Sudan Karaya Geçiş
Canlıların evrimi İlk atmosfer gazları amonyak, metan, hidrojen ve su buharı, mor ötesi ışınlarının yüksek enerjisi ile daha karmaşık yapılı bileşikleri oluşturarak kimyasal reaksiyona girmektedir. Bu reaksiyonlar sonucunda oluşan maddeler, önce küçük su birikintisinde çoğalıp zamanla denizlere okyanuslara taşınmış ve basit organik bileşikleri meydana getirmişlerdir. Harold Urey, ilkel yerküre koşullarına benzer ortam yaratmayı düşünmüştür. 1953 yılında Urey in öğrencisi Stanley Miller bunu bir deneyle açıklamaya çalışmıştır.
Deneyin sonucunda toplama kabında amino asitler, üre, HCN (hidrojen siyanür), asetik asit ve laktik asit gibi organik maddelerin oluştuğu görülmüştür Miller-Urey Deneyi
Miller-Urey Deneyi Bu deney sonucunda; ilkel yerküre koşullarında okyanuslarda ve denizlerde organik moleküller oluştuğu varsayılır. Birbirini etkileyen bu moleküller, birikerek proteinlere dönüşmüştür. Proteinlerin bir kısmı enzim olarak iş görmüş ve bu enzimler diğer moleküllerin oluşumunu hızlandırmıştır. Bu ortamda oluşan nükleik asitler proteinlerle kümeler oluşturarak nükleoproteinleri oluşturmuştur. Nükleoproteinler önce koaservat adı verilen ön hücrelere sonra kendi kopyalarını yapabilen basit canlılara dönüşmüştür. Bu çalışmalar günümüzde devam etmektedir.
Yeryüzünün Kambriyen Öncesi Evrimi
OZON Dünyanın etrafında koruyucu kalkan olarak mevcut olup öldürücü olan güneşin radyasyon etkisine karşı canlıları korur.
Ozon Nasıl Oluşur? Ozon, güneşin UV ışınları ve yüksek enerji boşalmalarıyla oluşur. 1- Yüksek enerjili mor ötesi ışınlar bir O 2 molekülüne çarpar. 2- Bu çarpmayla oksijen molekülü iki serbest oksijen atomuna ayrılır.
Ozon Nasıl Oluşur? 3- Serbest kalan oksijen atomu oksijen molekülüyle birleşir. 4-Bu birleşimle ozon molekülü (O 3 ) oluşur.
Genel başlıklar Sudan karaya geçiş nedenleri Karaya geçişte karşılaşılan sorunlar Kordata ve vertebrata (omurgalılar) hakkında genel bilgi Omurgalıların Amfibilerin karaya geçişi
Ökaryot canlıların yeryüzünde 1,5 milyar yıllık evrimi
Sudan karaya geçiş nedenleri Devonyende meydana gelen kuraklık Predatörlerden kaçış ve artan rekabet Havadaki serbest oksijen konsantrasyonu
Karaya geçişte karşılaşılan sorunlar Hayvanlar için kritik olan vücut kuruluğu, farklı habitatlara yayılma, yerçekimi etkisi, ve solungaçlarla sudan alınan oksijenden daha fazlasını akciğerlerle atmosferden sağlamak.
Kordatanın özellikleri ve vertabratanın evrimi Kordata aşağıdaki özellikleri bulundurur, Bütün kordalı embriyolarında notokorda denen iskelete benzer bir yapı bulunur, Notokordanın dorsalinde ektodermden meydana geldikten sonra boylu boyunca bükülerek tüp şeklini alan içi boş sinir kordonu bulunur, Başın iki yanında yutak yarıkları bulunur. Vertebratlar (omurgalılar), kordatanın bir alt filumunda bulunan ve sırt omurgaya sahip organizmalardır.
Kordatanın özellikleri Amphioxus yapısı kordatanın üç özelliğini göstermektedir: Notokorda, sinir kordonu, ve yutak yarıkları
Çok eski bir kordata Yunnanozoon lividum en eski kordalılardan biri olarak bilinir. Çin de Yunnan bölgesinde 525 MY yaşındaki kayaçlarda bulunmuştur. Hayvanın boyu 5 cm civarındadır.
KORDALILAR ÜÇ SUBFİLUMDA EVRİMLEŞMİŞLERDİR Kordata Urochordata Bir sifonla aldıkları suyu yutaktan geçirdikten sonra bir başka sifondan uzaklaştırırlar. Yutakta filtre ettikleri besinlerle beslenir Cephalochordata Suda asılı besinleri tentakülleri ile ağızlarına çekerek beslenirler. Genellikle vücut yüzeyi ile solurlar Vertebrata (Omurgalılar)
VERTEBRATA (Omurgalılar) ÖZELLİKLERİ 1-Nöral borunun dorsal girintilerinde oluşan embriyonik hücreler, gelişimin ileri evrelerinde baş iskeletini meydana getirir. 2-Beyinle birlikte, göz, burun ve kulak gibi duyu organlarıyla özelleşmiş baş bölümü ayırt edilir. 3-Omurga iskeletin eksenini oluşturur. Bu iskelet yapısı omurgalı vücudunun büyümesine olanak sağlamıştır. Kaburgalar kaslara bağlanma yeri olmuş ve iç organları korumuş; gövdeyi oluşturan bu iskelete bağlanmış olan yüzgeçler ve ekstremiteler hareketi artırmıştır. 4-İskelet, içindeki hücrelerin salgıladığı inorganik maddelerle canlının büyümesine uygun olarak gelişmektedir. 5-Güçlü kalbin desteklediği kapalı dolaşım sistemi, büyümüş ve hareketi artmış olan vücudun hücrelerindeki mitokondrilere ihtiyacı olan bol oksijeni taşıyabilmektedir.
Omurgasızlardan omurgalıların evrimi (solda); Omurgalıların çeşitlenmesi (sağda)
Devonyen: Balıkların çağı Birçok balık devonyen periyodu boyunca evrimleşti. Bunlar, Acanthodian Placoderm, Ostracoderm, Kıkırdaklı ve kemikli balıklar gibi diğer balık grupları, Devonyen genel olarak Balıkların çağı olarak adlandırılır.
520 MYÖ kambriyende yaşamış olan çenesiz ve zırhlı omurgalıların (Ostracoderm), balıkların atası olduğu düşünülmektedir.
Ostracoderm lerin aktüel örneği Lamprey.
Çenenin evrimi Çenesiz balıklar sadece döküntülerle beslenirken Çeneli balıklar Besinleri çiğneyebilme özelliğine sahip ve aynı zamanda aktif predatörlerdir. Böylece birçok ekolojik nişe sahip olmuşlardır. İlk iki veya üç anterior solungaç kemerinin görülebilir modifikasyonu
Jeolojik dönemlerde temel balık grupları
Işın yüzgeçli ve lop yüzgeçli balıklar (a) Tipik bir ışın yüzgeçli balığın yüzgeç kemiklerinin düzenlenişi (b) Bir lop yüzgeçli balıkta kaslı yüzgeç daha fazla esneklik sağlamaktadır.
Yaşayan fosil: Lob yüzgeçli Coelacanth Coelacanth denizel ortamda yaşayan lob yüzgeçli balıklardır bu balıklar orta Devonyen boyunca evrimleşmiştir ve Cretaceous sonlarında bunların yok olduğu düşünülüyordu 1938 yılında, bir balıkçı Madagaskar ın derin sularında bir Coelacanth yakalamıştır Ve daha sonra bu balıklardan birkaç düzine daha yakalanmıştır.
Latimeria chalumnae (Takım:Coelacanthini) (Latimeria) (Ichthyostega)
Akciğerli balık Akciğerli balık Devonyen boyunca oldukça yaygın bulunuyordu, Fakat günümüzde ise birkaç tatlısu cinsi mevcuttur, Bunların herbiri Güney Amerika, Afrika ve Avustralya da bulunmaktadır. Akciğer güncel olarak bir yüzme kesesine dönüşmüştür Çoğu balık bu organı yüzmeyi kolaylaştırmada kullanmaktadır. Akciğerli balıklarda, göl ya da akarsular durgunlaşınca veya kuruyunca bu yapı oksijen absorbsiyonu yaparak solunumu sağlamaktadır.
Amphibiler Crossopterygian dan evrimleşmişlerdir Crossopterygian lop yüzgeçli balıklarının önemli bir grubudur. Bazı türleri 2 m den daha fazla bir uzunluğa sahipti, Bunlar geç Paleozoik dönemde tatlı suların baskın predatörleriydi
Amfibiler karasal otama geçiş sorunlarını kısmen çözmüştür Bu canlılar henüz omurga ve ekstremitelere sahiptiler Ve akciğerle oksjien ekstraksiyonu yapabilmeteydi.
Crossopterygian takımına (ordo) ve Rhipidistia familyasına ait Eusthenopteron
Amfibilerin atası olmaya aday olan bir fosil, Devoniyende yaşamış ve loblu yüzgeçlere sahip olan Eusthenopteron dur. Balığa benzemesine rağmen, pektoral ve pelvik yüzgeçlerinde yerde sürünen omurgalılar için gerekli olan kemik yapılar içermesi onun mükemmel bir geçiş fosili olarak değerlendirilmesine neden olmuştur.
KARAYA GEÇİŞİ GERÇEKLEŞTİREN RHİPİDİSTİA FAMİLYASI BALIKLARIDIR Günümüzden 395 MYÖ (devoniyen devri) yaşanmış olan önemli bir gelişme; Rhipidistia olarak isimlendirilen ve loblu yüzgeç (kaslı bir kol ucundaki yüzgeç) lere sahip olan kemikli balıkların, yüzgeç taşıyan kollarının bugünkü karasal omurgalıların kaslı ve kemikli yapıya sahip olan bacaklarına benzer şekilde değişip gelişmeleri ve bu arada çeşitlenip yaygınlaşmalarıdır. Bu gelişmeye sahip olan canlılar, bulundukları bataklık ya da çamurlu zemin üzerinde hareket edebilme yeteneğine sahiptiler. Ayrıca, ripidistian'lar genel olarak solungaçlarıyla soluyan hayvanlar olmakla birlikte; yuttukları hava içindeki oksijeni akciğerlerinde kazanma yeteneğine de sahiptiler. Aktüel balıklarda bu ciğerler yüzme keselerine dönüşmüş durumdadır.
Balık/Amfibi Karşılaştırması Crossopterygian lop yüzgeçli balık ve labyrinthodont amfibileri arasındaki benzerlikler İskeletleri benzerlik gösterir.
Balık/Amfibi Karşılaştırması Balık Amfibi Fig. 21.23, p. 579
Ekstremitelerin karşılaştırılması crossopterygian ulna radius humerus Amfibi Kemikler renklerle tanımlanmaktadır. Bu iki grup benzerlik göstermektedir.
Amfibi tetrapodlar Sonraki amfibi İlk tetrapod
Ichthyostega Acanthostega
Tiktaalik roseae 2006 yılında 1.2-2.8 m boyunda 374 milyon yıl öncesine (geç devonyen) ait bir ayaklı balık (fishapod) bulunmuştur. Tiktaalik roseae (akarsulardaki büyük balık) İlk tetrapodlardan olan Acanthostega ve Panderichthys gibi lop yüzgeçli balıkların ortasında olduğu düşünülmüştür.
Geç Devonyen periyodu lop yüzgeçli balıklar ve amfibi tetrapodlar
Bu ayaklı balık hem balıkların hem de tetrapodların özelliklerini taşımaktaydı Bu canlı solungaçlara ve balıkların ebatlarına sahipti. Fakat aynı zamanda geniş bir kafatası, gözler kafa bölgesinin üst bölgesinde, esnek bir boyun ve büyük bir göğüs kafesi mevcuttu. Tüm bunlar vücudunu sığ sularda ve karasal ortamda destekleyecek yapılardı. Tiktaalik roseae
Sağda bulunan diyagram Tiktaalik roseae nın lop yüzgeçli balıklar ile tetrapodlar arasında bir geçiş türü olduğunu göstermektedir. Tiktaalik roseae
Kafa tası yapısı Devon devrinde balık yüzgecinin amfibi ayağına evrimi
Karada yürüyememe durumu Acanthostega fosili, Bu hayvan ekstremitelere sahip olmasına karşın Karada çok rahat yürüme yeteneğine sahip değildi. Paleontolog Jenny Clack, Acanthostega nın ekstremitelerinin karasal ortamda ağırlığını kaldırabilecek yeterlilikte olmadığına dikkat çekmiştir, ve göğüs kafesinin çok küçük olduğunu dolayısıyla yerçekimine karşı koyacak yeterlikte kaslara sahip olmadığını vurgulamıştır.
Acanthostega solungaç ve akciğerlere sahipti Acanthostega karasal ortamda da yaşayabiliyordu fakat sucul ortam için daha uygun bir adaptasyona sahipti. Clack, Acanthostega nın Ekstremiteleri, yüzmenin zor olduğu özellikle bataklık ve bitkilerin yoğun olduğu sucul ortamlarda hareketini kolaylaştırmak için bir avantaj sağladığını ileri sürmüştür.
Ichthyostega yarı sucul ve balığa benzerlikleri olan bir canlıdır.
Farklı karasal habitatlara yayılma Bitki ve hayvanlar sudan karaya geçişte temelde benzer sorunları çözmek zorunda kalmışlardır. Bu iki grup için, farklı karasal çevrelerde üreyip yayılabilmesi başlıca sorunu teşkil ediyordu. Ancak bitkilerde tohumun ve hayvanlarda ise amniyota yumurtanın gelişimi ile, Bu sınırlama ortadan kalkmıştır, ve iki grup tüm karasal habitatlara yayılmaya başlamıştır.
Farklı karasal habitatlara yayılma, Reptillerin evrimi Amfibilerin karada koloni haline geçmeleri sınırlıydı Çünkü jelatin yapıdaki yumurtalarını bırakmaları için suya geri dönmeleri gerekiyordu. Amniyota yumurtanın evrimi reptilleri bu kısıtlamadan kurtarmıştır. Öyle bir yumurtada, içi sıvı dolu kese içindeki gelişen embriyoyu susuzluğa karşı koruyan Amniyon bulunur. Ve bu yumurta aynı zamanda besin desteği sağlayan vitellüs ve atıkların depolandığı bir allantois denilen yapıyı içerir.
Farklı karasal ortamlara yayılma Amniyota yumurtanın gelişimi ile birlikte omurgalılar üreme döngülerinin bir parçası olan suya dönmeye artık ihtiyaç duymadıklarından farklı karasal ortamlara yayılmışlardır Reptiller gelişmiş üreme yeteneklerinin yanı sıra, güçlü çene ve diş yapıları ve karada hızlıca hareket edebilmelerinden dolayı kısmen de olsa farklı karasal ortamlara yayılmayı başarmışlardır.