Museum voor Natuurwetenschappen Brussel www.natuurwetenschappen.be Hand-out van een rondleiding [email protected] Galerij van de Dinosaurussen 1. Vertelpunt 1 Mezzanine Jurrasic park film 1878 ontdekking Iguanodons in Bernissart (30 tal) – 125 MJ. Pas 60 Mj later Tirannosaurus Hier 8 in kooi (6 à 7 meter lang, 4 à 5 meter hoog) aanvankelijk verbrokkelen door lucht, vocht, temperatuur) Geologische tijd: 1000 jr, 2000 jr, 5000 jr (geschrift, pyramiden) 125 M/5000 = 25.000 keer. Tekeningen Lavalette - schedel i. Diapside 2 gaten, uitwendige kauwspieren– sterkte kaak (bijten, malen) voordeel. Anapside (schildpad), Synapside (zoogdier) (Marx: organen evolutie) ii. Fossiel gevonden met moule-matrijs van hersenen van Iguanodon. Afgietsel: hersenstam, met craniale zenuwaantakkingen, grote gezichtszenuw en groot occipitaal-gezicht hersenen, ook 1 semicirculair labyrinth: evenwichtsorgaan, grote reukzenuw. iii. Bouwplan = alle gewervelden (begin Picaia) homomorfisme. Ontdekt door mutatie fruitvlieg: poot ipv oog. Ontdekking hox genen: inhibitie deel, uitdrukking ander deel dna, ontstaan bilateraal symmetrisch bouwplan Multi cellulaire eukaryoten iv. Iguanodons stapten op 4 poten en renden op 2, met lange staart om rechtop in balans te blijven. v. Vijf vingers: duim: scherpe spike/haak om in te haken; drie middenvingers: bijna hoefvormig om op te steunen, pink flexiebel: grijp en manipuleerfunctie 2. Vertelpunt 2 Kelder Vindplaats Bernissart. Beschermd in gips. Ophangen in St Joriskapel. Die tijd: België warm klimaat, lagunes, binnenwateren, ondiepe meertjes. Fossielen Bernissart: zoetwatervissen, schildpadden, krokodillen… 3. Vertelpunt 3 Tijdslijn Heelal & oerknal: -13,7 miljard jaar. Ontstaan van ruimte, tijd & natuurwetten Ons melkswegstelsel: 100 miljard sterrenstelsels. Ons zonnestelsel is er slechts één van. Heelal = 100 miljard melkwegstelsels Zonnestelsel & Aarde = leefbaarheid <= unieke toeval dat vele ad random variabelen samenvielen +/- 4,6 miljard jaren geleden Afstand van de zon (temperatuur, aardkorst, tectonische platen) Grootte van de aarde=>zwaartekracht=>dampkring 1 Meteorieten: 1. Maan: stabiliteit & getijden (leven op land) 2. Water (juist genoeg) 3. Catastrofen (Dino’s 65 miljoen jaar geleden) 4. Jupiter: beschermt tegen teveel asteroïden inslag RNA (replicator + enzyme) DNA (replicator, 4 glucosiden-nucleotiden, Thymine vervangt Uracil van RNA) coderen met telkens drie nucleotiden tot 1 AZ, transcriptie via mRNA naar tRNA (met AZ) aan de ribosomen vormt Eiwit (20 AZ) ATP = LUCA (Last Universal Common Ancestor). Universele genetische code en mechanismen. => eerste cel: blauwalgen - bacteriën - prokaryoten: -3,8 miljard jaar. Circulair DNA Eucaryoten: -1,9 miljard jaar – Kern met nucleair DNA op chromosomen. planten: chloroplast (fotosynthese=> glucose en O2) – dierlijke cellen: mitochondriën (glucose - energie) <= endosymbiosen Meercelligen: -1 miljard jaar. Cambrische explosie: -540 miljoen jaar. De oerknal van het multicellulaire leven. Pikaia: eerste chordaat, bouwplan: bilaterale symmetrie via HOX genen Drie oerknallen van drie evoluties: 1° Big Bang-13,7 miljard jaar: begin van fysica & kosmologische evolutie (Newton, Einstein, Bohr) 2° Oerknal-540 miljoen jaar: begin van multicellulair leven biologische evolutie (Darwin) straks 3° Oerknal -60.000 jaar: menselijke culturele evolutie (historisch materialisme, Marx) Darwinistische evolutie: 1° variatie, door mutatie (copiefoutje 1:10 min9) zeer langzaam, sexuele voortplanting (Cambrium): iedere generatie variatie in nakomelingen: combinatie van eigenschappen van beide ouders door meiose (verschil tussen chromosomen) , door cross over (verschillen binnen chromosomen). 2° selectie van de fittest in functie van reproductief succes 3° reproductie van nieuwe eigenschappen. Variatie: blind, ad random; selectie bepalend-wetmatig via diepe tijd. ‘the non-random survival of random variants’ (Dawkins) Culturele evolutie: analogie en begin historisch materialisme. Gesproken taal: oneindige variabiliteit en betrouwbaarheid (digitale overdracht) Dino’s: ontstaan … 230 miljoen jaar trias … na grote Perm-Trias extinctie 90% van leven(250 miljoen jr – inslag meteoriet Antartica – vulkaan/methaan=broeikas) en Trias-Jura extinctie (225 miljoen jr- vulkaan/methaan), grote niche voor reptielen/dino’s - 65 miljoen jaar = 165 miljoen overheersers (Trias: 250-200; Jura: 200-135; Krijt: 135-65) Eerste zoogdiertjes, eerste primaten (Woutersia) (klein => overleefden dino extinctie) 4. Vertelpunt 4 Splitsing van continenten – platentektoniek. Komst dino’s: Pangaea (-200MJ): één blok. Jura (-180 MJ): 2 landmassa’s: Laurazië (NA, E, A) in N.en Gondwana (ZA, A, Au, India) in Z. Krijt (130 MJ): verbrokkeling verder: NA – Euroazië; LA – Afrika – Madagacar- India (Hymalya); Afrika met Spanje/Italië (Pyren.Alpen). Europa toen (eilandengroep): ondiepe warme zee, koralen, Pterosauriërs (vliegende reptielen/draakjes, geen dino’s) Ichthyosauriërs (zwemmende reptielen) overheersten. => vorming van vele soorten (ook soorten dino’s) Mechanisme: binnen de aarde gloeiende convectiestromingen: bv. tussen LA en A: midden uiteen groeisnelheid nagel. Schildpadden oversteek 5000 km. Andere zijde: de Amerikaanse 2 plaat schuift onder en botst met de Pacifistische plaat. bv. Californië – MA – Andes: vulkanische activiteit& aardbevingen aan de plaatrand. Paarden komen van Noord-Amerika, daar uitgestorven na laatste ijstijd bij aankomst eerste HS, domesticeert in Euroazië en terug in Amerika via Spaanse en Portugese kolonisatie. Buideldieren ontstaan in Zuid-Amerika, uitgestorven, niche in Australië kunnen overleven gezien geen competitie van zoogdieren. 5. Vertelpunt 5 Meteoriet 10 km doorsnede 150.000 km/h door atmosfeer, krater van 300 km breed in Golf Yutacan, Mexico. Energiegolf door binnenste van de aarde, botst tegen de zijwanden, komt terug samen op punt aan andere zijde van de aarde: Indische continent, -120 MJ losgekomen van Afrikaanse plaat en onderweg à 10cm/J naar botsing met Aziatische plaat-om daar -60 MJ Himalaya te vormen. Reusachtige vulkanische uitbarstingen in West-Indië, Deccan uitbarstingen, West-Ghats gebergte Kerala, met zeer dikke lavastromen-basalt (nu gebruikt voor Hindu tempels), precies die ouderdom.Tijdlang hypothese: extinctie tgv uitbarsting vulkanen? Uiteindelijk vulkaanuitbarsting <= meteoriet. Mega tsunami van 2 km hoog naar kusten van Mexico en Oklahoma en uitdeinend langs de oceanen; en mega aardbevingen; reusachtige brandende stofregen die over hele planeet verspreidt; 9 maanden zonsverduistering van de atmosfeer met als gevolg een nuclaire winter van 10 jaar; alle dieren > 5 kilo uitgeroeid (overleven: zoogdieren: spitsmuizen en boomratten eten van rottende materie, dino’s: vogels); planten overleven dankzij zaden in de grond; overdekking met planeet met varens en mossen voor 1000 jaar; dan terug bomengroei; pas na 100.000 jaar terug zuurstof in oceanen; pas na 15 miljoen jaar terug rijke biodiversiteit; Iridium metaal in geologische laag 65 miljoen jaar oud, komt via meteoriet, niet op aarde. 6. Vertelpunt 6 Ornithopoden (planteneters, waaronder Iguanodonen) Theropoden (vleeseters) Jachtpatroon ~nu. Heel grote groep planteters. Of eenzame jagers mikken op zwakke elementen aan rand van de groep planteneters (één soort dinosaurus waarvan fossielen steeds helemaal alleen gevonden werden) (leopardtijger). Of groepsjachtdieren (tijgers, wolven, leeuwen). Jagers: vleeseters (gebit), zeer sterke versnellingen, grote hersenen: scherpe zintuigen: visueel, gehoor, reuk + samenwerking-communicatie. Doorgeëvolueerd naar vogels. Kleinere: veren (gemodelleerde schubben): warmbloedig/lichaamst°. Grotere (T. Rex): voldoende groot lich.t° zonder veren Tyrannosaurus rex. (‘Stan’, uit Amerika, -65,5 MJ, laatste dino’s) o Bouwplan – kippendij – homomorfisme o Kniegewricht: jicht. Gat in schedel van klauw, gebroken ribben o Kleine voorpootjes, kan er niet meer naar de mond Velociraptor o Film Jurasic park(foutief zonder veren). Recente fossiele vondsten met veren in China. Veren zijn geëvolueerde schubben van reptielen. Oorspronkelijk evolutionair voordeel veren: isolatie, warmteregulatie. Rechtop-> manipulatie met voorpootjes -> ontwikkelen stevige borstspieren, vedervleugels o Mutatie (~innovatie) naar holle beenderen: licht gewicht en stevig borstbeen (spieraanhechting) 3 o Mutatie: van tanden naar snavel. (experiment: kip met dino tandjes) 7. Vertelpunt 7 a. Schedels om te pronken. Communicatie i. Kam/hoorn/trombone: bazuinklanken en visueel imponeren ii. Nekschild: bescherming, rood aanslaan: imponeren iii. Helm: stormram: ribben breken ~ram of geit b. Voortplanting Maiasaura (grieks: moeder, voedster). i. Alle groeistadia in embroyo. Belang nieuwe technieken in paleontologie: CT scan, cyclotron (Zwitserland) hoog energetische gamma stralen: hoge resolutie: erwtgroot fosiel Cambrische periode: al embryo met kop-staartmond-tandjes-GI aparaat… Andere techniek: klokken: C14 klok (1/2 T: 5700 jaar, betrouwbaar tot 40,000 jaar; KArgon klok in stollingsgesteente (Magma:graniet, lava: basalt, obsidiaan) T1/2: 1,3 miljard jaar, laagje boven fossiel is jonger, laagje onder is ouder, relatieve datering; proton en E- spin; genetische moleculaire klok Twee soorten ‘nest’.1) Zoals bij meeste vogels: na uitbroeden eieren blijven jong nog een tijd gevoed en beschermd in het nest tot sterk genoeg om nest te verlaten (Maiasaura). 2) Ook onmiddellijk zelfstandig als ei uitgebroed zoals bij de kip nu. ii. Beenderen: groeiringen: na 1 à 2 jaar wordt 4 meter groot ! c. Stegosaurus i. Vervaarlijke staart ii. Rugschilden: imponeren en afkoelen iii. Kleine kop - vergelijk met kip die er staat: moet zeer reflexmatig zij geweest iv. Golden Gate bridge (zeer lang) d. Coprolieten: voeding: plantenpollen, vleesvezels… zeer zeldzaam. Nu tandplaques: veel aanwezig bij mens & dier die tanden niet poetst. Intersectie: voeding-bacterieën (mond- keel – luchtweg – GE stelsel)- immuniteit. Proteïnes en dna. Wild levende chimps: verzameling uitwerpselen voor DNA onderzoek naar wie is vader van wie = rol van verwantschap in gedrag (altruïsme, dominantie …) e. Steentjes in de maag: slikt voedsel door en wordt gemalen en verbrijzeld met steentjes in de maag, zoals vandaag de kip 4 Leven HS in België: mammoet van Lier - Afrikaanse Olifant Lierse mammoet opgegraven in 1860 bij graven van afleidingskanaal van de Nete– Hobokense mammoet – gevonden bij opgravingen voor de Brialmont forten in 1862. Olifant aangepast koude omgeving: vacht & kleine oren. Laatste ijstijd tot 10.000 jaar geleden ook in onze streken. 7 miljoen jaar van Afrikaanse en 5 miljoen jaar van Aziatische olifant (genetisch op basis van fragmenten dna in fossielen, heler mammoetlichaamsstukken gevonden in Siberisch permafrost, graseters op steppen, 4000 jaar geleden uitgestorven, in 2007 in Siberië intact babymammoet 40000 jr, bloed en eiwitten). Vriesfossiel: babymamoet Siberië (in 1951 exclusief diner in New York met bevroren mammoetvlees van 10.000 jr oud?); Otzu: 5300 jaar oud fossiel in de Alpen: kledij, schoeisel, pijl en boog, CT scan: pijlpunt in schouder, koperen bijl, tatoeages ~acupunctuurpunten (hoewel China maar 3000 jr oud?) Mens nochtans naakt (afkoeling Savanne, parasieten behalve hoofd en schaamluizen), maar culturele adaptatie via gebruik maken van vacht van de dieren. Dus bij de mens omgekeerd: de natuur aangepast aan de behoeften van de mens. Evolutionair voordeel van naaktheid: afkoeling-zweten, bevrijd van parasieten. Sinds wanneer zijn we naakt? Gen bepalend huidkleur (donker, bescherming tegen de Afrikaanse zon) melanocortin I. Chimps en non-Afrikanen kennen andere, niet zonnebeschermende varianten van dit gen. Het gen is 500.000 jaar oud volgens moleculaire klok . Wanneer kleren? Studie luizen. Luizen aangepast aan haar van de mens. Kleerluizen aangepast aan dierenvacht, maar eten menselijke huidschilfers. Moleculaire klok ontstaan van die luizen = 170.000 jaar oud => naakte hominiden 400.000 jaar naakt in koude. Oplossing: nog voor ze Afrika verlaten hebben, insmeren met vetten, aanleggen van vuren. Mammoet belangrijk dier voor homo sapiens. o Eerst als aars. Vlees, bot, vacht. Kledij, hutten constructie mammoet beenderen (soms 1000 jr verschil, dus ook van fosielen bot) en mammoet vacht. o Later in de jacht: geperfectioneerd groepsjagen, zowel de techniek: speren en later pijl&boog, de snelle proteïnejagers, als de organisatie: groepsgedrag: taal, planning, samenwerking, egalitaire verdeling. Vandaar het prosociaal instinct, evolutionair ingeslepen, en NIET in die mate bij primaten. Vandaar meer dan 100.000 jaar of 99% van onze bestaanstijd egalitaire samenleving. Grote dieren (mammoet, eland …) en voordeel van groepsdier. Evolutionaire psychologie: verschil tussen groepsjacht chimpa’s (wolven, leeuwen, hyena’s…) en mens. Samenwerken, taakverdeling, opbrengst naar basiskamp en eerlijke gelijke verdeling. Is ook instinct: testen van kinderen < 1 jaar. Samenwerken => gelijk verdelen. ‘Samenwerking ‘ bij chimpa’s: individu gericht, zoveel mogelijk van de buit voor zichzelf. o Ook in de culturele revolutie: mammoet op muurschilderingen van de grotten, Ivoren slagtanden gebruikt als grondstof voor beeldjes (Venusbeeldjes van mammoetivoor) en sculpturen. Ook pijl, boog, speer, breinaalden, muziekinstrumenten en brandstof. 5 Vanaf -40.000 jaar homo sapiens => culturele (en weinig biologische) evolutie > = menselijke geschiedenis = historisch materialisme. o Wel terug kleine biologisch-genetische aanpassing aan culturele buffer (raciale, eskimo/woestijn/hoogvlakte(-3000 jr)/lactose(-7500 jr, domisticatie veeteelt, Afrika & Europa, niet Amazone, China). Genetische variaties HS, in en buiten Afrika. Vgl gorilla’s boven Congostroom. Opvallende kenmerken <= niet alleen evolutionaire ook door sexuele selectie o Enkele mutaties die rassenverschillen aangeven (huidksleur, haarvorm, neusooghoek). Weinig genetische verandering, groot opvallend uiterlijk verschil. Deze recente mutaties die de basis vormen van raciale verschillen zijn een beetje een gevolg van 1) natuurlijke selectie (klimaat: huidskleur: afwegen Vit D tekort (bekkenmisvorming & kindbotafwijking) door te weinig UV versus Foliumzuurvernietiging door teveel UV (FZ daling=> foetale afwijkingen) (risico huidkanker na reproductieve leeftijd)), beiden impact op reproduceerbaar succes, melanine biochemie verwekt immuunreactie tegen huidparasieten: zwarte Afrikanen in brousse zonder zonlicht, lichtere Afrikanen op hoogvlakten Oost-Afrika sterk blootgesteld aan zonlicht, maar met veel minder huidparasieten 2) genetische drift (neutrale mutaties verspreiden zich ad random en geraken gefixeerd, doordat kleinere populaties tijdlang regionaal geïsoleerd geraken), vooral van 3) sexuele en culturele (groepsidentiteit) selectie (bv. blauwe ogen: zeer kleine genetische verandering, doch opvallend uiterlijk verschil, element van sexuele of culturele aantrekking => spreiding). Meeste ‘raciale’ kenmerken worden veroorzaakt door veel genen. Geen één gen kenmerk. o Genetisch verschil tussen twee individuen van één ras <<< tussen twee individuen binnen één ras. Kleine genetische veranderingen die opvallende uiterlijke verschillen geven => signaaleffect, grote invloed op hoe we iemand zien (in-group versus out-group) o Genetisch verschil tussen twee mensen uit totaal andere cultuur en werelddeel <<< tussen twee gorilla’s uit twee groepen ten noorden van de Congostroom o Evolutionair zeer jonge gemeenschappelijke voorouders. Mensen zijn veel meer gelijk dan eender welke andere soort. Uiterlijk grote variatie. Vergelijk met honden, ook zeer jonge soort afkomstig van de wolf met gigantische variatie t.g.v. kunstmatige selectie. o Afrikanen zijn evolutionair de ‘oudste’ mensen => grootste genetische verscheidenheid, hoewel ze op het eerste zicht nog het meest op mekaar gelijken.. Europa: grootste mengeling door migratiegolven, maar kleine genetische verscheidenheid. ‘Onderhuids zijn we allemaal Afrikanen’ o Genenvariatie tussen homo sapiens individuen heeft betrekking op de oppervlakte van het lichaam: huidskleur, haarvorm, gelaat; en ook het maagdarmstelsel (lactase tolerantie) en het immuunsysteem, dat werkt als een micro evolutionair systeem. Ook logisch: aan de oppervlakte is er de interactie met de omgeving, is er dus de selectiedruk. A.d.h.v. organen zoals 6 hart of lever is het onmogelijk te achterhalen vanuit welk continent dit orgaan komt. Evolutie van de mens Primaten: chimpa’s – mens: 6 miljoen jaar. Australopitecus Afarensis en Africanus 4 miljoen jaar . Lucy voetsporen: 3,6 miljoen jr. Riftvallei: rand oerwoud-savanne Bipedalisme => 1. predator bescherming, prooi: lange afstand lopen 2. zonbescherming: minder directe lichaamsblootstelling 3. taal anatomisch mogelijk. Ademhalingspatroon, tong en farinx en larynx zakken lager => meer toonvariatie mogelijk, basis voor onderscheid in taal. Epiglottis: eten en ademen en spreken tegelijk. 4. handen vrij, oppositionele duim, fijne handmotoriek: gebarentaal – aanwijzen als communicatie – werpen (bovenarms – speer/pijl/boog: snelle calorieën en proteïne verwerver); en werktuigmanipulatie. Dragen van buit naar gemeenschappelijk basiskamp. 5. bekkenuitgang nauwer. Schedeldelen baby’s schuiven. Geweldig plooien van hersenschors. Vroeger geboren. Meest onvolwassen kind. Langer directe verzorging van moeder nodig, ook grootmoeder (vroege menopauze ‘grootmoedershypothes’), zusters, anderen ook niet-verwanten, collectieve opvoeding. Basis van imitatie (van meerdere rolmodellen), empathie & altruïsme&sociaal leren: shared attention, intentionality, coöperatie. Basis van hechting-autonomie, sociaal leren. Langere groei van neuronen na de geboorte. Niet in aantal, wel in hoeveelheid myeline: bepaalt de snelheid van actiepotentialen (X100X30=X3000). Schedel: recht hoog voorhoofd, platte gezicht en wenkbrauwen, kleinere tanden, kleinere hoektanden, afgerond achteraan Homo Erectus 2 miljoen jaar zelfde vuistbijlen, 60.000 generaties, imitatie –telkens opnieuw uitgevonden, geen grote innovatiew (~chimps steen-noot, stok-termiet). Steentechnologie: evolutie: Oldowan: ruw stuk van riviersteen gekapt; Acheulian: bilateraal afsplijten tot vuistbijlen. Levallois: voorbereiding afsplijten steenkern, dan die afsplitsing van rest. Moustarian: verschillende soorten stenen werktuigen (vuistbijl, schrapers…) ~ Neanderthalers. HS: bladen afsplitsen: messen, grote variëteit, bevestigd aan hout-been-ivoor. 1,5 miljoen jaar ‘out of Africa’, verspreiding hele Euro-Azië./ Zie kaarten. Vuur – klimaataanpassing. Vuur: dieet-predators&insect-warmte-sociaal Homo Sapiens werktuigen en beeldjes 200.000 jaar in Afrika. 100.000 jaar tweede ‘out of Africa’ (genetisch bevestigd) 40.000 jaar Cro-Magnon mens: culturele explosie (met haarden hiervan in Afrika tot -160.000 jaar) culturele Big Bang decoratieve handbijlen, okerpoeder, rotsschilderingen, handtekeningen, beeldhouwwerkjes, versieringen, kralen, dans, zingen, percussie-instrumenten, Ivoren fluit, verhalen symboliek; breinaalden, geweefde en genaaide kledij met 7 schelpknopen, schoeisel, hutten (bescherming tegen de koude), olielampen, koorden, boren, visnetten, harpoons & speerwerpers & pijl/boog (=’snelle’ energie & proteïnes), rituele graven … werktuigen!!! Overal in de wereld van Europa tot Siberië en Australië. Pas - 15.000 jaar in de Amerika’s. Vermoeden van ontstaan en ontwikkeling van gesproken taal. Complexe technologie/werktuigen/samenwerking gesproken taal: kennis: communicatie – accumulatie – innerlijke spraak (Vigotsky) Vanaf dan geen louter imiteren, maar innoveren, trial and error en cumuleren. Sociaal leren: Variatie aan nieuwe ideeën/technieken, besten selecteerden zich, reproduceerden zich en verspreiden zich razendsnel dankzij imitatie capaciteit. Proces van selectie is dan niet alleen meer op biologisch-via genetische werking, maar op vlak van de ideeën/technieken/cultuur-via de hersenwerking. Ideeën vormen en verspreiden en confronteren/ bijschaven /uittesten taal X hersencapaciteit ~vermogen tot wetenschappelijke arbeid. Spiegelneuronen - oxytocine, lagen empathie: 1)imitatie-emotionele besmettinggeeuwen; 2)sympathie-perspectiefname-zelfbewustzijn; 3)theorie of mind. Hoge orde (5 HS to 1 chimp)) gedeelde aandacht, gedeelde intenties, common ground: neuro-psycho-sociologische basis van imitatie&innovatie, samenwerken en samenleven, taal en bewustzijn, wetenschap en techniek. Gesproken taal: van mind tot mind, ipv biogenetisch. Van analoge communicatie naar digitale: discrete pakketjes informatie: woorden en syntaxis-redeneren – interne spraak – virtuele realiteit –abstract denken – plannen => oneindige variabiliteit én grote betrouwbaarheid.. Niet alleen leren door visuele imitatie => social learning – sociaal leren. Taal als noodzakelijk instrument voor samenwerking: in oude testament: verhaal van de toren van Babel Densere en stabiele populaties: meer innovaties die zich razendsnel via imitaties verspreiden en reproduceren samenwerking => Van zich aanpassen aan de natuur => natuur aanpassen/benutten aan eigen behoeften. Razendsnel vergeleken met biologische evolutie. Culturele evolutie: ideeën: variatie/selectie: trial& error/verspreiding sociaal Cumulatieve culturele adaptatie. Zeer grote plasticiteit, flexibiliteit, fluïditeit en evolutionair adaptief vermogen via culturele capaciteiten (=neuronale circuits – hard wired for culture) 8 Museum voor Natuurwetenschappen Brussel www.natuurwetenschappen.be Galerij van de evolutie 1. Vertelpunt 1 -3.800 MJ LUCA en eerste prokaryoten – bacterie o Oersoep: RNA & DNA (4; drie letters) ~20 AZ (8 in meteoriet). Eén enkele code van alle leven. o Endosymbiose: chloroplast (planten – fotosynthese) & mitochondriën (energie glc verbranding) Eukaryoten (kern DNA) + mitochondriën +/- chloroplasten Precambrium (-580 MJ) Meercelligen, sponsachtige (door collageenvezels aaneen gehouden), blad- en kussenvormige organismen vast aan de bodem van de zee: passieve filtratie Radiaal, circulair, bilateraal grondplannen 2. Vertelpunt 2 -542 MJ – 522 MJ Cambrische explosie. Oerknal van het leven. Burges shale Canada/China. Evolutie van dierenrijk. Wat is een dier? meercellig eukaryotisch organismen dat haar energie betrekt, niet van fotosynthese (planten), wel van andere organismen (organische stof), van zuurstof afhankelijk is en meestal kan bewegen. Cascade aan eventen: 1. Verschijnen van eerste dierlijke organismen vooraf (min 650 jaar), explosie aan diversiteit: soorten, methoden van aanpassing (bewegen, zwemmen, ingraven), ~ explosie aan marine habitats: tijdens begin Cambrische periode: plotse stijging zeeniveau => continenten worden overspoeld => massa diverse oceanische habitats waarin massale diversiteit kan evolueren. 90% van de tot nu toe bestaande soorten hebben hun evolutionaire oorsprong in de Cambrische periode. Zuurstof via cyanobacterieën – warmer klimaat – hoog calcium in zee Harde lichamen. Ca steeg – uitwendig – exoskelet (garnaal-krab-kreeft-schorpioenachtige). Bescherming, beschutting, steun, aanhechting spieren, stekels. Nadien endoskelet. Prooien en rovers. Wapenwedloop via exoskelet: stekels versus grijptangen… Eerste sexuele evolutie => grote variatie Grondslagen huidige flora en fauna. Dezelfde basisstructuur hedendaagse verwanten. Bilaterale lichaamsstructuur als basisbouw van meercelligen, kop-staart, ontwikkeling zenuwstelsel en uiteindelijk hersenstructuur (rol van hoxgenenfruitvlieg), ontwikkeling gastro-intestinaal stelsel, ontwikkeling ademhalingsstelsel… Pikaia, lancetvisje, chorda: zenuwstreng, weke ruggegraat, symmetrische segmentaire myotomen = > voortbeweging ! voedsel: van passieve filtratie naar actief zoeken Ingraven heeft een genetische basis (bestond al min 630 jr), maar nu door de massale oceanische habitat ontwikkeling konden die dieren zich daar ingraven en evolueren, zelf de habitat aanpassen (oxigenatie) => nieuwe evolutie enz. Toenemende specialisatie: voortbeweging – ademhaling – geleedpotigen – antennes & gesofisticeerde facetogen – scharen – mond&tanden – spijsverteringskanaal. & sexuele reproductie (koraalriffen) => grotere variatie, betere selectie. 9 Trilobieten 250 jaar zeeën overheersen. Drie overlangse lobben, kop, lichaam, staart. 3. Vertelpunt 3 -488 MJ – 416 MJ Devoon Trilobieten hoogtepunt tot -225 MJ (eerst haaien, dan Perm-Trias & Trias-Jura massa-extincties) Lagunes in België: koraalriffen en schaaldieren; vissen Kaken: uit kiewbogen Filteren van eten (mond) Opgerolde schelp: lucht – hoogte in zee Groene kolonisatie: planten aan land. Voordat de dieren en op konden. Straal vinnen versus kwastvinnen. Kraakbeenvis (haai-rog) en beenvissen. Tiktaalik -370-350 MJ Laat Devoon eiland ten noorden van Canada, Devoon steekt naar boven (oppervlak), rivierendelta met ondiep water-team Pensylvenië- zes seizoenen- 2004 Tiktaalik. Platte kop (ogen en neusademhaling boven ~krokodil, zowel kieuwen als longademhaling, ribben om longen open te trekken), nek, salamanderromp, visstaart, poten kwastvinnen ‘1 proximaal, 2 midden, kleine beentjes distaal= ons aller grondplan): wandelende vis. Hier pre-tiktaalik (bruin devoon rots), post tiktaalik (achterpoten) en volwaardige tetrapood: (onderaan de kast) Twee voorwaarden voor dieren om aan land te kunnen overleven én reproduceren: 1) bewegen: schouder, boven en onder lidmaat. 2) eieren beschermen tegen uitdroging: amniotisch ei, schaalei, later in baarmoeder. 4. Vertelpunt 4 -359 MJ – 199 MJ Carboon Supercontinent Pangaea De uitdaging vaste land. Wouden. Waslaagje, huidmondjes, houtvaten. Van sporen naar zaad (bevrucht) kiemen. Dieren volgen planten: Tiktaalik Insecten in de lucht: reuze libelle 70 cm spanwijdte. Longen via fijne trachea Vissen: kiewen -> longen (uit zwemblaas slokdarm) -> longvissen Eieren: amfibie (kikkerdril, dikkopjes, metamorfose) -> amniotische eieren (halfdoorlaatbare schaal tegen uitdroging) reptielen & vogels-> vrucht in buik, levendbarend! Zoogdieren (placentair of buidel) 5. Vertelpunt 5 -250 MJ (meteoriet Antarctica) Perm-Trias& -225 MJ massa-extincties (vulkaan-methaan) Trias- Jura Tanden in zee: haaien (Oudste overlevend roofdier fossiel -400 MJ. Evolutionair voordeel: haaienhuid wrijvingsloos zwempakken! Zintuigen! (ruikt nano-bloed, ziet scherp, hoort sterk, voelt elektriciteit )) Grote roofdieren: reptielen op land: dinosauriërs, lucht: plesiosaurussen, zee: ichtyosaurussen Focus: hangende krokodillen 10 Ammonieten. Schelp om jura-sedimenten te dateren. Deze soort schelpdieren kwamen voor tussen 250 en 65 miljoen jaar geleden. Als je ze vindt=> geen hominiden mogelijk. Vorm ammoniet~tijdsperiode. Relatieve ‘indexfossiel’ 6. Vertelpunt 6 - 65 MJ massa-extinctie Dino’s sterven (behalve vogels) en zoogdieren nemen niches in. - Walvissen: zoogdieren die afstammen van nijlpaard (hoefdier) (-55 MJ-> 40 Mj) terug geëvolueerd naar water. Op en neer voortbewegen, tov vissen en reptielen: zijwaartse golfslag. Poot evolutie: terug van poot naar vinvorm (>< kwastvin naar poot van Tiktaalik). Rodocetus (-47 Mj, heeft nog poten, kan nog op land lopen) en Durodon (poten zijn te rudimentair, verbleef volledig in water)skeletten: tussenvormen van de walvis = gevonden in ouderdomslagen in Pakistan. Reden? Dino’s en hun zeegenoten ichtyosaurussen uitgestorven; in zee niches met veel vis en geen predators. Ook=> tederheid in de zeeën. - Primaten boomdieren. Stereoscopisch zicht: afstand inschatten ! Ook kleurenzicht: rijp fruit onderscheiden; - Bruine beer: 70.000 jaar geleden ontstaan. Witte beer: later. Eens beer wit dan naar ijsgebieden, bij homo sapiens omgekeerd: eerst naar ijsgebieden via culturele adaptatie en dan genetische selectiedruk tot eskimo lichaam - Giraf: verschil Lamarck en Darwin. Epigenetica toch overerving. Zeg nooit nooit. Lewontin: interactie nature-nuture. Passieve adaptatie van genetisch organisme is eerste stap, maar wordt een actieve adaptatie doordat organismen zelf de omgeving aanpassen. Marx: biologische evolutie: evolutie van organen om omgeving aan te passen; culturele evolutie: evolutie van werktuigen en techniek + know how. Rol van taal: betrouwbaarheid en oneindige variabiliteit. Communicatie: noodzakelijke voorwaarde voor cumulatief sociaal leren. Vanaf dan: culturele evolutie (is Lamarckaans) override de biologische Darwinistische evolutie. Vrije wil in een deterministische wereld: voorspelbaarheid en beïnvloedbaarheid volgens een doelgericht plan: intelligent design top down (tegenover unintelligent instinctiefmatig designe van bottem up). Termietenheuvel versus sagrada familia in Barcelona. Marx: de bij en de architect. - Kunstmatige selectie: Belgische witblauw dikbil. Diversiteit van honden, ontstaan uit wolf. Co-evolutie met homo sapiens, al ten tijde van jagers en verzamelaars samenlevingen, voor de domesticatie (-27.000 jr) ‘Theorie of mind’ vermogens bij de hond zijn deze gericht in wisselwerking met de mens, niet tussen honden onderling. Al bij jagers, verzamelaars was de hond als jachtdier een belangrijk voordeel. Jachtdier: is inspelen – lezen – kennen van gedachten, intenties van de menselijke jager. Interessant experiment van kunstmatige selectie: Dimitri Belyaev in jaren ’50 domesticatie van zilvervossen. Selecteren op vluchtafstand. Telkens selecteren op tamste klasse. Na zes generaties: verlangden naar menselijk contact, jankten om aandacht. Onverwachte neveneffecten: vossen kregen meer en meer uiterlijke kenmerken van gedomesticeerde honden: vosachtige beharing werd hondachtige vacht, vosachtige puntoren werden flaporen, vossen pluimenstaart begon rechtop te staan en te kwispelen. - Nieuwe soorten: metromuggen, met overgang aan ingang: ingangmuggen (kunnen nog voortplanten met gewone muggen, metromuggen kunnen dat niet meer: nieuwe soort) - Antibiotica resistentie: evolutie onder onze ogen - Laatst platentektoniek over de toekomst: verdwijnen van de Middelandse zee binnen een paar tien miljoenen jaren. 11