A BIOSZFÉRA EVOLÚCIÓJA MBI® 2011 A BIOSZFÉRA EVOLÚCIÓJA

I. A földtörténeti ősidő (Prekambrium) A Világegyetem születése 15 milliárd éve ősrobbanás A Föld kora K-Ar izotópos kormeghatározás legrégebbi földi kőzetek 4,6milliárd évesek ekkor szilárdult meg a Föld kőzetburka merev kőzetlemezek formájában vándorolnak.

Az őslégkör összetétele a Föld mélyéből szabadult gázokból redukáló gázelegy vízgőz, metán, nitrogén, szén-dioxid, hidrogén, kén-hidrogén, ammónia a szén-dioxid konc. a mai ezerszerese- üvegházhatás* (egyébként -55 °C fok lett volna) *Mészáros Ernő

Ősóceán a légkörből kicsapódó vízből keletkezett a légkör anyagait és a kőzetekből kioldott ásványi sókat tartalmazott „ősleves”

A kémiai evolúció elmélete** a biológiai evolúció előtt (prebiotikus evolúció) az élet szempontjából nélkülözhetetlen szerves molekulák kialakulása UV sugárzás, villámlás és a vulkáni tevékenységből származó hőenergia segítségével ** Oparin 1924. és Haldane 1929.

kísérletes bizonyítékok Stanley Miller 1953. abiogén úton szerves molekulákat állított elő: egyszerű aminosavakat formaldehidet stb. kísérletes bizonyítékok

megoldatlan problémák az egyszerű szerves molekulákból hogyan álltak össze a bonyolultabbak? oxigén is volt a légkörben (oxidációval számolni kell) kémiai paradoxon ( keletkezésnél gyorsabb a bomlás) térizomériai probléma keresztreakciók Hogyan alakult ki a fehérjék és a DNS információtartalma?- (intelligens ok?) Percival Davis és Dean H. Kenyon

Az ÉLET KELETKEZÉSE (elméletek) Az élet mindig megvolt a Földön. Az élet más égitestről került ide(pánspermia). Az élet természetfeletti erők közreműködésével keletkezett (teremtés). Az élet a mai állapotoktól jelentősen eltérő körülmények között, fokozatosan alakult ki a Földön. (evolúció)

Az Evolúció elmélete Az őslevesben jelentek meg az első élő rendszerek koacervátumok („fehérjecseppek”, Oparin) chemoton-elmélet (Gánti Tibor 1971, 2003.) anyagot és energiát az őslevesből vették a források kimerülésével alakulhattak ki az első anyagcsereutak a szervesanyag-tartalék kimerülése előtt kellett megjelenjenek az autotrófok ( 4 milliárd éve)

Prokarióták megjelenése a leletek 3,5 milliárd évesek baktériumok, kékbaktériumok fotoszintézis megjelenése (3 milliárd éve) a légkör átalakul oxidálóvá ózonréteg kialakulása – sekélyebb vizek is élhetőek prokarióták adaptív radiációja

Eukarióták megjelenése a sejtmag megjelenése ( előnyei) endoszimbionta elmélet kékbaktériumokból színtest bíborkénbaktériumokból mitokondrium spirillunokból a sejt mozgásszervei (ostor, csilló, sejtközpont) a légzés megjelenése (energiatermelés hatékonyabb) a többsejtűség megjelenése (1 milliárd éve)

az ősidő végén többsejtű moszatok hideg éghajlat  váznélküli, többsejtű állatok (kihaltak)

II. A fölrtörténeti Óidő kambrium (590 millió éve) kontinensek a déli féltekén felmelegedés indult el légkör oxigéntartalma nő  ózonpajzs  UV védelem  sekélyebb vizekben is lehet élet  moszatok adaptív radiációja minden ma ismert moszat-törzs kialakult

melegebb víz  mészkiválásnak kedvez  megjelenik a szilárd váz több gerinctelen csoportban valamennyi gerinctelen állattörzs kialakul szintjeltő: trilobiták (háromkaréjos ősrák)

Ordovicium (500 millió éve) kontinensek kezdenek észak felé vándorolni korallok nagy tömegben, nagy területeken  száraz, meleg éghajlat lehetett zöldmoszatok szűrő életmódú állatok (szivacs, csalánozó, kagyló, gerinchúrosok fénykora) ősgerincesek megjelenése (nincs állkapocs, páncélos, halszerű)

szilur (440 millió éve) kilép az élet a szárazföldre telepes barnamoszatok a partszegélyeken első gerincesek megjelenése

Devon (405 millió éve) ősharasztok megjelenése (szállító és szilárdító szövet)  a szárazföld meghódítása vízhez kötött szaporodásúakmocsarakban később a kutikula és a szállítószövetek fejlődésével egyre távolabb a víztől ízeltlábúak a szárazföldön ősi halak elterjedése

Karbon (350 millió éve) Pangea szuperkontines  Éghajlati övek Vulkanizmus szén-dioxid Elsődleges produkció nő  oxigéntartalom is nő Harasztok fénykora: pikkelyfa, pecsétfa, zsurlófa Szintezettség Szárazabb területeken a nyitvatermők ősei (magvas páfrányok)

Kétéltűek adaptív radiációja Ízeltlábúak adaptív radiációja Hüllők megjelenése Mocsárerdők helyén ma fekete kőszén-telepek vannak

Ma élő képviselők: zsurlók osztálya zsurlófák Ma élő képviselők: zsurlók osztálya

mai élő képviselőik: korpafüvek osztálya Pikkelyfák mai élő képviselőik: korpafüvek osztálya

Perm (285 millió éve) Pangea feldarabolódik Szárazabb éghajlat  Mocsárerdők eltűnnek Fatermetű ősharasztok kihalnak, kétéltűek visszaszorultak Nyitvatermők elterjedése Lombhullató páfrányfenyők

Hüllők adaptív radiációja Első emlősszerű őshüllők Állandó testhőmérséklet A korszak végén a legnagyobb kihalási hullám: tengeri fajok 96%-a, a szárazföldi gerinces fajok 70%-a pusztult ki Korallok Trilobiták Tüskésbőrűek 10 millió éves folyamat !!

III. Középidő Triász (235 millió éve) Gondwána és Laurázsia beltengerek (pl. hazánk területén is) meleg, száraz klíma  nyitvatermők (páfrányfenyők, fenyők) tengerekben: puhatestűek nagy fajszámban szintjelző: Ammoniták a dinoszauruszok megjelenése első emlősök (kistermetűek, rovarevők)

Jura (195 millió éve) óceáni éghajlat  egységes, gazdag növénytakaró fenyők fénykora, szágópálmák, páfrányfenyők „jurassic park” mai csontos halak ősei ekkor éltek ősmadár megjelenése (Archeopterix)

Kréta (140 millió éve) a kontinensek mai elrendeződése kezd kialakulni az éghajlat „gyorsan” változik élőlények vándorolnak, vagy adaptálódnak ősi zárvatermők megjelenése a korszak végére átveszik az uralmat (adaptív radiáció) rovarbeporzáskoevolúció új típusú madarak (csőr!) rágcsáló emlősök

A korszak végén kihalási hullám (65 millió éve): meteorit (Chicxulub-kráter ) klímaváltozás (?) dinoszauruszok ammoniták és más puhatestűek a növényzet nagy része  Lehetőség nyílik a madarak és az emlősök térhódítására

IV. újidő 1. Harmadidőszak (65 millió éve) tercier kontinensek jelenlegi elrendeződése szubtrópusi éghajlat pálmák, keménylombú, babérlombú erdők mamutfenyők, mocsárciprusok (barnaszén) a korszak végén lehűlés kialakul a lombhullató erdők zónája

erszényes emlősök (minden kontinensen éltek) méhlepényesek (kiszorították az erszényeseket) Ausztrália: erszényesek adaptív radiációja

Negyedidőszak (2,5 millió évtől napjainkig) kvarter 6 jégkorszak, közöttük 40-100 ezer év (Agassiz 1820. gleccserek tanulmányozása) az ember evolúciója jégkorszakban: füves puszták, szavannák nagytermetű növényevő emlősök pleisztocén „mega-fauma”

kihalási hullám– csak a mega-faunát érinti ok: az ember megjelenése túlvadászat behurcolt betegségek ott maradt meg(Afrika, Dél-Ázsia), ahol az ember mindig jelen volt

Ősi főemlősökből indult el Az ember evolúciója Ősi főemlősökből indult el Szembefordítható hüvelykujj (fán lakó életmód) Fogazat Előre néző szemek (Ugrás,térlátás) Színlátás (gyümölcsevés) Viszonylag fejlett agy Harmadidőszak második felében: ősi félmajmok, valódi majmok, emberszerű ősmajmok (gibbonfélék, emberszabásúak)

1. Dryopithecus-fajok Ősi emberszabású majom Kelet-afrikai leletek Fiatalabb leletek Európában is (migrácó) Rudapithecus hungaricus (Rudabánya) Agytérfogat 300 cm3 Magvak, gyökerek Rendszeresen felegyenesedtek

A majom és az ember különbsége Agykoponya aránya, homlokeresz eltűnt Arckoponya kisebb, állcsúcs Öreglyuk a koponyaalapon Fogazat puhább, kisebb, egyforma, foghézag nincs Állkapocs széttartó Kettős S alakú gerinc Széles medence Végtagok aránya Lábboltozat, fejletlen lábujjak

2. Australopithecus fajok 3-6 millió éve Kelet-Afrika Agytérfogat 500 cm3 Emberszerű állkapocs Felegyenesedés, de a lábujj eláll Negyedidőszak végére kihaltak

Emberré-válás elméletei (sapientacio) Szavanna elmélet Vízimajom-elmélet (water monkey theory) Testalkat Szőrtelenség Merülési reflex Könnymirigy Bőr alatti zsír Stb.

3. Homo habilis 2 millió éve, együtt az Australopithecusokkal Afrika Két lábon jár (lábboltozat) Agytérfogat 700 cm3 Kőeszközök Gyűjtögetés, vadászat Szociális szervezettség

3. Homo erectus (előember) 1 millió éve jelet meg Kelet-Afrikából terjedt szét (Afrika, Ázsia, Európa) Agytérfogat 1000 cm3 Finom kidolgozású kőeszközök Tűzhasználat Beszéd vértesszőlősi lelet (300 ezer éves)

4. Ősember A/ Homo Neanderthalensis (Neandervölgyi) 300 ezer éve jelent meg (28 ezer éve kihaltak) Agytérfogat 1200-1700 cm3 Erőteljes testalkat 11 hónap várandóság, kevés utód Sérülések  közelharc, gondoskodás Várható élettartam rövid Kultúra (sípok, temetkezés) Subalyuk barlang leletei

B/ Cro-magnoni ember (Homo sapiens crogmanoni) 200 ezer éve, Afrikából származik (ld Y-kromoszóma, mitokondriális DNS) 100 ezer éve Ázsia Ausztrália 50 ezer éve Észak-Amerika 20 ezer éve Európa 40 ezer éve Ld. Megafauna eltűnési időpontjai Agytérfogat 1400 cm3 barlangrajzok

Dilemma: a neandertháli eltűnésének okai Kiszorítás harccal Békés kiszorulás Asszimiláció Genetikai Ádám 60 ezer éve

5. Mai ember (Homo sapiens sapiens) 10 ezer éve (utolsó jégkorszak) Nagyrasszok kialakulása