Erosion
Det rinnande vattnet eroderar en bergart.
I denna bergart kan man finna fossil.
Exempel:
- Ghost Ranch, New Mexico (nedan).
Utsikt vid Kitchen Mesa Trail, Ghost Ranch, New Mexico.
- Grand Canyon, Colorado (nedan).
Erosion i Grand Canyon.
Stratigrafi vid Colorado-floden.
Stratigrafi
Stratigrafi = Åldersbestämning med hjälp av sedimentlagren.
Om lagerföljden är orörd befinner sig de äldsta fossilen nederst.
Det är alltid så att de mer "primitiva" organismerna finner man längre ned i lagren (eftersom de är äldst).
Fossil från samma lager är förstås också lika gamla, även om lagren kan vara på olika platser på jorden.
Hur bildas ett fossil?
Bildserien nedan visar hur ett fossil av en Ophthalmosaurus skulle kunna bildas.
Eftersom maneter och andra "mjuka" djur inte innehåller några hårda delar, bildas det mycket sällan fossil från dessa.
Fossil kan också vara:
Fossila fotspår
På bilden nedan visas spår efter dinosaurier i Utah, USA.
Fossiliserat spår av en dinosaurie, Utah, USA.
Böljslagsmärken
Förstenade märken i sanden (precis under vattenytan) efter vågor.
Grävmärken efter maskar, bottenlevande djur etc.
Här gick "Lucy"
Eller, tja, det var ju inte exakt samma individ av Australopithecus som man funnit så fint fossil av, men det är faktiskt fossila fotspår av en stor och en liten Australopithecus (en hane och en hona).
Fotavtryck i Laetoli.
Fotspåren är från från Laetoli vid Olduvai i Tanzania. De gjordes i vulkanisk aska, och cementerades ihop av mjukt regn strax efter att de gjorts. En tid efter detta, täcktes de av annan aska, och spåren bevarades till eftervärlden.
Vad är ett ledfossil?
Ett ledfossil är ett fossil som kan användas för att åldersbestämma andra fossil. Det betyder att om man hittar ett fossil i samma lager som ett ledfossil, så måste det fossil man hittat vara lika gammalt som ledfossilet.
Olika arter av trilobiter och …
… ammoniter är klassiska ledfossil.
För att ett fossil ska kunna fungera som ledfossil, måste det
- ha haft en snabb evolution, d.v.s. endast funnits under begränsad tid
- ha haft en stor geografisk spridning
- vara vanligt
- vara lätt att identifiera
- inte vara bundet till någon speciell bergart eller sediment
Radiometri
Radiometri innebär att man mäter halten av något radioaktivt ämne i ett föremål för att bestämma dess ålder.
Kol-14-datering
Kol-14 (14C) är radioaktivt, vilket innebär att det sönderfaller till andra ämnen med en jämn hastighet. Dock bildas det nytt kol-14 hela tiden i atmosfären, så halten kol-14 är konstant.
Eftersom organismer på jordens yta regelbundet sätter i sig kol-14 (de äter, helt enkelt, eller (växter) tar upp koldioxid ur luften), så är också halten kol-14 konstant i organismerna – så länge de lever.
När organismen dör, slutar den ta upp kol-14, och halten kol-14 kommer därför successivt att minska.
Eftersom man vet hur snabbt kol-14 sönderfaller, kan man mäta hur mycket kol-14 det finns i något dött material, jämföra hur mycket det finns i nu levande organismer, och därigenom räkna ut hur länge sedan det var det döda materialet dog.
Åldern på ismannen Ötzi, som upptäcktes i de italienska alperna 1991, bestämdes med kol-14-metoden till 5200 år.
Annan radiometrisk datering
Kol-14 sönderfaller ganska snabbt, så man kan inte datera saker som är äldre än c:a 50 000 år gamla.
För att datera äldre material – stenar och fossil, t.ex. – mäter man ämnen som sönderfaller långsammare.
Stämmer den radiometriska dateringen?
Man brukar inte använda sig av endast en metod när man vill åldersbestämma ett fossil. Kol-14-datering kalibreras med hjälp av dendrokronologi (man räknar årsringarna på träd), och för äldre fossil används flera olika radioaktiva ämnen.
Jämförande anatomi 1
Genom att jämföra anatomin för olika utdöda och levande arter kan man finna stora likheter.
Jämförande anatomi: dinosaurie (Compsognathus) - urfågel (Archaeopteryx) - fågel (höna).
Likheter i anatomin tyder på ett släktskap, och ibland också en utvecklingslinje. I det här fallet har utvecklingen gått från s.k. fågelhöftade dinosaurier, via urfågeln Archaeopteryx till dagens fåglar .
Jämförande anatomi 2
Homologa ben från människa, katt, val och fladdermus.
Likheter hos nu levande arter.
- I bilden ovan syns hur handlovsbenen utvecklats olika hos olika arter.
- Detta tyder på ett gemensamt ursprung.
- Ju mer lika varandra två arters anatomi är, desto närmare släkt är de.
Divergent evolution:
- Ett organ (eller ett protein eller funktion) har utvecklats olika hos olika arter.
- Man ser likheter i anatomin, men det finns olikheter i funktionen.
Valens evolution
Valens evolution. Lägg märke till att de fossil som avbildas troligen inte är direkta anfäder till de moderna valarna, utan har en gemensam anfader med dem vid olika tidpunkter.
Bilden ovan visar valens evolutionära släktträd baserat på studier av fossil och av mitokondrie-DNA. Där finns bl.a. Pakicetus, som kan vara den tidigaste landlevande val-förfadern, Ambulocetus ("den gående valen") och Rodhocetus och dagens tandvalar (Odontocetes, t.ex. delfiner och späckhuggare) och bardvalar (Mysticetes, t.ex. knölvalar och blåvalar).
Teorier om valens evolution grundar sig på studier av
- fossil (jämförande anatomi).
- mitokondrie-DNA hos nu levande arter.
Tidigare menade man att valens närmaste landlevande släkting var kossan. Detta grundade man på anatomiska jämförelser. De säkrare molekylära analyserna av valens och andra organismers DNA tyder dock på att valens närmaste idag levande släkting är flodhästen.
Fler "felande länkar" finns t.ex. på National Geographics hemsida.
Flodhäst.
Hästens evolution
Bilden nedan visar hästens evolution från 50 miljoner år tillbaka fram till idag. Utvecklingen grundar sig på fossilfynd.
Hästens evolution.
Lägg märke till hur foten och benet specialiseras och förändras under evolutionen!
Från början:
- Fotgångare
- Skogslevande
Förändring i miljön sker, från skog till mera stäpp/savann. Detta leder till evolution!
Idag:
- Tågångare ⇒ snabbare löpning på stora ytor
- Stäpp/savannlevande
Fler "felande länkar" finns t.ex. på National Geographics hemsida.
Ögats evolution
Bilden nedan visar olika evolutionära stadier av ögats evolution.
Ögats evolution.
De olika evolutionära stegen finns representerade hos nu levande organismer. Till exempel:
Ljuskänsliga proteiner finns redan hos en del encelliga organismer, som Euglena
I flercelliga organismer specialiserades vissa celler till att innehålla mycket ljuskänsligt protein (a)
- Detta var fördelaktigt, då en plötslig förändring i ljusstyrka kunde betyda att ett rovdjur närmade sig
En grund grop (b) gjorde det lättare att se varifrån ljuset kom
- Ljuskänsliga celler i en grund grop finns hos plattmaskar, som planaria
En djupare grop (c) gör att det blir lättare att se var ljuset kommer ifrån, och ger en tydligare bild.
Med en tunn hinna över gropen (d) blev det lättare att hålla borta smuts och infektioner. Den tunna hinnan utvecklades med tiden till en lins och en hornhinna (e, f), vilket gör det ännu lättare att kunna se skarpt.
Den fylogenetiska regeln
En individ genomgår under sin fosterutveckling släktets hela evolutionära utveckling från encellig organism till fullbildad unge.
Den fylogenetiska regeln säger att under fosterutvecklingen genomgår en individ hela sin evolution.
Även om detta inte är 100% riktigt, så går det tydligt att se att vissa grundläggande strukturer utvecklas olika hos olika arter. Detta tyder på ett gemensamt ursprung.
Strukturer ombildas och får nya funktioner under evolutionens gång
Det som är rött i bilden till höger blir till gälar hos fiskar, men t.ex. hörselben hos fåglar och människan.
Detta är grundvalen för den fylogenetiska regeln.
Gälar och hörselben. Strukturer ombildas och får nya funktioner under evolutionens gång. Det som är rött blir till gälar hos fiskar men käke och hörselben hos fåglar och människor.
Likheter i DNA och protein
DNA är "receptet" till hur proteiner ska se ut.
Proteiner består av aminosyror kopplade till varandra som ett långt "pärlband".
Del av aminosyrasekvensen i Cytokrom C hos några olika arter.
Ju mer lika ordningen på aminosyrorna är hos olika arter, desto mer lika varandra är DNA-molekylerna, och desto närmare släkt är de olika arterna.
Lägg märke till att människans och rhesus-apans sekvens är mycket lika, men människans och jästens är mycket olika.
Likheter i beteende
Mycket i beteendet är nedärvt.
Grunden till det nedärvda beteendet finns i DNA-molekylen.
Schimpans i arbetskläder.
Evolutionen har inget mål
Allt som lever idag har lika lång evolution, oavsett om det är en bakterie, en fågel eller en människa.
Därför:
- Det går inte att säga att en bakterie är "skapelsens krona".
- Det går inte att säga att en pingvin är "skapelsens krona".
- Det går inte att säga att människan är "skapelsens krona".
Evolutionen har inte slutat, utan fortgår än idag
- Artbildning har observerats
- Arter förändras p.g.a. olika selektionstryck (t.ex. människans torskfiske eller bakterier förändras p.g.a. ökad användning av antibiotika)
Framtidens människa?
Evolveras människoarten också?
- Troligen – fast långsamt!
- Vi vet inte vilka selektionstryck som påverkar oss...
Instuderingsfrågor
Öva dig själv genom att besvara instuderingsfrågorna på den här länken.
