BIOLOGI - Liber
BIOLOGI - Liber
BIOLOGI - Liber
Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!
Leverage SEO-optimized Flipbooks, powerful backlinks, and multimedia content to professionally showcase your products and significantly increase your reach.
<strong>BIOLOGI</strong><br />
Susanne Fabricius<br />
Fredrik Holm<br />
Anders Nystrand
ISBN 978-91-47-08594-1<br />
© 2013 Susanne Fabricius, Fredrik Holm, Anders Nystrand<br />
och <strong>Liber</strong> AB<br />
Redaktion: Peter Larshammar<br />
Formgivare: Lotta Rennéus<br />
Bildredaktör: Mikael Myrnerts<br />
Teckningar: Typoform, Anders Nyberg<br />
Produktion: Adam Dahl<br />
Fjärde upplagan<br />
1<br />
Repro: Repro 8 AB, Nacka<br />
Tryck: Kina 2013<br />
KOPIERINGSFÖRBUD<br />
Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering,<br />
utöver lärares och elevers rätt att kopiera för<br />
undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden.<br />
BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer<br />
och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner<br />
och universitet.<br />
Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt<br />
upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller<br />
fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av<br />
olovligt framställt material. Såväl analog som digital<br />
kopiering regleras i BONUS-avtalet. Läs mer på www.<br />
bonuspresskopia.se.<br />
<strong>Liber</strong> AB, 113 98 Stockholm<br />
Tfn 08-690 92 00<br />
www.liber.se<br />
kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01<br />
e-post: kundservice.liber@liber.se
Välkommen till<br />
Spektrum Biologi<br />
Den fjärde upplagan av Spektrum Biologi tar avstamp i Lgr 11.<br />
Kursplanens förmågor möts med nya moment, och det centrala innehållet<br />
med uppdaterat stoff och nya kapitel.<br />
I kapitelingresserna har förmågorna lyfts – dels med bilder och frågor,<br />
dels med målbeskrivningar baserade på det centrala innehåll och de<br />
förmågor som behandlas i kapitlet.<br />
De nya Perspektiven lockar till diskussion och ställningstagande. Här<br />
tränas förmågan att skilja värderingar från fakta och att utveckla ett<br />
kritiskt tänkande kring argument och källor. Faktarutor med ”Liv i utveckling”,<br />
”Historia” och ”Forskning” ger intressanta utblickar och visar<br />
på biologins bredd.<br />
Varje avsnitt avslutas med Testa dig självfrågor och begreppsträning<br />
– Förklara begreppen. Varje kapitel i sin tur avslutas med en sammanfattning<br />
följd av Finalen med kapitelövergripande uppgifter i ämnesprovens<br />
anda. En bra möjlighet att testa kunskaperna och få träning inför<br />
ämnesproven.<br />
De biologiska sammanhang som lyfts i kursplanen – hälsa, naturbruk och<br />
miljö – har fått ökat utrymme. ”Hälsa” har fått ett eget kapitel, liksom<br />
”Naturbruk och miljö” där hållbar utveckling är ett centrala tema. Vikten<br />
av biologisk mångfald och hur vi använder naturresurserna tas även<br />
upp i ekologikapitlet. Evolutionen ska enligt kursplanen vara den grund<br />
biologi ämnet vilar på och presenteras därför tidigt i boken för att ligga<br />
till grund för kommande kapitel. Kapitlet ”Arvet, gener och bioteknik”<br />
betonar möjligheter och risker, samt de etiska frågor som den nya tekniken<br />
kan väcka.<br />
Författare till kapitel 1–3 och 9 är Susanne Fabricius, lärare. Kapitel 4–6<br />
och 10 har skrivits av Fredrik Holm, och kapitel 6–8 och 10 av Anders<br />
Nystrand. Båda är vetenskapsjournalister.<br />
Spektrum Biologi finns i två versioner – en Grundbok och en Lightbok.<br />
Ligthboken är parallell med Grundboken och kan användas av elever som<br />
vill ha en lättare kurs med mindre textmängd. Böckerna finns även som<br />
Onlineböcker.<br />
3
1. LIV I UTVECKLING<br />
4<br />
Innehåll<br />
1<br />
2<br />
Liv och utveckling 6<br />
1. Från enkelt till komplicerat liv 8<br />
2. Forskning gav ny syn på livet 13<br />
3. Evolutionens drivkrafter 22<br />
4. Organismernas släktskap 27<br />
5. Vetenskap och ovetenskap 31<br />
PERSPEKTIV: Tro eller vetande 36<br />
Finalen 40<br />
Utan grönt inget liv 42<br />
1. Fotosyntesen fångar in solenergi 44<br />
2. Förbränningen frigör energi 48<br />
3. Stora och små alger 52<br />
4. Sporväxter 55<br />
5. Växter med frön 59<br />
PERSPEKTIV: Hotad pollinering? 70<br />
6. Svampar – varken växter eller djur 72<br />
7. Lavar – svamp och alg i samarbete 79<br />
Finalen 83<br />
3<br />
4<br />
5<br />
Djurens liv 86<br />
1. Världens alla djur 88<br />
2. Ryggradslösa djur – mest i vatten 94<br />
3. Maskar – parasiter och jordbrukare 103<br />
4. Leddjur har böjligt hudskelett 106<br />
5. Fiskar, groddjur och kräldjur 118<br />
6. Fåglar – från ödlor till ”flygmaskiner” 127<br />
7. Däggdjur – vi och våra släktingar 134<br />
PERSPEKTIV: Vargdebatt 140<br />
8.Människans utveckling 142<br />
Finalen 149<br />
Ekologi 154<br />
1. Liv i samspel 156<br />
2. Energi och materia 162<br />
3. Olika känsliga ekosystem 166<br />
4 Bruka utan att förbruka 170<br />
PERSPEKTIV: Tar fisken slut? 178<br />
Finalen 182<br />
Naturbruk och miljö 184<br />
1. Människan omformar naturen 186<br />
2. Människans ekosystem 191<br />
3. Klimat i förändring 196<br />
Perspektiv: Fossilfritt till år 2050? 200<br />
4. Förorenad luft 202<br />
5. Övergödning 208<br />
6. Miljögifter och avfall 211<br />
7. En hållbar utveckling 216<br />
PERSPEKTIV: Konsumtion - vår tids fråga 220<br />
Finalen 224
6<br />
7<br />
8<br />
Vår fantastiska kropp 228<br />
1. Celler i samarbete 230<br />
PERSPEKTIV: Stamceller framtidens reservdelar? 236<br />
2. Maten ger näring till cellerna 238<br />
3. Andningen fixar syre till cellerna 242<br />
4. Hjärta och blodomlopp 245<br />
5. Så försvarar sig din kropp 253<br />
6. Skelettet- lätt men starkt som stål 257<br />
7. Musklerna ger dig rörelseförmåga 260<br />
8. Huden – skydd och luftkonditionering 263<br />
Finalen 269<br />
Nervsystemet styr din kropp 272<br />
1. Så fungerar ditt nervsystem 274<br />
2. Vår hjärnbark gör oss unika 279<br />
PERSPEKTIV: Betsämmer du eller din hjärna? 284<br />
3. Lukt, smak och känsel 286<br />
4. Synen – ett ljuskänsligt sinne 289<br />
5. Örats sinnen – hörsel och balans 293<br />
6. Hormoner är kemiska budbärare 296<br />
Finalen 302<br />
Hälsa och sjukdom 304<br />
1. Vad är hälsa och sjukdom? 306<br />
2. Träning, mat och sömn 310<br />
3. Bakterier och virus – vänner och fiender 320<br />
4. Hälsoproblem hos unga 327<br />
5. Vanliga sjukdomar hos vuxna 334<br />
6. Sjukvård och alternativ medicin 338<br />
PERSPEKTIV: Bakterierna slår tillbaka 348<br />
7. Droger och beroende 350<br />
Finalen 363<br />
9<br />
10<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Sex och relationer 366<br />
1. På väg att bli vuxen 368<br />
PERSPEKTIV: Hur jämställda är vi? 372<br />
2. Lär känna din kropp 374<br />
3. Sexuellt samliv 378<br />
4. Säker sex 383<br />
5. Från liv till död 388<br />
Finalen 394<br />
Arvet, gener och bioteknik 396<br />
1. Gener är recept på proteiner 398<br />
2. Gener för arvet vidare 403<br />
3. Sjukdomsgener och genteknik 410<br />
Perspektiv: Gentester på gott och ont 416<br />
4. Från avel till genslöjd 418<br />
5. Gener med nya uppdrag 423<br />
6. En bot mot världssvälten? 428<br />
Finalen 434<br />
5
Bland djuren är den biologiska mångfalden<br />
störst hos insekterna. Varför är det så tror du?<br />
1.<br />
Bildtext …<br />
LIV I utVeckLING<br />
en planet full av liv<br />
Än så länge känner vi bara till en planet i universum där det finns liv. Det är jorden. Tack<br />
vare solen har vi ljus och lagom temperatur. Här finns också syre att andas, mat att äta<br />
och många olika miljöer att leva i. På jorden lever vi människor tillsammans med en massa<br />
olika varelser i en biologisk mångfald som ständigt utvecklas och där vi alla är beroende av<br />
varandra. Men vad är egentligen liv, och hur tror du att det har utvecklats?
B1_02: nåt kring myter och folktro,<br />
kanske sjöodjur eller spöke?<br />
Naturen<br />
Vad<br />
beskrevs<br />
är skillnaden<br />
ofta<br />
mellan<br />
som mystisk<br />
vetenskap<br />
och<br />
och folktro?<br />
skrämmande förr i tiden. Tror du på sjöodjur<br />
som många gjorde förr?<br />
häR FåR DU läRa DIG<br />
• att formulera vad som är typiskt för alla<br />
levande organismer<br />
• beskriva livets uppkomst utifrån<br />
naturvetenskapliga teorier och modeller<br />
• redogöra för hur forskning förr kunde gå till och<br />
hur biologiska upptäckter lett till ny kunskap<br />
• redogöra för begreppet art och artbildning<br />
• beskriva hur organismerna identifieras, sorteras<br />
och grupperas<br />
• använda kunskaper i biologi för att ta ställning<br />
och diskutera viktiga frågor i samhället<br />
INNEhåll<br />
Att göra fältstudier i en tropisk regnskog kan<br />
vara spännande. Tror du att det fortfarande<br />
finns chans att hitta nya arter?<br />
1.1 Från enkelt till komplicerat liv<br />
1.2 Forskning gav ny syn på livet<br />
1.3 Evolutionens drivkrafter<br />
1.4 Organsimernas släktskap<br />
1.5 Vetenskap och ovetenskap<br />
PERSPEKTIV Tro eller vetande?<br />
7
1. LIV I UTVECKLING<br />
Från enkelt till komplicerat liv<br />
8<br />
En av de platser<br />
där den biologiska<br />
mångfalden är<br />
som störst är i<br />
korallreven.<br />
1.1 Från enkelt till<br />
komplicerat liv<br />
För 4,6 miljarder miljoner år sedan tändes vår sol i den galax vi kallar<br />
Vintergatan. Därefter bildades jorden som en av flera planeter i vårt<br />
solsystem. När jorden svalnat tog livet sin början. Det tidiga livet var<br />
enkelt och lämnade få spår efter sig, Men med tiden utvecklades en<br />
allt större mångfald. Några har lämnat spår som vi kan studera idag.<br />
biologi – läran om livet<br />
Ordet biologi betyder läran om livet och handlar om allt som är levande.<br />
Typiskt för allt liv är att det kan föröka sig, växer, andas och behöver energi.<br />
De flesta kan också röra sig och reagera på omgivningen. Med hjälp<br />
av våra sinnen kan vi och andra djur reagera på saker som händer runt<br />
omkring oss. Även växter kan röra sig mot ljuset, fast de inte har ögon.<br />
Alla levande varelser kallas gemensamt för organismer. Hit räknas<br />
allt från pyttesmå bakterier till jättestora växter och djur. Även vi människor<br />
räknas till djuren. Vi är däggdjur som ger våra ungar mjölk –<br />
precis som kor, hundar, katter, fladdermöss och valar.<br />
Men hur uppstod egentligen livet på jorden? Varifrån kommer den<br />
myllrande mångfald av liv som vi ser omkring oss idag? För att hitta<br />
svar på den frågan måste vi gå långt, långt tillbaka i tiden.
Planeten jorden blir till<br />
Idag tyder forskingen på att universum blev till för 13,7 miljarder<br />
år sedan i det som kallas Den Stora Smällen – Big<br />
Bang. Vår sol bildades långt senare, för ungefär 4,6 miljarder<br />
år sedan. Inte långt därefter bildades jorden och de övriga<br />
sju planeterna i vårt solsystem ur de gasmoln och partiklar<br />
som omgav den unga solen.<br />
Det var en våldsam tid där den unga jorden ständigt<br />
krockade med kometer och andra himlakroppar i solsytemet.<br />
Krockarna värmde jorden till en smält massa. Först för drygt<br />
4 miljarder år sedan minskade antalet krockar. Sakta sjönk<br />
temperaturen och jordytan började stelna till hårt berg med<br />
vulkaner.<br />
Hav bildas och kemin får liv<br />
Kometerna som kolliderade med jorden innehöll mängder<br />
av is. När de träffade den heta jorden bildades vattenånga.<br />
När jorden med tiden svalnade övergick ångan till regn som<br />
sakta fyllde de första haven.<br />
Hav och luft innehöll nu många olika kemiska ämnen,<br />
bland annat utspydda från vulkaner. Med hjälp av de ämnena<br />
fanns förutsättningar för att livets enklaste kemiska byggstenar<br />
skulle kunna bildas.<br />
Forskare har visat att elektriska urladdningar från väldiga<br />
åskväder kan omvandla enkla kemiska ämnen till livets enklaste<br />
byggstenar. Det finns också teorier om att livets första<br />
byggstenar kom hit med kometer från rymden.<br />
Historia<br />
MILLERS ExPERIMENT<br />
På 1950talet gjotde forskaren Stanley Miller ett berömt experiment<br />
där han utsatte en konstgjord uratmosfär med de ämnen som fanns<br />
dä jorden bildades för blixtar. Han har själv beskrivit vad han såg när<br />
vattenångan blev vätska igen. ”The first time I did the experiment, it<br />
turned red. Very dramatic! And then, after it turned red, it got more<br />
yellow and then brown as the sparking went on”. Experimentet pågick<br />
i veckor och resultatet var häpnadsväckande. Det hade bildats enkla<br />
kemiska byggstenar till proteiner och DNA – delar som ingår i enkelt liv.<br />
Enorma tidsrymdEr<br />
1 miljard år = 1 000 miljoner år<br />
= 1 000 000 000 år<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Den tidiga jordens yta var ett hav<br />
av flytande lava. Först när krockarna<br />
med andra himlakroppar slutade sjönk<br />
temperaturen och lavan stelnade till berg.<br />
9
1. LIV I UTVECKLING<br />
För 3,5 miljarder år<br />
sedan fanns kolonier av<br />
encelliga bakterier som<br />
kallas stromatoliter. De<br />
kunde fånga in solenergi<br />
och bilda syre genom<br />
fotosyntes. Än idag<br />
finns sådana kolonier i<br />
Australien.<br />
10<br />
Livets uppkomst – kopierande molekyler<br />
En av de tidiga ”livsmolekyler” som bildades var enkla föregångare till<br />
DNA, det kemiska ämne som våra arvsanlag består av. Unikt för de<br />
molekylerna var att de kunde göra kopior av sig själva – ett förutsättning<br />
för liv och utveckling. Runt detta enkla DNA bildades med tiden<br />
en tunn, skyddande hinna av fettliknande ämnen, ett cellmembran. En<br />
första enkel urcell hade bildats. Nu kunde cellerna med hjälp av DNA<br />
föröka sig genom celldelning och bilda nya celler. Livet på jorden hade<br />
tagit sin början.<br />
Ett annat villkor för liv var att cellerna kunde hämta energi från sin<br />
omgivning. Den behövdes bland annat för att sätta ihop nya kemiska<br />
byggstenar för att cellen skulle kunna växa och föröka sig. Som energikällor<br />
kunde urcellerna använda enkla kolföreningar och vulkaniska<br />
gaser i havet.<br />
Att liv kunde uppstå på just vår planet beror bland annat på att det<br />
fanns flytande vatten här och att vi ligger lagom långt från solen för<br />
att få rätt temperatur för liv. Idag räknar forskare med att nästan varje<br />
stjärna som du ser på himlen kan ha planeter runt sig, vissa av dem<br />
kanske med möjlighet till liv.
Fotosyntesen – en syrerevolution<br />
Vi vet fortfarande inte exakt hur och när det första livet uppstod.<br />
Jordens våldsamma historia har förstört spåren från den tiden. De<br />
äldsta spåren av liv man hittat är drygt 3,5 miljarder år gamla.<br />
De första cellerna var mycket enkelt byggda och hade ingen cellkärna.<br />
De liknade på många sätt dagens bakterier. En del levde i heta<br />
miljöer vid vulkaner på havsbottnen eller i berggrundens sprickor. Men<br />
redan vid den tiden började celler med det gröna färgämnet klorofyll att<br />
utvecklas. De kunde fånga in solenergi och tillverka glukos (socker)<br />
och syre. Det var tidiga släktingar till dagens blågröna bakterier. Med<br />
dem var fotosyntesen född – en avgörande händelse för livets utveckling.<br />
Förbränning och ozon<br />
Syret från fotosyntesen ökade nu sakta mängden syre i hav och på land.<br />
För de tidiga organismerna var syret en giftig nyhet, men med tiden<br />
utvecklades nya organismer som kunde andas syre. De fick sin energi<br />
genom förbränning av glukos från fotosyntesen. Det kallas cellandning<br />
och var ett nytt, effektivt sätt att frigöra energi ur mat med syrets hjälp.<br />
Högt uppe i atmosfären bildade syret med tiden ett skikt av gasen<br />
ozon som skyddade jorden från solens skadliga ultravioletta strålning.<br />
Än så länge fanns livet bara i haven där det var skyddat från strålningen,<br />
men ozonskiktet var nödvändigt för att livet långt senare även skulle<br />
kunna börja inta land.<br />
Jorden<br />
bildas<br />
Bakterier<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
4,6 4 3 2<br />
1 0,5 idag<br />
Miljarder år från idag<br />
Blågröna<br />
bakterier Syrehalten<br />
stiger i<br />
atmosfären<br />
Blågröna bakterier kan orsaka<br />
så kallad algblomning. De är<br />
släktingar till de blågröna<br />
bakterier som en gång fyllde<br />
jordens atmosfär med syre.<br />
Syrehalten ökade rejält för drygt<br />
500 miljoner år. Sedan dess har<br />
den varierat mycket och skapat nya<br />
förutsättningar för livets utveckling.<br />
Liv på land<br />
Syrehalt i<br />
atmosfären<br />
30 %<br />
20 %<br />
0 %<br />
11
1. LIV I UTVECKLING<br />
12<br />
Blågröna<br />
bakterier blev<br />
kloroplaster i<br />
växtcellen<br />
Blågrön<br />
bakterie<br />
Urbakterier<br />
Cellkärna<br />
Celldel med klorofyll<br />
– en kloroplast.<br />
Cell där en<br />
kärna utvecklats<br />
Föregångare<br />
till växtceller<br />
tEsta diG sJÄLV 1.1<br />
FÖRKlaRa BEGREPPEN<br />
Föregångare till växter, svampar och djur<br />
De tidigaste föregångarna till dagens växter, svampar<br />
och djur dök upp för över 2 miljarder år sedan. De<br />
var lite större än tidigare bakterier och hade utvecklat<br />
en cellkärna med DNA. De hade även utvecklat<br />
specialiserade delar i cellerna där cellandningen sker,<br />
och delar med klorofyll där fotosyntesen sker. De<br />
här delarna var ursprungligen små bakterier som levt<br />
fritt i havet, men nu ”flyttat in” i de större bakterierna.<br />
Celler med klorofyll utvecklades sedan till växter,<br />
medan de utan blev föregångare till alla dagens djur.<br />
Med tiden började flercelliga organismer som växter<br />
och djur att utvecklas genom att de modernare<br />
cellerna slog sig samman och började samarbeta.<br />
Redan för 600 miljoner år sedan fanns en mångfald<br />
av flercelliga alger. Några av de nya livsformerna<br />
började även föröka sig sexuellt istället för med vanlig<br />
enkel celldelning. Förökningen skedde ofta genom<br />
att en spermie och ett ägg förenades – en befruktning<br />
hade skett. I samma stund började ett nytt liv växa<br />
och utvecklas.<br />
• biologi • organismer • DNA • klorofyll<br />
• fotosyntes • cellandning • ozon<br />
1. Vad är typiskt för allt liv?<br />
2. Beskriv jordens barndom för cirka 4 miljarder år sedan.<br />
3. Hur bildades de första haven på jorden?<br />
4. Beskriv Millers experiment.<br />
5. Varför är det kemiska ämnet DNA så viktigt?<br />
6. Hur tror man att den första urcellen bildades?<br />
7. Varför har liv kunnat uppstå på just vår planet?<br />
8. Varför var det så viktigt för livet på jorden att det utvecklades celler med klorofyll?<br />
9. På vilket sätt var ozonskiktet viktigt för livets utveckling?
1.2 Forskning gav<br />
ny syn på livet<br />
Liv kan finnas hos en enda cell som andas och lever. Eller som hos<br />
oss människor av tiotusentals miljarder celler som samarbetar. Vissa<br />
celler kan själva tillverka sin mat, och utan dem skulle varken vi eller<br />
mycket annat liv kunna överleva. Men celler är för små för att ses<br />
med blotta öga, så hur upptäckte vi egentligen dem? Vi tittar tillbaka<br />
i historien och ser hur man forskade förr.<br />
Cellen är livets minsta levande del<br />
Idag vet vi att alla organismer är uppbyggda av små, små “rum” som<br />
kallas celler. Cellen är den minsta levande delen hos allt liv. De allra<br />
flesta organismer består av en enda cell och kallas encelliga. Men många<br />
organismer, både bland växter och djur, är flercelliga och består av en<br />
mängd celler som samarbetar. Vi människor är till exempel uppbyggda<br />
av tiotusentals miljarder celler som tillsammans bildar alla våra organ.<br />
Men att livet är byggt av celler har vi inte alltid vetat.<br />
mikroskopet avslöjade cellernas värld<br />
Det var först under 1600-talet, när man uppfann<br />
tillräckligt bra mikroskop, som cellerna<br />
upptäcktes. Den nya tekniken förstorade det<br />
man tittade på flera hundra gånger, och öppnade<br />
en helt ny värld för forskarna. Med tiden<br />
kunde man även studera detaljer i växters och<br />
djurs uppbyggnad, och såg att celler kunde se<br />
väldigt olika ut och kunde innehålla många<br />
mindre delar. Nu upptäckte man också att det<br />
fanns bakterier.<br />
Med de mikroskop som kom på 1600-talet öppnades<br />
en helt ny värld för forskarna. Överst syns en skiss<br />
över de mikroorganismer man nu kunde se.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
13
1. LIV I UTVECKLING<br />
14<br />
Runt djurceller finns<br />
ett tunt cellmembran<br />
VEtEnskaP i utVECkLinG<br />
Ny TEKNIK LEDER TILL NyA UPPTÄCKTER<br />
Holländaren Antonie van Leewenhoek lyckades mot slutet av 1600talet slipa så fina<br />
glaslinser att han kunde bygga ett mikroskop som förstorade 500 gånger. Genom sina<br />
studier av bakterier och andra små organismer kunde han bland annat visa att teorin<br />
om uralstring, som man hittills trott på, var fel. Enligt den kunde liv uppstå av sig självt,<br />
exempelvis ur smuts. Inte så konstigt kanske om man sett råttor bland smuts och<br />
larver som kom ur ruttnande kött. Idag vet vi att bara liv kan ge upphov till nytt liv.<br />
Däremot hade Leewenhoek fel när han tyckte sig se färdiga foster, små<br />
minimänniskor, inne i mannens spermier (se bilden). Även andra forskare tyckte att det<br />
såg så ut. Det dröjde ända till slutet av 1700talet innan man förstod att det krävdes<br />
en befruktning mellan ägg och spermie för att ett nytt liv skulle bildas.<br />
Celler – både lika och olika<br />
När man jämför djur- och växtceller ser man, precis som forskarna<br />
såg på den tiden, att de har både likheter och olikheter. Växtcellen är<br />
ofta större och innehåller delar som djurcellen saknar. Båda har ett tunt<br />
cellmembran, men utanför växtcellens cellmembran finns dessutom en<br />
hård cellvägg som ger stöd åt växten. Inuti växtcellen finns även ett stort<br />
cellsaftrum med vatten. Om växten slokar finns det för lite vatten där. I<br />
växternas celler finns också kloroplaster med det gröna klorofyllet med<br />
vars hjälp fotosyntesen kan ske. Alla de här delarna saknas i djurcellen.<br />
En viktig del som finns i alla celler utom hos bakterier är cellkärnan.<br />
Den innehåller arvsanlagen, DNA, med all den information som bestämmer<br />
vad som ska hända i cellen och hur organismen ska utvecklas.<br />
Djurcell Växtcell<br />
Cellkärna<br />
Cellmembran<br />
Cellvägg<br />
Kloroplast<br />
Cellsaftrum<br />
Växtcellen kan<br />
med hjälp av sitt<br />
klorofyll tillverka<br />
både mat och syre.
Fältstudier på Linnés tid<br />
Men forskningen skedde inte bara vid mikroskop i laboratorier.<br />
Redan på den tiden gjorde man fältstudier<br />
i naturen och förundrades över allt man såg. Den<br />
kända svenska biologen Carl von Linné gjorde på<br />
1700-talet dagligen långa vetenskapliga vandringar<br />
kring Uppsala där han bodde. Under vandringarna<br />
undervisade han sina elever om vad som var ätligt och<br />
vad som var giftigt i naturen. Genom sina medicinska<br />
kunskaper kunde han också berätta vad som var bra för<br />
hälsan och vilka växter som kunde användas som läkemedel.<br />
På så sätt gjorde han också en samhällsinsats.<br />
Linné gjorde även många längre resor i Sverige och till<br />
andra länder. Han diskuterade sina upptäckter med sina elever,<br />
och spred sina tankar med brev till vetenskapsmän över hela världen.<br />
På den tiden fick man gå till fots, åka med hästar eller färdas<br />
med båt. Men eftersom Linné lätt blev sjösjuk reste han inte gärna<br />
med båt till andra länder, utan skickade sina elever på sådana resor.<br />
De hade sedan med sig många spännande organismer hem från hela<br />
världen. Många är uppstoppade eller ligger i sprit och kan studeras än<br />
idag 300 år senare.<br />
Linnés sommarställe<br />
Hammarby utanför<br />
Uppsala finns kvar som<br />
museum idag.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Carl von Linné hade en stor<br />
grupp elever som han reste runt<br />
med i Sverige på 1700-talet.<br />
15
1. LIV I UTVECKLING<br />
16<br />
Rödklöver,<br />
Trifolium<br />
pratense<br />
Rödklöver och vitklöver är<br />
två olika arter. Men de liknar<br />
varandra och tillhör båda<br />
släktet Trifolium. Trifolium<br />
betyder tre blad. Pratense<br />
betyder äng och repens<br />
krypande.<br />
Linné skapade ordning i mångfalden<br />
Det Linné såg på sina vandringar och resor väckte många frågor. Hur<br />
hängde allt ihop, fanns det något mönster i mångfalden? Linné tog itu<br />
med problemet genom att sortera växter och djur i olika grupper.<br />
Allt för att skapa ordning och reda bland organismerna. Men precis<br />
som de flesta på den tiden trodde han på Bibelns ord om att<br />
Gud skapat alla organismer vid ett tillfälle – ”var och en efter sin<br />
art”.<br />
Linné blev världsberömd genom sitt arbete med att gruppera<br />
och namnge växter och djur. Utifrån deras likheter delade han in<br />
dem i familjer, släkten och arter. Eftersom det vetenskapliga språket<br />
då var latin gav han dem både ett svenskt och<br />
ett latinskt namn. Linné namngav cirka 7 000<br />
växter och 4 000 olika djur. Varje organism<br />
fick ett eget artnamn.<br />
Det latinska artnamnet består av två<br />
delar. Den första delen talar om vilket<br />
släkte arten tillhör. Vår art, människan,<br />
heter till exempel Homo sapiens. Vi<br />
tillhör släktet Homo. Den andra delen<br />
i artnamnet berättar ofta något om arten.<br />
Sapiens betyder förståndig. Andra<br />
vanliga namn är vulgaris som betyder att<br />
arten är vanlig, och maritimus som betyder<br />
att den finns vid havet.<br />
En av de många blommor Linné gav<br />
namn åt var stinknävan. Den är släkt med<br />
Vitklöver,<br />
Trifolium<br />
repens<br />
midsommarblomster, men luktar förfärligt illa. Linné som var en humoristisk<br />
man hade en ovän som hette Robert. Han gav därför den<br />
illaluktande blomman namnet Geranium robertianum.<br />
Än idag använder biologer, läkare och veterinärer i hela världen<br />
latinska namn på olika organismer, kroppsdelar och sjukdomar.
Vad är en art?<br />
För att tillhöra samma art måste individerna kunna få barn och barnbarn<br />
med varandra. Alla människor tillhör exempelvis samma art trots<br />
att vi kan se ganska olika ut. Men även om vi har helt olika utseenden<br />
och hudfärg kan vi ju få barnbarn med varandra. Samma sak gäller till<br />
exempel alla hundar. Det finns många olika hundraser, men de tillhör<br />
alla samma art.<br />
Hästar och åsnor tillhör däremot inte samma art. Men de kan ändå<br />
få ungar med varandra. Fölet kallas mula om mamman är en häst, och<br />
mulåsna om mamman är en åsna. Men mulor och mulåsnor är sterila<br />
och kan inte få egna ungar. Det visar att hästar och åsnor inte tillhör<br />
samma art – de kan inte få barnbarn med varandra. Blandningar mellan<br />
olika arter kallas ofta bastarder bland djur och hybrider bland växter.<br />
Forskning i konflikt med religionen<br />
Att forska förr var på många sätt annorlunda<br />
än idag. Det var en tid när religionen<br />
hade stor makt. Ibland gjorde<br />
resultaten och de nya insikterna att man<br />
kom i konflikt med det religionen lärde<br />
ut. Enligt Bibeln hade ju Gud skapat alla<br />
nu levande organismer på några dagar.<br />
På den sjätte dagen skapades människan<br />
– först Adam och sedan Eva från ett<br />
revben ur den sovande Adam. Och sedan<br />
skapelsen hade ingen art förändrats enligt<br />
Bibeln.<br />
Så trodde de flesta i nästan 2000 år.<br />
Och än idag finns det de som tror bokstavligt<br />
på Bibeln eller andra skapelseberättelser.<br />
De brukar kallas kreationister.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Det finns många olika<br />
hundraser. Men alla<br />
tillhör samma art Canis<br />
familiaris, tamhunden.<br />
En målning från 1500-tale med<br />
scener från Edens lustgård,<br />
Paradiset. Till höger formar Gud<br />
Eva ur Adams revben.<br />
17
1. LIV I UTVECKLING<br />
18<br />
Aristoteles tänkte sig<br />
utvecklingen som en stege<br />
där de mest fulländade<br />
hamnade överst. Längst ner<br />
fanns stenarna, som han<br />
trodde var levande.<br />
Trilobiter var en<br />
sorts kräftdjur som är<br />
vanliga fossilfynd.<br />
ordning i naturen<br />
Många kända vetenskapsmän har under århundradena haft olika teorier<br />
om varför det finns så många olika sorters djur och växter. Redan<br />
greken Aristoteles hade under antiken tankar om en ordning i naturen<br />
från lägre till högre organismer. Han placerade in dem på en stege.<br />
Ju högre upp på stegen organismen befann sig desto mer fulländad<br />
var den. Längst ner fanns stenarna, som han liksom Linné trodde<br />
var levande, och högst upp fanns människan. Hans tankar byggde på<br />
de naturvetenskapliga kunskaper man hade då om att livet existerat<br />
oförändrat sedan det skapades.<br />
Fossil avslöjade livets utveckling<br />
Om du någon gång tittat på en gammal stentrappa har du kanske sett<br />
spår av uråldrigt liv som bevarats i stenen. Ofta kommer de från fossila<br />
bläckfiskar med skal. Avtrycket finns kvar trots att bläckfisken för länge<br />
sedan är borta.<br />
När organismerna dog bäddades de in i lager på lager av lera och<br />
jord, ofta på havsbottnen. Under årmiljonerna har lagren förvandlats<br />
till berg och organismerna har förstenats inne i berget. Sådana avtryck<br />
eller förstenade spår av organismer kallas fossil. De äldsta fossil vi hittat<br />
av djur är 575 miljoner år gamla, men troligen utvecklades de första<br />
djuren redan för 1 000 miljoner år sedan. Att det inte finns äldre fossil<br />
beror på att de bara innehöll mjuka delar som inte lämnat avryck i<br />
form av fossil.
Under 1600- talet och framåt, när det blev populärt bland forskare<br />
att leta fossil, kände man igen många av fossilen från växt- och djurvärlden.<br />
Men vissa kände man inte alls igen. De okända fossilen trodde<br />
man kom från outforskade delar av världen. Vissa trodde att det var<br />
varelser som hade gått under vid den syndaflod som beskrevs i Bibeln.<br />
Med tiden började man inse att de märkliga fossilen istället måste<br />
vara spår av utdöda växter och djur. Livet måste var mycket äldre än<br />
man tidigare trott. Fossil som hittades i de undre lagren i berg måste<br />
ha levt före de man hittade ovanför. Olika sorters djur och växter<br />
måste alltså ha funnits under olika tidsåldrar. Allt fler började tvivla på<br />
att alla organismer skapats samtidigt och sedan inte förändrats, som<br />
Bibeln berättade. Kanske hade organismerna istället utvecklats under<br />
en mycket lång tid?<br />
Charles Darwin var den forskare som på 1800-talet gav en förklaring<br />
till hur det gått till. Men han blev motsagd av kyrkans män. Idag<br />
vet vi med all säkerhet att han hade rätt.<br />
tEsta diG sJÄLV 1.2<br />
FÖRKlaRa BEGREPPEN<br />
• cellmembran • cellkärna • artnamn • bastard • fossil<br />
1. Berätta om teorin om uralstring.<br />
2. Rita och beskriv skillnaderna mellan en växtcell och en djurcell.<br />
3. Berätta om Carl von Linnés fältstudier.<br />
4. Vad utgick Linné ifrån när han delade in organismerna?<br />
5. Varför kan inte hundar och katter få ungar med varandra?<br />
6. Vad måste gälla för att två individer ska tillhöra samma art?<br />
7. Vad är en kreationist?<br />
8. Hur bildas fossil?<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Grand Canyon i USA är<br />
ett enormt ”bibliotek”<br />
över livets utveckling.<br />
Coloradofloden har grävt<br />
sig ner genom berglagren<br />
och frilagt olika fossil. De<br />
äldsta ligger längst ner<br />
och är 550 miljoner år<br />
gamla.<br />
19
1. LIV I UTVECKLING<br />
20 20<br />
LiV i utVECkLinG<br />
Celler med cellkärna och<br />
specialiserade inre delar<br />
började bildas för över<br />
2 miljarder år sedan.<br />
1 miljard år sedan<br />
Urtiden<br />
Det finns få fossil, men fynd<br />
tyder på att det ändå fanns<br />
en mångfald av liv. Många av<br />
livsformerna från den här tiden<br />
dog ut i en av jordens många<br />
massutdöenden.<br />
2 miljarder år sedan 6 miljarder<br />
5 miljarder år sedan<br />
år sedan<br />
Stromatoliter är bland<br />
de äldsta fossilen. De<br />
består av blågröna<br />
bakterier och mineraler.<br />
Solen och planeterna bildas i<br />
Vintergatan för 4,6 miljarder<br />
år sedan.<br />
Kambrium<br />
540–490 miljoner<br />
Livet i havet<br />
blomstrar med olika<br />
leddjur, svampdjur,<br />
maskar, snäckor och<br />
tagghudingar.<br />
Vintergatan är en av universums<br />
många galaxer som bildas efter Big<br />
Bang för 13,7 miljarder år sedan.<br />
Ordovicium<br />
490–445 miljoner<br />
Mångfalden i haven<br />
blir allt större.<br />
Enstaka växter och<br />
leddjur har börjat<br />
erövra land.<br />
Silur<br />
445–415 miljoner<br />
I haven finns<br />
gigantiska<br />
havsskorpioner<br />
och de första<br />
käkfiskarna.<br />
Kärlväxter börjar<br />
utvecklas på land.
Blågröna bakterier tillverkar<br />
syre med hjälp av klorofyll.<br />
Garvitationen<br />
samlar<br />
rymdsten till<br />
en tidig jord.<br />
Devon<br />
415–360<br />
miljoner<br />
Fiskarnas<br />
tidsålder.<br />
På land finns<br />
tidiga groddjur<br />
och enkla<br />
insekter.<br />
3 miljarder år sedan<br />
Meteoritregn värmer jorden.<br />
Hettan får metaller att samlas<br />
i jordens inre, medan lättare<br />
ämnen blir kvar på ytan.<br />
Perm<br />
300–250<br />
miljoner<br />
Kräldjuren börjar<br />
ta över på land.<br />
Djurlivet drabbas<br />
av en massdöd<br />
där nästan alla<br />
arter förintas.<br />
Karbon<br />
360–300 miljoner<br />
På land finns enorma<br />
sumpskogar med<br />
ormbunksträd och<br />
många groddjur. De<br />
första fröväxterna och<br />
kräldjuren börjar utvecklas.<br />
Trias<br />
250–200 miljoner<br />
Kräldjuren härskar.<br />
Tidiga dinosaurier<br />
och däggdjur. Det<br />
finns barrträd och<br />
kottepalmer.<br />
Jordytan svalnar och<br />
bildar en skorpa.<br />
Vattenångan bildar hav.<br />
Krita<br />
145–65 miljoner<br />
Blomväxter<br />
utvecklas, liksom<br />
insekter som kan<br />
pollinera dem.<br />
I slutet av krita dör<br />
dinosaurierna ut.<br />
Från Big Bang till människan<br />
För 4,6 miljarder år sedan tändes vår sol i galaxen<br />
Vintergatan, där solen bara är en av hudratals<br />
miljarder andra stjärnor. Vintergatan i sin tur är<br />
bara en av 400 miljarder andra galaxer i det synliga<br />
universum.<br />
Jorden bildades nästan samtidigt som vår sol. När<br />
jorden svalnade kunde livet ta sin början. Det tidiga<br />
livet lämnade bara en staka spår efter sig. Men<br />
med tiden utvecklades en allt större mångfald av<br />
livsformer. Fossil från olika berg lager hjälper oss<br />
att läsa livets historia.<br />
Tertiär<br />
65–2 miljoner<br />
Däggdjur och fåglar<br />
utvecklas snabbt<br />
till en mångfald<br />
av livsformer.<br />
Apor och de första<br />
förmänniskorna<br />
utvecklas.<br />
Jura<br />
200–145 miljoner<br />
Jura är<br />
dinosauriernas<br />
tidsålder. Ur dem<br />
utvecklas fåglarna.<br />
Kvartär<br />
2 miljoner till idag<br />
Människan sprider<br />
sig över världen.<br />
Istiderna kommer<br />
och går.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
21 21
1. LIV I UTVECKLING<br />
22<br />
Darwin påstod att alla arter<br />
hade samma ursprung. Att vi<br />
skulle vara släkt med aporna<br />
inspirerade måga tecknare.<br />
1.3 evolutionens<br />
drivkrafter<br />
Vi har alltid funderat på varifrån vi och andra organismer kommer.<br />
Några tycker sig hitta svaren i sin religion, andra söker vetenskapliga<br />
förklaringar. Den vetenskapliga bilden av livets utveckling förklarar<br />
hur biologiska drivkrafter kunnat leda till den mångfald vi ser idag.<br />
Och det var Charles Darwin som först förstod sambanden.<br />
utvecklingsläran föds<br />
Under 1800-talet växte nya tankar fram om att livet<br />
hade utvecklats och förändrats under lång tid.<br />
Fossilfynden pekade på en utveckling från enklare till<br />
mer komplicerade livsformer. Kunskaperna om hur<br />
livet utvecklats kallades utvecklingsläran eller evolutionsläran.<br />
Flera naturforskare försökte hitta förklaringar<br />
till livets utveckling. Mest känd blev Charles Darwin. Han<br />
drog bland annat slutsatser från de många fossilfynd som<br />
gjorts under de senaste århundraderna. Hans grundtankar om<br />
hur utvecklingen gått till gäller än idag.<br />
Charles darwin förklarade evolutionen<br />
Charles Darwin levde på 1800-talet och är en av de mest kända vetenskapsmännen<br />
genom tiderna. Han upptäckte på sina båtresor till<br />
bland annat Galapagosöarna utanför Sydamerika en mångfald av djur.<br />
Han såg bland annat att samma sorts fåglar såg olika ut på olika öar.<br />
Hans teori var att det berodde på att fåglarna hade anpassat sig till de<br />
olika miljöerna på öarna. Under tidens gång hade fåglarna på så sätt<br />
utvecklats olika. Samma mönster såg han hos många andra organismer<br />
som han studerade.<br />
År 1859 kom Darwins revolutionerande bok ”Om arternas uppkomst”<br />
som på ett då vetenskapligt sätt beskrev hur livets utveckling<br />
– evolutionen – från enklare till mer komplicerade former gått till.<br />
Boken väckte stor uppståndelse, bland annat för att den antydde att<br />
människan skulle vara släkt med aporna.
det naturliga urvalet – grunden för evolutionen<br />
Darwin ansåg att det är ett naturligt urval som är grunden till all utveckling.<br />
Han insåg att det bygger på att både djur och växter får mer<br />
avkomma än som kan överleva till vuxen ålder. Och bland avkomman<br />
finns alltid variationer i egenskaper. De individer som har någon egenskap<br />
som ger dem större chans i konkurrensen om att skaffa mat, bli<br />
vuxna och föröka sig har störst chans att överleva. Det naturliga urvalet<br />
beror med andra ord på hur väl individens egenskaper är anpassade till<br />
miljön den lever i. Den bäst anpassade överlever.<br />
Levande varelser har under utvecklingens gång varit olika bra på<br />
att klara sig i olika miljöer. Djur som lever i öknar måste till exempel<br />
ha egenskaper som gör att de tål värme och torka. De individer som<br />
klarat sig bäst i sin miljö har kunnat föröka sig bäst och få ungar som<br />
lever vidare.<br />
Men miljön kan förändras. Det kan till exempel bli ännu torrare. Då<br />
kommer bara de ungar som bäst klarar den torrare miljön att överleva.<br />
När de sedan förökar sig förs den egenskapen vidare till deras ungar.<br />
På så sätt utvecklas hela tiden nya organismer med nya egenskaper.<br />
Genom det naturliga urvalet har en enorm biologisk mångfald av organismer<br />
utvecklats på jorden. Alla med en mängd olika egenskaper. Tack<br />
vare en stor mångfald är livet bättre rustat för framtida förändringar,<br />
som kräver nya egenskaper för att individerna ska kunna överleva.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Djuren får fler ungar än som<br />
kan överleva till vuxen ålder.<br />
Rovdjuren tar ofta de djur som<br />
är gamla eller svaga.<br />
23
1. LIV I UTVECKLING<br />
24<br />
Med sexuell<br />
förökning får<br />
ungarna anlag från<br />
både mamman och<br />
pappan. Det ger stor<br />
variation och många<br />
nya egenskaper.<br />
Fjärilen finns i två varianter. Den<br />
ljusa har bättre kamouflage på ljusa<br />
trädstammar och har därför större chans<br />
att överleva och föröka sig i en sån miljö.<br />
mutationer och sex ger variation och nya egenskaper<br />
Grunden för det naturliga urvalet är att det finns en stor variation av<br />
egenskaper inom arten. Variationen kan öka tack vare att det ständigt<br />
sker förändringar i arvsanlagen, så kallade mutationer. De kan skapa<br />
helt nya egenskaper hos avkomman som ibland kan ge fördelar.<br />
Ännu större möjligheter till variation finns det hos alla organismer<br />
som förökar sig sexuellt. Där blandas arvsanlagen som ungarna ärver<br />
från föräldrarna så att man får en stor variation med många nya egenskaper<br />
hos ungarna. Några får varje gång lite bättre förutsättningar att<br />
överleva genom det naturliga urvalet. Men det är inte den starkaste<br />
som överlever, utan den som är bäst anpassad till sin miljö.<br />
björkmätare och luftföroreningar<br />
Utveckling och anpassning till nya miljöer genom naturligt urval pågår<br />
hela tiden. Som exempel kan vi titta på en fjäril som kallas björkmätare.<br />
Den är oftast ljus med mörkare fläckar. Därför syns den nästan inte på<br />
ljusa trädstammar och kan gömma sig där för fåglar som äter den.<br />
Under 1800-talet ökade koleldningen i England, vilket ledde till<br />
att trädstammarna blev mörkare av sotet. Då blev björkmätare med<br />
mörkare vingar vanligare. Den mörka egenskapen fanns redan hos<br />
några fjärilar, och när miljön nu förändrades gav det dem en fördel.<br />
Den gjorde att de inte syntes lika lätt mot de nu mörkare stammarna.<br />
Plötsligt gjorde den egenskapen att de inte blev byte för fåglar så lätt.<br />
Det naturliga urvalet gynnade nu mörka fjärilar som därmed blev fler i<br />
antal. På senare år har miljön blivit bättre och trädstammarna är ljusa<br />
igen. Inte oväntat har den ljusa björkmätaren blivit vanligast igen.
En art blir till<br />
Björkmätaren visar hur det naturliga urvalet kan leda till att nya egenskaper<br />
får en chans. Urvalet bygger på att det hos en grupp djur eller<br />
växter alltid finns en variation av egenskaper. Vissa egenskaper gör det<br />
lättare att överleva och föröka sig. På så sätt förs egenskaper som har<br />
en fördel i en viss miljö vidare till nästa generation.<br />
Under lång tid, ibland flera tusen års tid, kan det naturliga urvalet<br />
förändra en grupp inom en art så mycket att den inte längre kan få<br />
barnbarn med individer ur den ursprungliga gruppen. Då har det bildats<br />
en ny art.<br />
Galapagosöarnas djurliv som Darwin studerade på sina resor ger<br />
exempel på hur samspelet mellan arv och miljö kan leda till nya arter.<br />
Öarna uppstod i samband med vulkanutbrott på havsbottnen och var<br />
från början helt utan liv. Trots att de ligger långt från land tog sig enstaka<br />
djur och växter dit från Sydamerikas fastland. Bland annat kom<br />
en fågelart av finkar dit och spred sig till de olika öarna. Finkarna specialiserade<br />
sig på olika sorters mat beroende på vad som fanns i miljön på<br />
de olika öarna. Isoleringen på öarna ledde med tiden till att grupperna<br />
utvecklades olika. Idag kan vi se hur bland annat näbbarna skiljer sig åt.<br />
Finkarna är numera så olika att de inte längre kan få barnbarn med varandra.<br />
Den ursprungliga finkarten har nu utvecklats till 13 nya fink-arter.<br />
Galapagosöarnas finkar har<br />
anpassat sig till olika sorters<br />
mat på de olika öarna.<br />
Näbbformen visar tydligt<br />
vilka fåglar som fångar<br />
insekter och vilka som äter<br />
frön eller nötter.<br />
På Galapagosöarna utanför<br />
Sydamerikas kust finns flera<br />
exempel på hur arter bildas.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
25
1. LIV I UTVECKLING<br />
26<br />
Ängen är en plats där det<br />
ofta finns en stor biologisk<br />
mångfald med många olika<br />
växter och djur.<br />
biologisk mångfald<br />
Det är livets ständiga anpassning till nya miljöer som har skapat den<br />
variation och mångfald av organismer som finns idag. Vissa miljöer är<br />
ovanligt rika på biologisk mångfald. I de tropiska regnskogarna finns<br />
exempelvis minst hälften av världens alla arter. Idag finns det<br />
troligen mellan 3 och 30 miljoner olika arter på vår jord.<br />
Forskarna vet inte hur många. Hittills har vi upptäckt och<br />
gett namn åt cirka 2 miljoner av dem. Varje år upptäcks<br />
nya arter, samtidigt som många försvinner för alltid.<br />
Idag försvinner arter i en ökande takt, ofta som en<br />
följd av att vi människor överutnyttjar naturen och<br />
sprider gifter.<br />
Det är viktigt att bevara en stor biologisk mångfald med<br />
många olika organismer. En anledning är att alla,<br />
även vi, är mer eller mindre beroende av varandra. En<br />
annan är att vi människor har nytta av den biologiska<br />
mångfalden. Vi kan exempelvis få mediciner och mat<br />
från växter och djur.<br />
Idag kan klimatförändringar, naturkatastrofer, skövling<br />
av naturen och gifter vi släpper ut hota den biologiska mångfalden<br />
runt om i världen. Vi kan alla hjälpas åt att försöka bevara den<br />
biologiska mångfalden.<br />
tEsta diG sJÄLV 1.3<br />
FÖRKlaRa BEGREPPEN<br />
• evolutionslära • mutation • biologisk mångfald<br />
1. Vilka vetenskapliga upptäckter gjorde att man under 1800-talet började ifrågasätta den<br />
religiösa bilden av hur livet uppstått och utvecklats?<br />
2. Varför väckte Darwins bok ”Om arternas uppkomst” sån uppståndelse?<br />
3. Vad menas med naturligt urval?<br />
4. Varför är det viktigt med en stor variation av egenskaper inom en art?<br />
5. Berätta om den engelska björkmätarens betydelse för förståelsen av evolutionen.<br />
6. Beskriv med ett exempel hur en ny art kan bli till.<br />
7. Varför är biologisk mångfald viktig för evolutionen?
1.4 Organismernas<br />
släktskap<br />
Reser man runt i världen eller tittar på naturprogram från olika<br />
platser upptäcker man att det finns väldigt många olika organismer.<br />
De kan vara stora eller små och se ut nästan hur som helst. Man kan<br />
fråga sig hur organismer som är så olika varandra ändå på något<br />
sätt kan vara släkt. För släkt är vi – vi har alla utvecklats från enkelt<br />
encelligt liv i jordens urtid.<br />
utseende och dna visar på släktskap<br />
Än idag används Linnés system för att namnge<br />
och systematisera olika organismer. Men väldigt<br />
mycket har hänt sedan dess. Kunskapen<br />
om att livet har utvecklats och nya arter bildats<br />
ur gamla gör det möjligt att rita släktträd.<br />
I ett släktträd kan vi ordna arter, släkten och<br />
familjer på ett systematiskt sätt. De olika “grenarna”<br />
i trädet visar hur nya arter utvecklats<br />
från ett gemensamt ursprung.<br />
Under lång tid kunde forskare som ritar<br />
släktträd bara studera likheter och skillnader<br />
i organismens yttre utseende. Idag kan vi<br />
även undersöka likheter i organismernas inre.<br />
Under senare år har vi till exempel lärt oss<br />
jämföra olika organismers arvsanlag, DNA,<br />
och på så sätt avläsa hur nära släkt de är med<br />
varandra. Även sättet olika djur beter sig på<br />
kan förklara släktskap.<br />
Linnés sexualsystem där han ordnade växterna i 24<br />
olika grupper utifrån hur deras könsorgan med ståndare<br />
och pistill såg ut.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Organismernas släktskap<br />
27
1. LIV I UTVECKLING<br />
28<br />
Fosterutveckling hos<br />
några ryggradsdjur.<br />
Det är inte svårt<br />
att se att de tidiga<br />
stadierna har flest<br />
likheter.<br />
Människan, valen och falddermusen är<br />
alla däggdjur. Släktskapet syns i deras<br />
skelettben. Motsvarande ben har bara<br />
anpassats till olika miljöer.<br />
Höna eller människa?<br />
Något som också varit till stöd för forskningen om hur organismer<br />
är släkt är hur fosterutvecklingen går till. Redan på 1800-talet såg man<br />
att det var stora likheter mellan tidiga foster från olika ryggradsdjur.<br />
Fostren från en höna, kanin, gris och människa är svåra att skilja åt. Att<br />
alla ryggradsdjur under utvecklingen, från foster tills vi föds, genomgår<br />
ungefär samma stadier anses som ett starkt bevis för att vi alla har ett<br />
gemensamt ursprung.<br />
Fisk Höna Gris Kanin Människa<br />
anpassning till miljön<br />
Djur kan också se väldigt olika ut till sitt yttre men ändå ha inre likheter<br />
som tyder på släktskap. De yttre skillnaderna mellan djuren visar hur<br />
organismerna anpassats till olika miljöer.<br />
Vi kan till exempel jämföra händerna hos olika däggdjur. Släktskapet<br />
mellan en val, människa och fladdermus syns tydligt om vi tittar på de<br />
skelettdelar som finns i fenor, händer och vingar. Det är i stort sett<br />
samma skelettdelar, men de har utvecklats olika när de anpassats till de<br />
olika miljöer djuren lever i – land, vatten eller luft.<br />
Val Människa Fladdermus
ehovet styr utseendet<br />
Ibland kan två arter som inte alls är släkt ändå likna varandra till<br />
det yttre. Den yttre likheten beror då på en anpassning till en<br />
liknande livsmiljö. En val liknar till exempel på många sätt en<br />
fisk. Den har fiskens form och lever i vattnet. Trots likheterna<br />
är valen ingen fisk. Den är ett däggdjur precis som vi och föder<br />
ungar som diar.<br />
Om vi studerar skelettet från en val kan vi inne i kroppen<br />
se resterna av bakbenen som har tillbakabildats. De syns inte<br />
längre utanpå. Frambenen har omvandlats till fenor. Valen är<br />
ett exempel på hur djur som levt på land senare har återvänt till<br />
vattnet och där anpassat sig till den nya miljön. Anpassningen<br />
har gett den många yttre likheter med en fisk.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Fladdermusen och trollsländan<br />
är inte alls släkt och deras<br />
vingar har helt olika ursprung.<br />
Fladdermusens vingar är arm-<br />
och handskelett som anpassats<br />
för att flyga. Insektens vingar<br />
har inga skelettdelar. Troligen<br />
var de istället gälar som fått en<br />
ny funktion under evolutionen.<br />
29
1. LIV I UTVECKLING<br />
30<br />
Växter<br />
Svampar<br />
Djur<br />
Lavar<br />
Eukaryoter<br />
Alger<br />
Bakterier Arkeér<br />
Bildtext<br />
indelning i domäner<br />
I takt med alla nya upptäckter har forskarna delat in organismerna på<br />
nya sätt. Idag delas allt liv in i tre stora grupper som kallas domäner.<br />
Varje domän är sedan indelade i mindre grupper och slutligen i familjer,<br />
släkten och arter.<br />
Den första stora gruppen kallas eubakterier och är det vi vanligtvis<br />
kallar bakterier, och som ibland kan göra oss sjuka. Den andra gruppen<br />
är ganska lika bakterier och kallas arkéer. De lever i extrema miljöer där<br />
det är väldigt varmt, syrefattigt, surt eller salt. Båda de här grupperna<br />
saknar cellkärna. Arkéerna liknar de första bakterierna som gav upphov<br />
till allt liv på jorden.<br />
Till den sista gruppen – de eukaryota organismerna – hör alla varelser<br />
som har en cellkärna – som svampar, olika gröna organismer och<br />
djur. Till den gruppen hör även vi.<br />
Forskarna gör ständigt nya upptäckter<br />
som förändrar vår bild av hur<br />
livet utvecklats och hur olika organismer<br />
är släkt med varandra.<br />
Därför kommer indelningen av<br />
organismerna med all säkerhet<br />
att förändras även i framtiden.<br />
tEsta diG sJÄLV 1.4<br />
FÖRKlaRa BEGREPPEN<br />
• släktträd • fosterutveckling • domäner • eukaryota<br />
1. Vad stöder man sig på när man placerar in olika organismer i släktträd?<br />
2. På vilket sätt kan studier av olika djurs fosterutveckling förklara deras utveckling och<br />
släktskap?<br />
3. Hur kan vi visa att en val och en människa är däggdjur och släkt trots att de ser så olika ut?<br />
4. Varför har en val och en fisk stora likheter trots att de inte alls är släkt med varandra?<br />
5. Berätta om hur forskarna idag delar in alla organismer i tre grupper.<br />
6. Vi hör till de eukaryota organismerna. Vad är typiskt för dem?<br />
7. Varför tror man att släktträden kommer att behöva ritas om i framtiden?
1.5 Vetenskap och<br />
ovetenskap<br />
Varifrån kommer vi? Vart är vi på väg? Människan har alltid sökt svar<br />
på de stora livsfrågorna. Några hittar svaren i sin religion, medan<br />
andra söker vetenskapliga förklaringar. Men vad skiljer egentligen<br />
vetenskap från ovetenskap – vad kan vi lita på? Det är viktigt att<br />
kritiskt granska de källor man söker kunskap ifrån.<br />
Ett naturvetenskapligt synsätt<br />
Den naturvetenskapliga bilden av livets ursprung skiljer sig<br />
från religiösa skapelseberättelser på flera sätt. Den vetenskapliga<br />
bilden förändras i takt med att vi lär oss mer. Den<br />
bygger inte på eviga sanningar, utan nya upptäckter kan leda<br />
till att gamla sanningar måste omvärderas. Tidigare förklaringsmodeller<br />
och teorier måste då överges och nya skapas. När<br />
vi exempelvis förstod hur fossil förklarade utvecklingen fick<br />
vi överge den religiösa förklaringsmodellen till hur liv uppstått<br />
och utvecklats.<br />
Ett naturvetenskapligt arbetssätt<br />
När vi studerar naturvetenskapliga ämnen använder vi oss av<br />
ett naturvetenskapligt arbetssätt. Det betyder att vi utgår från<br />
våra erfarenheter och gör en så bra gissning som möjligt om<br />
hur någonting är eller vad som ska hända. Det kallas för att<br />
göra en hypotes.<br />
Sedan testar vi vad som faktiskt händer genom att planera<br />
och göra en undersökning eller ett experiment. Resultatet värderas<br />
och vi drar slutsatser som avgör om hypotesen stämde.<br />
Om den inte stämde får man göra en ny hypotes och nya undersökningar.<br />
Det är viktigt att beskriva och dokumentera det<br />
vi gör så att andra kan göra om undersökningen för att kontrollera<br />
resultatet. Resultatet stämmer om undersökningen<br />
går att göra om flera gånger på samma sätt och ger samma<br />
resultat varje gång.<br />
Ett naturvetenskapligt<br />
arbetssätt.<br />
Egna erfarenheter<br />
Fråga eller problem<br />
Hypotes<br />
Planering<br />
Undersökning<br />
Dokumentation<br />
Resultat<br />
Slutsats<br />
Utvärdering<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Ny hypotes?<br />
Vetenskap och ovetenskap<br />
31
1. LIV I UTVECKLING<br />
32<br />
Att dokumentera<br />
sina studier<br />
genom att rita av<br />
eller fotografera<br />
är en bra<br />
naturvetenskaplig<br />
metod.<br />
biologiska hjälpmedel och ämnesområden<br />
Ibland behöver man olika hjälpmedel för att göra undersökningar och<br />
experiment i biologi. Det kan vara provrör, håvar, förstoringsglas, luppar,<br />
kikare eller mikroskop. Med ett vanligt skolmikroskop som förstorar<br />
20 gånger kan du se många spännande detaljer hos olika organismer.<br />
Kanske räkna ögon hos en spindel eller titta på fasettögon hos<br />
en fluga. Idag kan forskarna med olika typer av elektronmikroskop titta<br />
på detaljer som är flera miljoner gånger större än i verkligheten.<br />
Ibland räcker det att som Linné göra fältstudier och gå ut och studera<br />
djur och växter i deras miljö för att få svar på våra frågor. Då kan<br />
böcker med information om olika organismer vara bra att ha. En bok<br />
med olika djur kallas fauna, medan en flora är en bok med växter.<br />
biologiska ämnesområden<br />
Varför studerar man biologi? En anledning är att det är viktigt att alla<br />
i samhället förstår frågor som handlar om exempelvis hälsa, sjukvård<br />
och miljö. Det är viktig allmänbildning för att förstå vad doktorn säger,<br />
och för att kunna ta ställning – exempelvis i viktiga frågor som rör<br />
framtida klimatförändringar. Olika områden inom biologin erbjuder<br />
också många möjligheter till fritidssysselsättningar som höjer livskvalitén<br />
och ger bättre hälsa. Med biologisk kunskap kan vi bättre förstå<br />
oss själva och omvärlden.<br />
Biologi är tillsammans med kemi och fysik en del av naturvetenskapen<br />
och innehåller många olika områden som utvecklas snabbt. När du<br />
studerar biologi får du läsa om växter och djur och hur de utvecklats på<br />
jorden. Andra områden är hur vi människor brukar vår jord och försöker<br />
skapa en hållbar utveckling. Du får också läsa om hur din kropp<br />
fungerar och hur du sköter om den.
Zoologi handlar<br />
om djuren och<br />
hur de lever.<br />
Etologi är läran<br />
om djurens<br />
beteende.<br />
Evolutionen<br />
berättar om<br />
hur livet har<br />
utvecklats.<br />
Botanik är läran<br />
om växter.<br />
Ekologi handlar om<br />
samspelet mellan allt<br />
levande och miljön.<br />
myter och folktro<br />
Inom alla naturvetenskapliga områden finns<br />
många myter. Ibland lever osanningar kvar länge.<br />
Många tror att det är på ett visst sätt fast det inte<br />
är bevisat. Ja, till och med trots att vetenskapen för<br />
länge sedan visat att det är fel. Man brukar kalla<br />
sådana osanningar för myter och folktro.<br />
I alla tider har folk trott på allt från gudar,<br />
spåkvinnor, spöken, andar, vampyrer, sjöodjur till<br />
tomtar och troll. Man har på olika sätt försökt förstå<br />
och förklara händelser, ofta skrämmande saker<br />
som händer i tillvaron. Oftast har naturvetenskapen<br />
så småningom hittat naturliga förklaringar till<br />
det som sker. Ändå lever många myter kvar. Kanske<br />
är det så att vi har behov av att tro att verkligheten<br />
är lite mystisk, spännande och oförklarlig? Trots<br />
att det finns vetenskapliga förklaringar.<br />
Bioteknik är när vi<br />
använder mikroorganismer<br />
så att vi har nytta av dem.<br />
Förr trodde även många vuxna att<br />
tomtar och troll fannns på riktigt.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Medicin är läran om<br />
vår kropp, hälsa och<br />
sjukdomar.<br />
Genetik handlar om<br />
det biologiska arvet.<br />
Biokemin undersöker de<br />
kemiska ämnen som finns<br />
i levande varelser.<br />
33
1. LIV I UTVECKLING<br />
34<br />
Akupunktur är en metod som<br />
använts i tusentals år i Kina.<br />
Tunna nålar sticks in i huden och<br />
kan ge smärtlindring.<br />
mation kritiskt.<br />
Pseudovetenskap<br />
Förutom myter finns det även gott om så kallad pseudovetenskap där man<br />
avsiktligt försöker lura i folk saker som inte är vetenskapligt bevisade, eller<br />
rent av vetenskapligt motbevisade. Ett exempel är astrologi där man<br />
med hjälp av planeterna och stjärntecken gör horoskop som ska förutsäga<br />
vad som ska hända i framtiden. Ofta är de skrivna på ett så allmänt<br />
sätt att de beskriver händelser som kan passa in på de allra flesta.<br />
Allvarligare är det när folk blir lurade på pengar eller riskerar sin<br />
hälsa genom ovetenskapliga metoder, exempelvis inom viss alternativmedicin.<br />
Dit räknas metoder som kritsallterapi, homeopati och vissa former<br />
av zonterapi, samt vissa naturmediciner. Med dem försöker man bota<br />
sjukdomar på ett icke medicinskt och vetenskapligt bevisat sätt och i<br />
vissa fall olagligt. För att veta vilken kunskap vi kan lita på, och vilken<br />
som är pseudovetenskap, är det viktigt att skaffa sig kunskap om vad som<br />
verkligen är vetenskapligt bevisat och lagligt, samt att granska all infor-<br />
nya resultat väcker nya frågor<br />
Resultaten av en vetenskaplig undersökning<br />
gör ofta att det uppstår nya frågor som leder<br />
till nya undersökningar. På så sätt lär vi<br />
oss mer och mer och kunskapen utvecklas<br />
hela tiden. Förr trodde till exempel Linné<br />
och andra att svalorna, när de försvann på<br />
hösten, övervintrade i sjöbottnen. När forskarna<br />
började märka fåglar med numrerade<br />
ringar runt benen upptäckte man att<br />
svalorna flyt-tade söderut till varma länder.<br />
Tack vare sådana undersökningar vet vi idag
till vilka länder insektsätande fågelarter flyttar över<br />
vintern när maten här tar slut.<br />
Forskare har i alla tider velat sprida resultaten<br />
av sina undersökningar och diskutera dem med<br />
andra forskare. Förr var det inte så lätt som idag<br />
när information sprids snabbt via nätet. Det gör<br />
att det är mycket lättare att samarbeta med människor<br />
över hela världen och lära av varandras resultat.<br />
Idag är globalt samarbete en naturlig del av<br />
forskningen. Resultaten publiceras i vetenskapliga<br />
tidskrifter och böcker. Många forskare reser också<br />
över hela världen för att utbilda sig, forska och ta<br />
del av andras upptäckter. När Nobelprisen delas ut är det ofta forskare<br />
från olika delar av världen som får dela på priserna.<br />
Forskningen gör hela tiden nya framsteg. Bakterier och andra organismer<br />
används för att exempelvis framställa nya mediciner. Många<br />
sjukdomar är idag utrotade. Nu väntar vi på vaccin mot exempelvis<br />
aids, och på resultat av den nya stamcellsforskningen med vars hjälp<br />
man hoppas kunna ersätta skadade delar i människans kropp. Och nya<br />
spännande fossilfynd, tillsammmans med studier av DNA, lär göra att<br />
vår bild av hur utvecklingen gått till blir allt tydligare.<br />
tEsta diG sJÄLV 1.5<br />
FÖRKlaRa BEGREPPEN<br />
• hypotes • fauna • flora • zoologi • botanik • bioteknik<br />
• myter • pseudovetenskap<br />
1. Vad skiljer ett naturvetenskapligt arbetssätt från ovetenskapliga arbetssätt?<br />
2. Beskriv hur ett naturvetenskapligt arbetssätt kan gå till.<br />
3. Ge exempel på hjälpmedel som kan behövas när man gör en naturvetenskaplig undersökning.<br />
4. Beskriv tre biologiska ämnesområden.<br />
5. Berätta om någon myt du hört talas om.<br />
6. Ge exempel på pseudovetenskap där man medvetet påstår saker som inte är vetenskapligt<br />
bevisade och hur det kan påverka människor.<br />
7. På vilka sätt är det bra för forskningen att man sprider sina resultat till andra forskare i världen?<br />
8. Vad tror du att forskarna kommer att göra för framsteg i framtiden?<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Forskare i arbete på ett<br />
forskningslaboratorium.<br />
35
1. LIV I UTVECKLING<br />
36<br />
pERSpEktIV<br />
tRo ELLER VEtANDE?<br />
Myter och vidskepelse<br />
Människor har i alla tider försökt hitta förklaringar till<br />
olika saker i tillvaron. Ibland har man hittat svar genom<br />
vetenskapliga undersökningar, men ibland har det inte<br />
varit så lätt att bevisa hur det verkligen är, eller inte är.<br />
Ovetenskapliga förklaringar och trosföreställningar<br />
brukar kallas vidskepelse eller pseudovetenskap. Människor<br />
har till exempel i alla tider trott på olika sorters myter.<br />
• I en undersökning visade det sig att var femte person i Sverige<br />
trodde på spöken eller gengångare, döda människor som går igen.<br />
Har du hört talas om någon som upplevt något sånt? Vad tror du,<br />
finns det spöken?<br />
• I många religioner tror man på reinkarnation, att man återföds efter<br />
döden. Om man inte sköter sig på jorden kanske man återföds som<br />
ett helt annat djur. Den som varit lat kanske föds som en mask, en<br />
latmask. Känner du till några religioner där man tror på reinkarnation?<br />
Vad tror du?<br />
• I Bibeln står det att Gud skapade jorden och allt liv på 6 dagar. Så<br />
trodde de flesta i nästan 2 000 år. Idag kallas de som fortfarande<br />
tror bokstavligt på Bibeln eller Koranen för kreationister. De förkastar<br />
den vetenskapliga förklaringen till evolutionen som säger att<br />
livet utvecklats under miljarder år från enkla till mer komplicerade<br />
former. Hur tror du själv att vi har utvecklats?
Skrock och pseudovetenskap<br />
I en del tidningar finns horoskop som talar om vad som<br />
ska hända den närmaste framtiden beroende på vilket<br />
stjärntecken man är född i. Horoskopen utgår från astrologin,<br />
en seglivad pseudovetenskap, som helt ovetenskapligt<br />
siar om framtiden. Det finns även spåkvinnor som<br />
spår vad som ska hända i framtiden. Kanske om man ska<br />
träffa någon eller hur ens liv ska bli.<br />
Att tro på skrock innebär att man tror att det ska hända<br />
olika, ofta farliga saker om man gör på vissa sätt eller<br />
om vissa saker händer. Då tror man exempelvis att nycklar<br />
på bordet betyder olycka, och om en spegel går sönder<br />
kan man drabbas av sju års olycka.<br />
• Känner du till fler saker som är skrock? Känner du någon<br />
som tror på skrock?<br />
• Vilka risker kan det finnas med att tro att man kan veta vad<br />
som ska hända i framtiden?<br />
• Idag är det inte många som tror på häxor. Men på 1600-talet<br />
beskylldes vissa kvinnor för att vara häxor och brändes<br />
på bål. Ibland var det deras barn som pekat ut dem som<br />
häxor. Skulle nåt liknande kunna hända idag tror du?<br />
• Då och då kommer rapporter om människor som sett sjöodjur<br />
eller UFO:s. Ibland har de också foton som de anser är<br />
bevis. Tror du att dessa håller för ett vetenskapligt test?<br />
Man tror ju att det finns liv på många andra planeter i universum,<br />
så varför tror forskarna att de inte kan ta sig hit?<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
37
1. LIV I UTVECKLING<br />
38<br />
1.1<br />
1.2<br />
SAmmANfAttNINg<br />
från enkelt till komplicerat liv<br />
• Biologi betyder läran om livet.<br />
• Typiskt för allt liv är att det kan föröka sig, växer, andas, och behöver energi..De flesta<br />
kan också röra sig.<br />
• Levande varelser kallas organismer. Vi människor räknas till djuren.<br />
• Universum blev till i ”Den Stora Smällen” för knappt 14 miljarder år sedan.<br />
• Vår närmaste stjärna solen och vår planet jorden är ungefär 4,6 miljarder år gamla.<br />
• Den unga jorden var en het, smält massa. När den svalnat bildades hav. Ämnen<br />
i jordens uratmosfär och haven kunde med tiden bilda livets enklaste byggstenar .<br />
• Livet började i havet eller i berggrunden för flera tusen miljoner år sedan. Idag finns<br />
det troligen mer än 10 miljoner olika arter.<br />
• Uppkomsten av DNA som kan göra kopior av sig själv var en av förutsättningarna för liv.<br />
• Liv på jorden är möjligt bland annat för att det finns vatten och är lagom temperatur här..<br />
• De första spåren av liv på jorden är över 3,5 miljarder år gamla. Det första livet var<br />
mycket enkla celler.<br />
• Blågröna bakterier utvecklade fotosyntesen och fyllde sakta hav och atmosfär med syre.<br />
• Med hjälp av syret kunde celler lättare utvinna energi ur maten genom förbränning.<br />
• Syret byggde även upp atmosfärens skyddande ozonskikt.<br />
• Encelliga organismer som bildade kolonier är föregångare till dagens flercelliga växter<br />
och djur.<br />
forskning gav ny syn på livet<br />
• Livet har utvecklats från encelliga organismer till celler som slagit sig samman och<br />
bildat flercelliga organismer.<br />
• Upptäckten av mikroskopet gjorde att man upptäckte en helt ny värld.<br />
• Alla organismer är uppbyggda av små celler. Växtceller har till skillnad från djurceller en<br />
hård cellvägg, cellsaftrum och grönt klorofyll.<br />
• Biologen Linné namngav många växter och djur på 1700-talet.<br />
• Organismerna delas in i familjer, släkten och arter. Första delen i det latinska artnamnet<br />
talar om till vilket släkte arten hör.<br />
• För att tillhöra samma art måste individerna kunna få barn och barnbarn med varandra.<br />
• Blandningar mellan olika arter kallas bastarder eller hybrider.<br />
• Fossil är spår av döda växter och djur. Fynd av fossil i berglager från olika tidsåldrar visar<br />
hur livet har utvecklats under årmiljonerna.<br />
I korallreven är den<br />
biologiska mångfalden stor.<br />
Jorden var från början<br />
ett glödande klot.<br />
Blågröna bakterier fyllde<br />
hav och land med syre. .<br />
Med enkla mikroskop<br />
upptäcktes celler och<br />
bakterier.<br />
Trilobiter är vanliga<br />
fossil.
1.3<br />
1.4<br />
1.5<br />
Evolutionens drivkrafter<br />
• Under 1800-talet presenterade Charles Darwin tanken att evolutionen sker genom<br />
ett naturligt urval.<br />
• Utveckling genom naturligt urval bygger på att organismer får många ungar med<br />
olika egenskaper.<br />
• Alla kan inte överleva och fortplanta sig. De som är bäst anpassade till sin miljö klarar<br />
sig och kan föra sina arvsanlag vidare.<br />
• Helt nya egenskaper kan uppstå genom förändringar i arvsanlagen, så kallade mutationer.<br />
• När förändringarna blivit så stora att djur som tidigare tillhört samma art inte längre kan<br />
få ungar med varandra har en ny art uppstått.<br />
• Sexuell förökning ger stor variation hos ungarna.<br />
organismernas släktskap<br />
• Livets utveckling och anpassning till nya miljöer har under tidens gång lett till en stor<br />
biologisk mångfald.<br />
• Kunskapen om hur livet har utvecklats gör att vi kan rita släktträd över växter och djur.<br />
• Släktskapet mellan organismer kan spåras genom yttre likheter eller genom likheter i DNA.<br />
• Ibland kan yttre likheter visa på anpassning till en likartad miljö. Arter som ser lika ut behöver<br />
alltså inte vara släkt.<br />
• Organismer kan delas in i tre stora grupper, domäner: eubakterier, arkéer och eukaryoter.<br />
• Eukaryoter har cellkärna. Hit räknas både växterna och djuren.<br />
• Med ett släktträd kan man visa hur alla organismer utvecklats från enkla bakterier.<br />
Vetenskap och ovetenskap<br />
• När man studerar naturvetenskap använder man ett undersökande arbetssätt. En hypotes är<br />
en väl genomtänkt gissning om hur någonting är eller vad som ska hända vid ett experiment.<br />
• Ett naturvetenskapligt experiment ska gå att göra om flera gånger med samma resultat.<br />
• En naturvetenskaplig undersökning ska dokumneteras noga så den går att göra om av andra<br />
forskare.<br />
• Botanik är läran om växter. Zoologi är läran om djur.<br />
• En flora är en bestämningsbok för växter. En fauna är en bestämningsbok för djur.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
Charles Darwin som ung.<br />
Biologisk mångfald<br />
på en äng.<br />
Sländan flyger med<br />
ombildade gälar.<br />
Att dokumentera<br />
med foton är bra.<br />
Vetenskap eller<br />
pseudovetenskap?<br />
39
1. LIV I UTVECKLING<br />
40<br />
fINALEN<br />
a: Livet har troligen<br />
utvecklats från enkla<br />
celler som liknade<br />
bakterier.<br />
• Bioteknik är när människan får nytta av olika små<br />
organismer.<br />
• En hållbar utveckling innebär att livet på jorden kan<br />
fortsätta.<br />
1 Koppla samman begreppen till vänster med rätt beskrivning.<br />
1 Flora A Grönt färgämne i bland annat växter<br />
2 Klorofyll B De stora grupper allt liv delas in i idag<br />
3 Domäner D Förstenade växter eller djur<br />
4 Bioteknik E Berättar om hur livet utvecklats på jorden<br />
5 Fossil C Läran om allt levande<br />
6 Biologi G När människan utnyttjar små organismer<br />
7 Evolution H Bok med olika växter<br />
2 Några ungdomar diskuterar livets uppkomst. Vilka har fel? Motivera varför.<br />
C: Att vissa molekyler<br />
hade förmåga att<br />
kopiera sig själva var en<br />
förutsättning för livet.<br />
B: Liv på jorden<br />
skulle vara<br />
möjligt även<br />
utan solen.<br />
3 Fältharen, Lepus capensis och skogsharen, Lepus timidus ser väldigt olika<br />
ut men är ändå släkt. Under evolutionen har de anpassats till olika klimat<br />
och bland annat fått olika päls. Vilket alternativ stämmer inte?<br />
A Skogsharar lever i norra Sverige.<br />
B Skogsharar blir vita på vintern för att inte synas mot snön.<br />
C Alla gamla harar får vit päls.<br />
D Fältharar lever i södra Sverige och är bruna året runt.<br />
4 Vilket påstående om en naturvetenskaplig undersökning är fel?<br />
A En hypotes är en genomtänkt gissning om hur något är.<br />
B En hypotes kan testas med ett experiment eller en undersökning.<br />
C En hypotes görs efter det att man gjort en undersökning.<br />
D: Det första livet var<br />
beroende av det syre<br />
som fanns i haven.
5 a) Vilka var de första organismerna som kunde tillverka syre?<br />
b) Vilken betydelse fick det för livets fortsatta utveckling på jorden?<br />
6 a) Vilket påstående är rätt?<br />
a: Djur som kan få barn<br />
med varandra tillhör<br />
samma art.<br />
B: Alla organismer som<br />
kan få barnbarn med<br />
varandra tillhör samma art.<br />
b) Förklara varför mulåsnor inte kan få ungar.<br />
7 a) Forskarnas växande kunskap om fossil ledde till viktiga<br />
naturvetenskapliga upptäckter. Förklara vilken betydelse fossilen haft<br />
för förståelsen av livets utveckling.<br />
b) Vilka förklaringar hade man till de första fossilen som man hittade på<br />
1600-talet?<br />
8 Vilka av följande påståenden är riktiga? Motivera varför de övriga är fel<br />
A Det naturliga urvalet är grunden för all utveckling.<br />
B De starkaste individerna klarar sig bäst.<br />
C De individer med egenskaper som är bäst anpassade till miljön de<br />
lever i klarar sig bäst.<br />
D Det naturliga urvalet har lett till en stor biologisk mångfald på jorden.<br />
E De individer som lever i grupp överlever bäst.<br />
9 a) Förklara hur människor, fladdermöss och valar, som alla är däggdjur och<br />
ganska nära släkt, kan se så olika ut.<br />
b) Vad motsvarar benen i fladdermusvingen hos oss?<br />
10 a) Vid en fältundersökning ville man ta reda på vilka växter som fanns<br />
i en skog. Vilken undersökning är bäst naturvetenskapligt utförd?<br />
Motivera ditt svar.<br />
A Tio växter samlas in från hela området.<br />
B Hundra växter samlas in och fotograferas.<br />
C Man återkommer vid flera tillfällen och artbestämmer hundra växter<br />
från olika platser i skogen.<br />
D Hundra växter samlas in från en ruta på fem gånger fem meter.<br />
b) Kan du ge förslag på hur undersökningen kan förbättras?<br />
C: Bara djur som kan para<br />
sig med varandra tillhör<br />
samma art.<br />
1. LIV I UTVECKLING<br />
41
vargar är skygga och behöver stora<br />
områden att röra sig över. Kommer de för<br />
nära oss kan de upplevas som problem.<br />
vad tycker du om vargdebatten?<br />
3.<br />
djurens liv<br />
en myllrande mångfald<br />
Djur finns överallt. I havens djup, i luften, i regnskogen på andra sidan<br />
jorden och på marken utanför skolan – överallt myllrar det av liv. En del<br />
djur är stora, medan andra är pyttesmå och svåra att få syn på. När du<br />
tar ett enda steg i naturen kliver du på ungefär hundra tusen småkryp.<br />
Den biologiska mångfalden är enorm.
vi har hittat många spår från de<br />
förmänniskor som utvecklades till morderna<br />
människor. vad är det för spår tror du?<br />
Här får du att lära dig<br />
• hur massutdöenden gav upphov till nya<br />
livsformer, bland annat däggdjuren<br />
• förstå hur djuren utvecklats från enkla till<br />
mer komplicerade former, och från vattenliv<br />
till landliv<br />
• fundera över vad olika beteenden hos<br />
djur har för betydelse<br />
• beskriva människans utveckling utifrån<br />
biologiska teorier<br />
• göra evolutionära jämförelser mellan<br />
människan och andra organismer<br />
• förstå och delta i aktuella biologiska<br />
samhälls diskussioner, exempelvis kring jakt<br />
inneHåll<br />
3.1 världens alla djur<br />
3.2 ryggradslösa djur - mest i vatten<br />
3.3 Maskar - parasiter och jordbrukare<br />
3.4 leddjur har böjligt hudskelett<br />
3.5 Fiskar, groddjur och kräldjur<br />
3.6 Fåglar – från ödlor till ”flygmaskiner”<br />
3.7 däggdjur – vi och våra släktingar<br />
PersPeKtiv vargdebatt<br />
3.8 Människans utveckling<br />
i dag vet forskarna ganska bra vart<br />
olika fågelarter flyttar på vintern.<br />
Hur tror du de har fått reda på det?<br />
87
3. djurens liv<br />
Världens alla djur<br />
88<br />
i dag kan vi med hjälp av<br />
undervattensrobotar utforska<br />
havens djup och hitta nya arter.<br />
det här spännande kräftdjuret<br />
lever djupt nere i havet.<br />
3.1 världens alla djur<br />
eftersom vi stöter på djur nästan överallt på land, i hav och i luften<br />
kan man undra vad vi och de andra djuren behövt utveckla för att<br />
kunna överleva på så många olika platser. vilka nya krav möter djur<br />
när de vistas i nya miljöer? vilka skillnader är det på djur i vatten<br />
jämfört med djur på land? Behöver djur kunna andra saker än växter?<br />
De flesta djurarter är ännu oupptäckta<br />
För över 200 år sedan började forskare som Linné namnge och gruppera<br />
världens djur. Idag känner vi till och har gett vetenskapliga namn<br />
på över en miljon djurarter. Enligt många forskare är det ändå bara en<br />
bråkdel av alla djurarter som faktiskt finns. Men många är fortfarande<br />
oupptäckta. De flesta av dem är ryggradslösa djur.<br />
Många av de oupptäckta djuren finns på svåråtkomliga platser som<br />
regnskogar, urskogar eller djupt nere i havet. Idag kan vi mycket enklare<br />
ta oss till sådana platser, till skillnad från äldre tiders forskare som<br />
fick göra långa, äventyrliga resor till fots, med häst och vagn eller med<br />
segelfartyg.
Urdjur<br />
Svampdjur<br />
Nässeldjur<br />
Flercellighet<br />
Plattmaskar<br />
Maghåla<br />
Encelliga, enkla djur<br />
som liknade urdjuren<br />
Ryggradslösa djur Ryggradsdjur<br />
Rundmaskar<br />
Spindeldjur<br />
Tarm<br />
Fram- och bakände<br />
Kräftdjur<br />
Leddjur<br />
Insekter<br />
Mun<br />
Mångfotingar<br />
Yttre<br />
skelett<br />
Ryggrad<br />
Inre skelett<br />
Med eller utan ryggrad<br />
Forskare som studerar djur kallas zoologer. De har delat in djuren i<br />
olika grupper beroende på hur de är byggda och hur de är släkt med<br />
varandra. Med modern DNA-teknik kan man idag också jämföra olika<br />
djurs arvsanlag för att se hur de är släkt med varandra.<br />
Djur kan ha ryggrad eller vara ryggradslösa. Bland ryggradsdjuren<br />
hittar vi fiskar, groddjur, kräldjur, fåglar och däggdjur. Men ungefär<br />
95 % av alla djur är ryggradslösa och saknar ryggrad. Allra flest är den<br />
grupp ryggsradslösa djur som kallas leddjur. Hit räknas insekter, kräftdjur,<br />
spindeldjur och mångfotingar. Andra ryggradslösa djurgrupper<br />
är svampdjur, nässeldjur, blötdjur, tagghudingar och maskar. I släktträdet<br />
här ovanför kan du se de olika djurgrupperna och hur man tror<br />
att de utvecklats.<br />
De tidiga djuren var ryggradslösa<br />
De första djuren utvecklades för över 1 000 miljoner år sedan från organismer<br />
som liknade encellig urdjur. Med tiden blev djuren flercelliga<br />
och allt mer komplicerat byggda, och fick många olika former. Redan<br />
för knappt 540 miljoner år sedan hade många organismer hunnit utvecklas.<br />
I berglager från den tiden dyker en mängd fossil upp. Havet<br />
tycks ha varit fullt av ryggradslösa djur som svampdjur och olika leddjur<br />
med hårda skal. En del åt växter, men det fanns även stora rovdjur.<br />
Under årmiljonerna fortsatte livet i haven att utvecklas. Efter<br />
hand dök de första ryggradsdjuren upp i form av käklösa fiskar. Senare<br />
utvecklades käkar och tänder som gjorde fiskarna till effektiva jägare.<br />
Blötdjur<br />
Ringmaskar<br />
Tagghudingar<br />
Fiskar<br />
Groddjur<br />
Kräldjur<br />
Fåglar<br />
Däggdjur<br />
3. djurens liv<br />
stamträd över hur några olika<br />
djurgrupper tros ha utvecklats.<br />
de som utvecklades först finns<br />
längst ner i trädet.<br />
i gamla stentrappor ser man<br />
ofta fossil av utdöda bläckfiskar<br />
med hårda skal, ortoceratiter.<br />
89
3. djurens liv<br />
Havssköldpaddan gräver ner sina<br />
ägg i den varma, fuktiga sanden.<br />
90<br />
Från vatten till landliv<br />
Det var ett stort steg för djuren att börja leva på land. Bland de första<br />
var snäckor och leddjur, som insekter och skorpioner. Leddjuren<br />
skyddades från att torka ut i luften av sitt hudskelett. De har sedan<br />
dess varit väldigt framgångsrika och är idag den art- och individrikaste<br />
djurgruppen.<br />
Även ryggradsdjuren började med tiden inta land. Först upp var<br />
fiskar som utvecklat enkla lungor. De hade fenor som förlängts och<br />
fungerade som ben. Med dem kunde de kravla mellan vattenpölarna.<br />
Än i dag finns liknande lungfiskar som kan överleva på land nedgrävda<br />
i fuktig lera om det blir torrt.<br />
Från sådana fiskar utvecklades för ungefär 400 miljoner år sedan<br />
de första groddjuren. De hade kraftigare skelett och riktiga ben att gå<br />
med som orkade bära upp kroppen på land. Men trots att de var bättre<br />
anpassade till ett liv på land, måste de fortfarande återvända till vattnet<br />
för att föröka sig. Liksom fiskar och groddjur idag hade de en yttre<br />
befruktning där ägg och spermier möttes i vattnet. På land skulle både<br />
spermier och ägg ha torkat ut.<br />
Från groddjuren utvecklades för över 200 miljoner år sedan kräldjuren.<br />
Till skillnad från groddjuren var de inte beroende av vatten<br />
för sin förökning. Äggen befruktades istället inne i honans kropp. Det<br />
kallas inre befruktning. De hade också äggskal som skyddade mot uttorkning.<br />
På så sätt har kräldjur, och senare även fåglar, kunnat spridas<br />
till torra områden långt från vatten. Kanske har du sett hur havssköldpaddor<br />
gräver ner sina mjuka ägg på en sandstrand? Snokar lägger<br />
istället gärna sina mjuka ägg i en varm gödselhög.
Från växelvarma till jämnvarma djur<br />
I havet är temperaturen ganska jämn. På land varierar<br />
den mycket mer. Hos de tidiga landdjuren följde<br />
kroppstemperaturen omgivningens temperatur. De<br />
fick helt enkelt söka upp platser med lagom temperatur.<br />
Sådana djur kallas växelvarma. Landlevande djur<br />
som leddjur, groddjur och kräldjur är fortfarande växelvarma,<br />
precis som de första landdjuren.<br />
Fåglar och däggdjur utvecklade däremot en<br />
förmåga att själva ändra sin temperatur. Djur som kan<br />
hålla en jämn kroppstemperatur året runt, oberoende<br />
av omgivningens temperatur, kallas jämnvarma.<br />
Dinosaurier och fåglar<br />
Dinosaurierna utvecklades från kräldjuren och fick sitt<br />
stora genombrott för ungefär 210 miljoner år sedan.<br />
Många dinosaurier var växtätare som drog nytta av<br />
den frodiga växtligheten i ormbunksskogarna som<br />
då fanns på land. Senare började de första urfåglarna<br />
flyga. Fossil visar att de var nära släkt med dinosaurierna.<br />
Alla fåglar har alltså utvecklats från små dinosaurier.<br />
För ungefär 65 miljoner år sedan försvann alla<br />
dinosaurier på ganska kort tid. De flesta forskare anser<br />
att det var en jättemeteorit som slog ner på jorden<br />
och orsakade väldiga flodvågor och eldstormar. Stora<br />
mängder stoft revs också upp och hindrade under<br />
lång tid solljuset att nå marken. När växterna dog av<br />
ljusbrist kan det ha utlöst en svältkatastrof.<br />
Fossil av urfågeln Archaeopteryx som<br />
levde för 150 miljoner år sedan och<br />
utvecklades från dinosaurierna. Fjällen blev<br />
fjädrar och den hade klor på vingarna.<br />
Ödlor är växelvarma precis<br />
som de första landdjuren.<br />
3. djurens liv<br />
91
3. djurens liv<br />
92<br />
Forskarna tror att<br />
dinosaurierna dog ut<br />
på grund av meteoritnedslag<br />
eller enorma<br />
vulkanutbrott som<br />
förändrade jordens<br />
klimat.<br />
tyrannosaurus rex var<br />
ett fruktat rovdjur bland<br />
dinosaurierna.<br />
Massutdöenden gav plats för nya livsformer<br />
Livets historia är historien om flera massutdöenden. Man vet till exempel<br />
att det varit flera mer eller mindre omfattande istider. En riktigt<br />
stor nedisning med över en kilometer tjock is inträffade för cirka 700<br />
miljoner år sedan. Jorden såg ut som en stor snöboll. Det enkla liv<br />
som då hunnit utvecklas fick klara sig i små vattensamlingar med solljus,<br />
kanske i närheten av vulkaner. När isen slutligen drog sig tillbaka<br />
utvecklades organismerna snabbt och mer komplicerat liv utvecklades.<br />
Vid minst fem tillfällen de senaste 500 miljoner åren har en stor<br />
andel av jordens arter utrotats. För 250 miljoner år sedan försvann<br />
till exempel nästan alla havslevande djur och även många djur på land.<br />
Orsaken kan ha varit ett meteoritnedslag eller enorma vulkanutbrott<br />
som förändrade jordens klimat och havsströmmar. Dinosauriernas<br />
försvinnande är ett annat exempel på massutdöende. Forskare beräknar<br />
att så mycket som 97 % av alla djurarter som levt tidigare inte finns<br />
längre.<br />
Efter varje massutdöende har det skett en enorm utveckling av nya<br />
livsformer. Nya miljöer har skapats där nya arter kunnat utvecklas.<br />
Inom evolutionsbiologin har forskarna kunnat konstatera att det ofta<br />
är så. Man tror att det var på så sätt de små dinosaurielika kräldjuren<br />
som gav upphov till dagens däggdjur fick en chans att utvecklas när de<br />
stora jätteödlorna dog ut för 65 miljoner år sedan.
Däggdjurens genombrott<br />
De första däggdjuren utvecklades från kräldjuren för mer än 200 miljoner<br />
år sedan. De var små näbbmusliknande insektsätare som levde i<br />
träd och var aktiva på natten. Till att börja med kunde däggdjuren inte<br />
konkurrera med dinosaurierna om plats och mat. Men när dinosaurierna<br />
dog ut skapades nya livsrum för de små däggdjuren. Nu anpassades<br />
de till en rad olika miljöer på land och i havet. De var jämnvarma<br />
och kunde behålla sin kroppstemperatur oberoende av omgivningen.<br />
Det gav möjligheter att överleva i de flesta miljöer.<br />
TesTa Dig själv 3.1<br />
förklara begreppen<br />
• zoolog • yttre befruktning • inre befruktning<br />
• växelvarm • jämnvarm • massutdöenden<br />
de tidiga däggdjuren var<br />
små och näbbmuslika.<br />
Först när dinosaurierna<br />
dog ut fick de en chans<br />
att börja utvecklas till den<br />
mångfald vi ser idag.<br />
1. djuren delas in i två stora grupper. vilka?<br />
2. Berätta om de första fiskarna på land.<br />
3. På vilka sätt har djuren anpassat sin fortplantning till ett liv på land?<br />
4. vad tror forskarna orsakade dinosauriernas död?<br />
5. varför tror forskarna att det utvecklats så många nya arter efter massutdöenden?<br />
6. Berätta om de första däggdjuren på jorden.<br />
3. djurens liv<br />
93
SPEKTRUM <strong>BIOLOGI</strong> ingår i en serie naturvetenskapliga böcker för<br />
grundskolans årskurs 7-9. I serien finns även Spektrum Fysik och<br />
Spektrum Kemi. I den här fjärde upplagan hittar du:<br />
• Centralt innehåll i linje med Lgr 11<br />
• Kapitelingresser som lyfter fram kursplanens förmågor<br />
• Målbeskrivningar<br />
• Perspektiv som uppmuntrar till värdering och ställningstagande<br />
• Testa dig själv-frågor med begreppsträning<br />
• Faktarutor med olika teman<br />
• Sammanfattningar till varje kapitel<br />
• Finaler ger träning inför ämnesproven<br />
I varje ämne finns en Grundbok, en Lightbok och en lärarhandledning.<br />
Ligthboken är parallell med grundboken och kan användas av elever som vill ha<br />
en lättare kurs med mindre textmängd. Böckerna finns även som Onlineböcker.<br />
Best.nr 47-08594-1<br />
Tryck.nr 47-08594-1