Livets utveckling - mål
Livets utveckling
Principer + den prekambriska – paleozoiska
utvecklingen + mesozoiska nyckelhändelser
+ everte (ryggradslösa djur)
Bakterier
Historisk geologi och paleontologi
Protister
Lars Holmer
Djur
Svampar
[email protected]
Växter
Introduktion
Paleontologi
“läran om gammalt liv”
Geologi & biologi
livets 4.6 Ga utveckling
g
Historisk geologi
Studiet av de sedimentära
bergarternas ”tidsarkiv”
Jordens historia och
utveckling
http://www.palaeontology.geo.uu.se/Mainpages/kursmaterial.html
“Jordens system kan liknas vid en
levande organism”
Livets “fem”
riken
1. “Prokaryoter”
atmosfär
James Lovelock – NASA
Skapade Astrobiologi
BIOSFÄR
litosfär
hydrosfär
2.
3.
4.
5.
bakterier
“Protister”
Protister
Svampar
Växter
Djur
Lynn
Margulis
biosfärens utveckling
Jordens dynamiska system
Bakterier
Hur fungerar jorden nu?
Hur fungerade jorden tidigare?
Protister
Djur
Svampar
Växter
Aktualism - Uniformism
Uniformism
Charles Lyell
(1797--1875)
(1797
”Principles
Principles of
Geology”
Små förändringar +
gott om tid = stora
förändringar
” Jordens utveckling
kan uteslutande
förklaras med hjälp av
nutida
ut da observerbara
obse e ba a
processer. ”
“The present is the
key to the past”
”Remember that your verdict will probably have
more influence than my book in deciding whether
[my] views ... will be admitted or rejected”
Charles Darwin i brev till Lyell i september 1859
Georges Cuvier
(1812)
K/T gränsen i
Parisbäckenet
Katastrofism
Katastrof!
katastrofer leder till
fauna-- och florafauna
floraförändringar
Baron Georges Cuvier
1769--1832
1769
Meteoritnedslag i Skandinavien
Idag
Meteoritnedslag i Skandinavien
Geotourism on Central
Baltic islands –
GEOISLANDS
De geologiska processerna
varierar över tiden
http://www.centralbalticgeotourism.eu/
meteoritnedslag
Vulkanutbrott
”The Key to the Past is in
the Present”
Present”
sanning med modifikation
Hur gammal är “Gaia” Geologisk tid
När
sker evolution?
förändras klimatet?
Absolut datering
Ma = Mega
annum =
miljoner år
Ga = Giga
annum =
miljarder år
bildades jorden?
uppstod liv?
uppstod liv på land
Hur snabbt
Geologisk tid
Evolutionsläran,
Darwin 1859 - jorden
måste vara mycket
gammall
Absolut datering
Relativ datering
Stratigrafi/Biostratigrafi
Jorden är 4.65 Ga (miljarder år)
Biosfären
Bi
fä
ä
är produkten
d kt av mer ä
än
4000,000,000 år av utveckling
Relativ datering -- syftar till att ta
reda på i vilken ordning som
Geologiska förlopp ägde rum.
Geologisk tidsskala
Eoner
arkeikum
arkeikum,
proterozoikum,
fanerozoikum
Geologisk
tidsskala
• Perioder
– Trias, Jura, Krita
• Eror
– paleozoikum,
mesozoikum,
kenozoikum
Relativ datering - fossil
Fossil från äldre lager
skiljer sig från yngre
Arter dör ut, nya
uppträder
Evolution!
Ledfossil
Stor & snabb
spridning
Vanlig
Stor bevaringsbevaringspotential
Snabb evolution
Foraminiferer
Miocene, Bayern
Tyskland
Stratigrafi
Bergarter i tid och
rum
Biostratigrafi
Biozon
Litostratigrafi
Bergarter delas in med
avseende på sina
fysikaliska och kemiska
egenskaper
Litostratigrafi
Frizy
Jeltiaky
Tolstenky bed
Transgressive surface
Dikary
Butina bed
Sequence boundary
HST
G
L
l
i
a
m TST
u
e
c
s
o
t
n
o LST
i
n
t
e
e
HST
Billingen and Volkhov of the Tosna River Valley
biozon / litostratigrafi /
korrelation
Litostratigrafi
Kontinuerligt avsatta
lager är konforma
Vanligen saknas stora
delar av sedimentära
lager inkonformiteter
ej avsatta eller
bortförda av erosion
Vinkelinkonformitet
Inkonformiteter - hiatus
Litostratigrafi ”Marker bed”
Stora
bentonitlagret
Vulkanutbrott
Vulkanisk aska
Absolut datering
g
Supervulkanism!
WSU, Pullman, En solig söndag 18 maj 1980, 12:00
Sedimentära bergarter
Sediment
löst icke
icke--konsoliderat
material
E
Exempel:
l sand
d och
h grus
75% av jordens yta
består av sedimentära
bergarter
Alloktona
Sedimentära bergarter
Alloktona
bildade
av transporterade sediment
Autoktona
bildade
på plats, ”in situ”
Alloktona
Autoktona
Sedimentfacies
Sedimentfacies
terrestrisk miljö
Marin miljö
HavsytenivåHavsytenivåförändringar
Sedimentfacies –
transgression/regression
Transgression
Regression
karbonat
lera
silt
TRANSGRESSIONS
LAGERFÖLJD
sand
Sedimentfacies –
transgression/regression
sand
silt
lera
REGRESSIONS
LAGERFÖLJD
karbonat
Dagens biosfär
c:a 13.6 miljoner arter
•Insekter (8,000,000)
•Svampar (1,500,000 )
•Bakteria (1,000,000)
•Spindlar (750,000)
•Virus (400,000)
•Alger (400,000)
•Nematoder (400,000)
•Växter (320,000)
•Protozoer (200,000)
•Blötdjur (200,000)
•Kräftdjur (150,000)
•Ryggradsdjur (50,000)
•Övriga (250,000)
Fossil visar hur biosfären förändrats
& utvecklats
Vad är fossil?
“uppgrävd”
Bevarade rester av
levande organismer
Hur bildas fossil?
Tafonomi – allt som
händer med
organismen efter
döden
Tafonomi
Olika slags fossilisering
Mineralisering
Ersättning
tex förkisling
Olika slags fossilisering
avtryck
Inre – stenkärna
Yttre
avgjutning
Avgjutningar –
men knappast
fossil!
Cupid, hans hund
Fabius Rufus, död 79 AD, 24 aug, kl. 13:00
Olika slags fossilisering
Olika slags fossilisering
avtryck
förkolning
Inre – stenkärna
Yttre
avgjutning
förkolning
Olika slags fossilisering
spårfossil
Gräv & boningsgångar
Jaktspår
koproliter
Särskild bevaring
– “Lagerstätten”
Infrysning
frystorkning
Särskild bevaring –
“Lagerstätten”
Asfalt – La Brea
Syrefria bottnar
Solnhofen
Hårddelar – skal & skelett
Kalciumkarbonat
Kalciumfosfat
Kisel
Organiska ämnen
- proteiner
Evolution och paleontologi
Evolution=förändring
process genom vilken
livet har förändrats &
utvecklats under jordens
historia
Evolutionsdebatten
Inte OM utan HUR och
PÅ VILKET SÄTT
“Lamarckism” –
Darwinism
Jean de Lamarck
Charles Darwin
(1823--1882)
(1823
”On the origin of
species
i by
b means off
natural selection or the
preservation of
favoured races in the
struggle for life” 1859
Naturligt urval
“Darwins bulldog” –
Thomas Huxley
Darwin + genetik = den
moderna syntesen
Darwinism och biostratigrafi
Darwins modell
förklarar varför
organismer i de
geologiska lagren
är olika
Gregor Mendel (1822(18221884)
Mikroevolution –
Evolution på artartnivån
arter är grupper av
individer som kan få fertil
avkomma
genetisk isolering
Morfologisk variation
genom mutationer
Evolution = “förändring
av genfrekvenser”
Evolutionära trender
Divergens
Evolutionär
förbättring?
Konvergens
Evolutionär
förbättring?
Darwins (1859) träd
S.J. Gould - Livets
utveckling är mer likt en
rikt
ikt fö
förgrenande
d b
buske
k
kontinuerligt beskuren
av utdöenden, än en
stege med förutsägbara
framsteg
Evolutionära
hastigheter
Evolutionära hastigheter
”Phyletic gradualism”
– Darwins modell
Små långsamma
gradvisa förändringar
leder till artbildning
”Punctuated equilibria” – Goulds modell
Arter oförändrade under långa tider.
Artbildning
g snabb
Makroevolution – “Stora”
evolutionionära förändringar över
artnivån
Utveckling av släkten, familjer, nya
kroppstyper
Makroevolution – Mekanismer
Heterokroni = “olika
“olika tid”,
tid”, förändringar
i ontogeni
Makroevolution = mikroevolution under
lång tid?
Makroevolution – Mekanismer
Fylogeni och klassifikation
HOX--gener
HOX
Klassifikation:
Carl von Linné (1707(17071778)
Systema
S t
naturae
t
1758
Fylum (Chordata),
Klass (Mammalia),
Ordning (Primates),
Familj (Hominidae)
släkte + art
Homo sapiens Linné
Kladistik
En metod att undersöka
organismers släktskap
där de studerade
organismernas
i
karaktärer jämförs med
en mer avlägsen grupp
kladogram
Livets 3 Domäner
Arkebakterier
Eubakterier
Prokaryota
Ingen cellkärna, ingen
ordnad struktur
Eukaryota
Eukaryota
O d d cellstruktur
Ordnad
ll
k och
h
cellkärna
Ciccarelli et al. 2006, Science, 311 (5765): 1283-1287
Livets fem riken
Arkebakterier
Kemoautotrofa - Får sin energi från lösta kemiska ämnen genom:
1. Prokaryoter
Eubakterier
Arkebakterier
2.
3.
4.
5.
Eubacteria
Archaebacteria
Protister Protista
Svampar Fungi
Växter Plantae
Djur Animalia
Termofila
- Många är värmeälskande
Eubakterier
Eukaryota
Organismer med ordnad cellstruktur och
cellkärna som innesluter arvsmassan.
