsko pojmovanje vrste 113Imena uredimo v sistem 117Filogenetsko drevo življenja 118

SIStEmatSkI PREgLED žIVEga SVEta 122PREgLED žIVEga SVEta 124Prokarionti so razvrščeni v domeni bakterij in arhej 125Bakterije (Bacteria ali Eubacteria) 125Arheje (Archaea ali Archaebacteria) 126Domena evkarionti (Eukarya) 127Kraljestvo protisti (Protista) 128Kraljestvo glive (Fungi) 131Kraljestvo rastline (Plantae) 131 Deblo mahovi (Bryophyta) 132 Deblo praprotnice (Pteridophyta) 133 Deblo semenke (Spermatophyta) 134Kraljestvo živali (Metazoa) 138 Deblo spužve (Porifera ali Spongiaria) 138 Deblo ožigalkarji (Cnidaria) 138 Deblo ploskavci ali ploski črvi (Plathelminthes) 140 Deblo mehkužci (Mollusca) 141 Deblo kolobarniki (Annelida) 142 Deblo valjevci (Nemathelminthes ali Aschelminthes) 143 Deblo členonožci (Arthropoda) 144 Deblo iglokožci (Echinodermata) 151 Deblo vretenčarji (Vertebrata) 152

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0

Prvi del:

poVelikem poku

Največjapredstava

Celo če ne bi našli nobenega fosila,

preživele živali večinoma vodijo do

sklepa, da je imel Darwin prav.

------

Richard Dawkins (r. 1941 – ),

britanski etolog, evolucisjki biolog

in pisatelj znanstvene literature,

Največja predstava na Zemlji (2009)

Največja predstava po Velikem

poku sva jaz in ti!

------Lorenzo Costantino Cherubini

– Jovanotti (1966),

italijanski pevec

Danes je dv

omiti o evo

luciji tak

o,

kot bi dvom

ili, da se Z

emlja vrti

okli Sonca

.

------

Richard Da

wkins (r. 1

941 – ),

britanski

etolog, evol

ucisjki bio

log

in pisatelj

znanstven

e literatur

e,

Sebični gen

(1976)

Drugi del:

pregleden?

Kakonareditiživi svet

Učbenik sestavljata dve poglavji; v prvem so

predstavljeni osnovni mehanizmi evolucije, v

zadnjem pa pregled živega sveta.

kako uPoRaBLjatE uČBENIk

Nekaj posebej pomembnih poglavij v evolucijski zgodovini

Ves razvoj živega sveta je ena napeta in zanimiva zgodba. Pa vendar znotraj nje naletimo

na še posebej zanimiva poglavja in nekaterim od teh se bomo dodatno posvetili. Na

primer, kako neverjetno visok pomen imajo sožitja različnih organizmov. Ali se dovolj

zavedamo, da je normalno človekovo bivanje tudi posledica sožitij z neštetimi bakterijami

v in na našem telesu? In da je to še bolj pestro pri govedu in pri termitih? Ali vemo, da je

evkariotska celica sploh nastala s popolnim zlitjem dveh sobivajočih prokariontov? In da

je šele tako nastala celica omogočila nastanek mnogoceličnosti? O takih sobivanjih bomo

izvedeli še kaj več zanimivega. Zanimiva štorija je tudi poseljevanje dotlej povsem pustega

kopnega iz vode; pri čemer so morale rastline utreti pot živalim. Zgodba zase je seveda

nastanek človeka in njegovega povsem novega sveta.

O kemijsko-fizioloških procesih

v življenju zajedavskih gliv

vemo le malo. Raziskave teh

procesov namreč zelo otežujejo

simbiotični odnosi.

------Anton De Bary (1831–1888),

nemški kirurg, botanik,

mikrobiolog in mikolog

Učili so me, da so do sedaj

človeški možgani krona evolucije,

vendar mislim, da so zelo slab

sistem za preživetje.

------Kurt Vonnegut mlajši,

ameriški pisec romanov, satirik

in likovni umetnik (1922 – 2007)

v reviji The Observer (1987)

V dalnji prihodnosti vidim prostor

za veliko pomembnejše raziskave.

Psihologija bo dobila nove temelje,

in sicer v nujno postopnem

pridobivanju mentalnih sposobnosti

in zmogljivosti. Osvetljen bo izvor

človeka in njegov razvoj.

------

Charles Darwin (1809–1882),

angleški naravoslovec, utemeljitelj

teorijeo evoluciji, O nastanku vrst

z naravnim izborom (1859)

Evolucija življenja za ZemljiNapredek z združevanjem ali kako je nastala prava evkariontska celica

• Arhejeinbakterijezdrugimiorganizmipovezujejorazličnisimbiotičniodnosi

• Endosimbiontskateorijarazložinastanekkloroplastovinmitohondrijev

• Izvorbičkovinmigetalkterjedra • SekundarnaendosimbiozaUčinkovite simbioze so se razvile večkrat

• Endosimbiozaprikoralah• Vlišajihsenarazličnenačinesimbiotičnopovezujejoglive,

cianobakterijeinalge• Povezovanjeistovrstnihevkariontov • Povezovanjeevkariontskihcelicvvišjeenote

• Povezovanjemnogoceličnihorganizmovvvišjeenote

Poseljevanje kopnega je spet posledica gneče

• Najprejživahrana • Prvekopenskerastlinesobilesorodnemahovom

• Zarastlinjemšeživali • Kopenskinevretenčarji • Končnoševretenčarji • KotribanakopnemEvolucijski razvoj človeka • Spremembetelesa,povezanespokončnohojo

• Drugespremembe,kisoposrednopovezanespokončnohojo

• Razvojčlovečnjakov–nevšečnosorodstvo?

• RodHomoizhajaizzgodnjevejeavstralopitekov

• RazvojvrsteHomo sapiens • Psihosocialnaravenjeevolucijskanovost

Ključni pojmi

bičekcevnica

endosimbiontska teorija govorhitinjača

inteligencakloroplast

kopuča (korm)kulturakutikula

migetalkamikoriza

mitohondrij molekulska ura možgani

mutualizemnotranje ogrodjeorgan

pljučapokončna hoja reža

simbiozatkivo

vzdušnica (traheja) zadrugazajedavstvo (parazitizem)zarodek

Na dolgi rok j

e simbioza

uporabnejša od

zajedavstva.

Tudi bolj zaba

vna. Kar

vprašajte mito

hondrije.

------

Larry Wall (r.

1954),

ameriški jezik

oslovec,

pisatelj in pr

ogramer,

začetnik progr

amskega

jezika Perl

Vsako poglavje se začne s pomembnimi dejstvi, ki

vzbudijo vaše zanimanje za sledeče poglavje in vas

pripravijo na njegovo vsebino. Prvi strani sta tako

opremljeni s citatom, odlomkom umetniškega

besedila ali odlomkom iz naravoslovnih besedil.

Citati so – kot izrezki iz časopisa – naključno

nalepljeni na strani. Ponazorjeni so s fotografijo,

ki na poseben način odslikava vsebino poglavja.

Na tej strani so tudi shema poglavja, sestavljena iz

naslovov podpoglavij, in ključni pojmi, ki jih boste

dijaki spoznali v poglavju in jih zatem razložimo v

Slovarčku ključnih pojmov. Vse to naj vas navduši

nad vsebino poglavja, vas vanj usmeri in še razloži,

česa se v poglavju lahko naučite.

knjigarna.com swis721CMYK

10/100/90/0