Tehtävät 1. Muuntelu a. Miten muuntelua ilmenee yksilöiden välillä?

Esitys aiheesta: "Tehtävät 1. Muuntelu a. Miten muuntelua ilmenee yksilöiden välillä?"— Esityksen transkriptio:

1 Tehtävät 1. Muuntelu a. Miten muuntelua ilmenee yksilöiden välillä?
Muuntelu ilmenee samaan populaatioon kuuluvien yksilöiden välisinä eroina. Eroja on eliöiden ulkonäössä, rakenteissa, elintoiminnoissa ja käyttäytymisessä. Kahta keskenään täysin samanlaista yksilöä ei klooneja lukuun ottamatta löydy. b. Samaan populaatioon kuuluvien yksilöiden ulkonäkö vaihtelee. Mainitse ainakin kolme syytä, jotka aiheuttavat sen, että esimerkiksi voikukkapopulaation yksilöt ovat erinäköisiä. Samaan populaatioon kuuluvien yksilöiden ulkonäön erilaisuuden saavat aikaan suvullisen lisääntymisen tuottamat 1. uudet ominaisuusyhdistelmät ja 2. mutaatioiden aiheuttamat uudenlaiset perintötekijät. 3. tekijä on ympäristön eli kasvupaikan vaikutus. Viimeksi mainitulla on esimerkiksi voikukkapopulaatiossa suuri merkitys.

2 Tehtävät c. Miten ruskeavetisen suolammen ahvenpopulaatiot ja kirkasvetisen järven ahvenpopulaatiot poikkeavat toisistaan? Mistä erot johtuvat? Suolammen ahvenpopulaation yleisväri on tummempi kuin kirkasvetisen lammen ahvenien. Suolammessa ahvenille sopivaa ravintoa on yleensä niukemmin kuin kirkasvetisessä järvessä, joten ahventen keskikoko jää siellä yleensä pienemmäksi. Värit ovat sopeutumia tietynlaiseen ympäristöön. Ahvenille on edullista, jos ne eivät erotu liikaa ympäristöstään.

3 Tehtävät 2. Mutaatiot a. Mitä mutaatioissa tapahtuu?
Mutaatiossa muuttuu joko geenin rakenne, kromosomien rakenne tai kromosomien lukumäärä. Muutokset saattavat näkyä yksilön ulkonäössä tai elintoiminnoissa. Useimmat mutaatiot ovat niin sanottuja geenimutaatioita eli muutoksia geenien rakenteissa. b. Miksi mutaatioiden aiheuttama muuntelu on tärkeää evoluutiolle? Mutaatiot tuovat populaation geenivarastoon uusia geenimuotoja (alleeleja). Uudet geenit saavat aikaan uusia ominaisuuksia ja mahdollistavat populaation vähittäisen muuttumisen, sopeutumisen muuttuviin ympäristöoloihin ja lajinkehityksen. c. Milloin mutaatiot ovat ainoa perinnöllistä muuntelua aiheuttava tekijä? Mutaatiot ovat ainoa perinnöllistä muuntelua tuottava tekijä suvuttomasti lisääntyvissä populaatioissa.

4 Tehtävät 3. Suvullinen ja suvuton lisääntyminen
a. Millä perusteella lisääntyminen on suvutonta? Lisääntyminen on suvutonta, kun se tapahtuu ilman sukusoluja – siittiöitä ja munasoluja – siis esimerkiksi jostakin emoyksilön osasta. b. Mihin kolmeen asiaan perustuu suvullisen lisääntymisen aiheuttama muuntelu? Suvullisen lisääntymisen aiheuttama muuntelu perustuu siihen, että 1. kaikki vanhempien tuottamat sukusolut ovat perimältään hieman erilaisia, 2. sukusoluja syntyy yleensä runsaasti ja on sattumanvaraista, mikä siittiö munasolun hedelmöittää ja 3. myös lisääntymiskumppanin valinta on usein sattumanvaraista. c. Vertaa suvullisen ja suvuttoman lisääntymisen etuja ja haittoja. Laadi eduista ja haitoista vertailutaulukko.

5 Vertailutaulukko suvullisen ja suvuttoman lisääntymisen eduista ja haitoista
edut haitat suvullinen Suvullisesti lisääntyvillä lajeilla samaan populaatioon kuuluvat yksilöt ja saman lajin eri populaatiot ovat perimältään erilaisia. Suvullinen lisääntyminen saa aikaan luonnon monimuotoisuutta eli biodiversiteettiä. Suvullinen lisääntyminen on suvutonta hitaampaa, koska jälkeläisten tuottamiseen tarvitaan kaksi yksilöä. Erilaisuuden ansiosta populaatio kykenee sopeutumaan pysyviin elinympäristön muutoksiin. Lisääntymiskumppanin hakemiseen kuluu aikaa ja energiaa. Ainakin jotkut yksilöt omaavat sellaiset geeniyhdistelmät, että laji säilyy hengissä, tapahtuu lajin kehitystä eli evoluutiota ja laji voi sopeutua muuttuneisiin olosuhteisiin. Suurin osa sukusoluista menee hukkaan.

6 Tehtävät edut haitat suvuton
Suvuttoman lisääntymisen etuna on nopeus ja helppous. Jos mutaatioita ei ole tapahtunut, kaikki jälkeläiset ovat perimältään samanlaisia, eli perinnöllistä muuntelua ei ole. Yksi yksilö voi lyhyessä ajassa tuottaa suuren määrän jälkeläisiä. Muuttuvissa olosuhteissa perimältään samanlainen populaatio tai jopa koko laji voi tuhoutua. Suvuttomasti lisääntyvät lajit sopeutuvat muuttuviin olosuhteisiin huonommin kuin suvullisesti lisääntyvät.

7 Tehtävät 4. Yksilön muuntelu (yo k-92)
Eliöpopulaatioissa yksilöt poikkeavat usein selvästi toisistaan. a. Mistä tämä yksilöiden erilaisuus johtuu? Erilaisista ympäristötekijöistä. Perimältään samanlaisetkin yksilöt voivat ympäristötekijöiden vaihtelevuuden takia kehittyä toisistaan poikkeaviksi. Ympäristötekijöiden aiheuttama muuntelu näkyy selvimmin kasvilajien kasvupaikkamuotoina, muovaumina eli modifikaatioina, mutta ympäristötekijöiden vaikutuksen voi havaita myös eläinten ulkonäössä ja käyttäytymisessä. Ympäristötekijöiden aiheuttama muuntelu tapahtuu aina perimän määräämissä rajoissa, eikä se ole periytyvää.

8 Tehtävät Kyky reagoida tarkoituksenmukaisesti erilaiseen ympäristöön antaa kuitenkin lajille aikaa sopeutua myös perinnöllisesti. Perinnöllisistä tekijöistä eli mutaatioista ja suvullisen lisääntymisen tuottamista uusista geeni- ja ominaisuus-yhdistelmistä. Mutaatiot tuottavat yksilöihin ja niiden mukana populaatioihin uutta perimäainesta, eli yksilön geeneistä syntyy uusia muotoja (alleeleja). Mutaatioita voi tapahtua myös yksittäisissä kromosomeissa, jolloin kromosomien rakenteen muutos vaikuttaa monien geenien toimintaan. Joskus kokonaisia kromosomeja tai kromosomistoja voi puuttua yksilöstä tai niitä voi olla liikaa. Suvullinen lisääntyminen järjestelee populaatiossa olevaa perintöainesta uusiksi yhdistelmiksi, jotka ilmenevät uusina ominaisuuksina (ks. s. 58). Siksi se on hyvin tärkeä muuntelun aiheuttaja.

9 Tehtävät b. Miksi populaatiossa voi olla myös huomattavan samankaltaisia yksilöitä? Populaatioissa voi esiintyä myös huomattavan samankaltaisia yksilöitä, koska monet eliöt, varsinkin kasvit, lisääntyvät suvuttomasti. Suvuttoman lisääntymisen takia voi koko populaatio olla peräisin yhdestä emoyksilöstä, jolloin kaikki ovat perimältään samanlaisia ja emoyksilön kaltaisia. Tällaista perinnöllisesti samankaltaisten yksilöiden joukkoa kutsutaan klooniksi. Suvullisesti lisääntyvien eliöiden jälkeläisissä keskenään samankaltaisia ovat ne jälkeläiset, jotka ovat syntyneet alkion varhaisvaiheen jakautuessa useammaksi yksilöksi.

10 Tehtävät Jälkeläiset ovat tällöin identtisiä ja niillä kaikilla on samanlainen perimä. Joskus myös samanlainen ympäristö voi yhdenmukaistaa erilaisen perimän omaavien yksilöiden ulkonäköä (ilmiasua eli fenotyyppiä). Esimerkiksi kaikilla suolammen ahvenilla on samankaltainen, tummasävyinen väritys. Jos koko populaatio on saanut alkunsa vain muutamasta perustajayksilöstä, voivat jälkeläiset samantapaisen geeniperimän takia olla varsin samannäköisiä.

11 Tehtävät 5. Perunakoe Suunnittele koe, jolla voit osoittaa että perunan ilmiasu voi vaihdella, vaikka perimä pysyy samana. Muista, miten perunaa lisätään. Peruna lisääntyy parhaiten juurimukuloista (perunoista), jotka ovat oikeastaan perunakasvin maavarren päitä, joihin on varastoitunut tärkkelystä. Kaikissa yhden perunakasvin tuottamissa perunoissa on samat perintötekijät kuin emokasvissa. Otetaan saman perunan juurimukuloita (esim. 5 kpl), idätetään ne keväällä ja istutetaan erilaisiin kasvupaikkoihin: multaan, hiekkaan turpeeseen, savimaahan.

12 Tehtävät Maaperän ravinteisuuden, kosteus- ja lämpöolojen mukaan saman perimän omaavista perunoista kasvaa erinäköisiä perunakasveja. Kasvien erilaisuus johtuu ympäristötekijöistä. Toisistaan poikkeavat kasvit ovat kasvupaikkamuotoja eli modifikaatioita. Koe voidaan tehdä myös niin, että halkaistaan idätetty perunanmukula neljään osaan – jokaiseen osaan pitää jäädä muutama silmu. Mukulan osasista kasvatetaan perunakasvit erilaisilla kasvupaikoilla – kuten edellä. Uusien kasvien ulkonäkö voi olla erilainen kasvupaikasta riippuen, vaikka niiden perimä on sama.