Evoluution Aikajana by Eetu Nevalainen

Maan synty (n. 4,6 mrd v. sitten)

eetnev11 — 2024-03-08 10:05:12 UTC

Noin 15 miljardia vuotta sitten tapahtui alkuräjähdys, joka sai puristautuneen maailmankaikkeuden leviämään ja viilenemään. Alkuaineita alkoi syntymään ja kosminen evoluutio alkoi. Syntyneet tähdet alkoivat räjähtelemään ja levittämään alkuaineita ympäriinsä, joista koko aurinkokuntamme kehittyi n. 4,6 mrd vuotta sitten.

Kemiallinen evoluutio

eetnev11 — 2024-03-08 10:05:28 UTC

Maapallo oli aluksi erittäin kuuma planeetta. Jäähtyessä maapallon pinnalle syntyi kiinteä kivikuori ja ympärille kaasukehä. Jäähtyessä paljon vesihöyryä kiintyi vedeksi ja rankat sateet alkoivat ja lopulta peittivät suuret kivialtaat, joista tuli meriä. Kaasukehässä alkoi muodostua orgaanisia hiiliyhdisteitä, nukleotideja ja aminohappoja. Kehitys jatkui uusien yhdisteiden syntyessä ja nukleotideista syntyi nukleoonihappoja, jotka sisälsivät perimää ja pystyivät monistumaan.

Elämän synty ja ensimmäinen solu (n. 3,8 mrd v. sitten)

eetnev11 — 2024-03-15 09:56:05 UTC

Myöhemmin syntyneistä yhdisteistä kehittyi DNA ja RNA sekä aminohapoista syntyi proteiineja. Orgaaniset molekyylit alkoivat kiinnittymään toisiinsa ja muodostivat solukalvoa muistuttavia pisararakenteita. Tästä pisararakenteesta syntyivät alkusolut ja elämä syntyi.

Tumattomat eliöt

eetnev11 — 2024-03-15 10:09:55 UTC

Alkusolusta elämän kehitys haarautui bakteereiksi ja arkeoneiksi. Nämä eliöhaarat eivät joutuneet kilpailemaan keskenään ja suurin osa niistä sai energiansa ottamalla ympäristöstä valmiita orgaanisia yhdisteitä. Ensimmäiset tumattomat eliöt olivat siis kuluttajia. Osalle niistä kehittyi myöhemmin kyky kemosynteesiin eli kyky tuottaa tarvitsemansa energia itse yhteyttämällä. Kemosynteesiin kykynevät eliöt olivat tuottajia.

Fotosynteesi (n. 3 mrd v. sitten)

eetnev11 — 2024-03-15 10:19:02 UTC

Noin 3 miljardia vuotta sitten elämän kehityksessä tapahtui suuri harppaus, kun syanobakteereille kehittyi kyky fotosynteesiin. Fotosynteesissä auringon valoenergia sitoutuu glukoosimolekyyliin kemialliseksi energiaksi ja samalla epäorgaanisista vesi ja hiilidioksidi molekyyleistä syntyy orgaanisia glukoosimolekyylejä ja sivutuotteena vapautuu happea.

Otsonikerros (n. 2 mrd v. sitten)

eetnev11 — 2024-03-20 12:07:40 UTC

Aluksi fotosynteesissä syntyvä happi liukeni veteen, mutta vasta noin 2 miljardia vuotta sitten sitoutumatonta eli vapaata happea oli niin paljon, että sitä alkoi kertymään ilmakehään. Hapen kertyminen ilmakehään aiheutti myrkyllisten kaasujen kuten hiilimonoksidin ja ammoniakin häviämisen. Toinen seuraus hapen kertymisestä oli happimolekyyleistä muodostuva otsonikerros, joka suojaa ultraviolettisäteilyltä.

Tumalliset eliöt (n. 1,6-1,8 mrd v. sitten)

eetnev11 — 2024-03-20 12:12:33 UTC

Aluksi bakteerit ja arkeonit olivat ainoita eliöitä maapallolla, mutta noin 1,6-1,8 miljardia vuotta sitten kehittyi tumalliset solut. Tumallisten solujen arvollaan syntyneen endosymbioosissa. Suurempi kokoinen askardarkeoni nielaisi bakteerin, jolloin syntyi suurempi kokoinen solu. Solujen yhdistyessä DNA:n määrä kasvoi ja kromosomien ympärille syntyi suojaava tumakotelo. Arkeoneiden niellessä sulohengitykseen kykeneviä bakteereja syntyi mitokondrioita ja syanobakteereja niellessä syntyi taas viherhiukkasia. Tumalliset solut ovat rakenteeltaan tumattomia suurempia ja niillä on kalvorakenteisia soluelimiä, kuten solulimakalvosto. Kaikki monisoluiset eliöt ovat tumallisia.

Monisoluisuus (n. 700 milj v. sitten)

eetnev11 — 2024-03-23 14:11:45 UTC

UV-säteilyn määrän vähentyessä eliöt pystyivät siirtymään merien pintakerroksiin ja solut alkoivat sopeutumaan eri ravinnonhankintatapoihin. Erikoistuneet solut saattoivat kasaantua solurykelmiin, joissa niillä oli eri tehtäviä. Vasta paljon myöhemmin, kun solurykelmien soluista tuli riippuvaisia toisistaan oli kehittynyt alkeellinen monisoluinen eliö. Monisoluisilla eliöillä kesti kauan ennen kuin ne menestyivät kilpailussa yksisoluisia vastaan.

Suvullinen lisääntyminen

eetnev11 — 2024-03-23 14:31:56 UTC

Monisoluisilla eliöllä oli useita etuja yksisoluisiin verrattuna, kuten tehokkaampi energiantuotanto ja kyky kasvaa suuremmaksi. Tärkein muutos monisoluisissa eliöissä oli kuitenkin sukusolujen synty, jonka seurauksena syntyi uusi lisääntymiskeino. Sukusolujen avulla tapahtuvassa suvullisessa lisääntymisessä syntyi perinnöllistä muuntelua, joka sai luonnonvalinnan käyntiin. Aluksi hedelmöitys tapahtui ulkoisesti, mutta myöhemmin kehittyi myös sisäinen hedelmöitys.

Selkärangattomat eläimet (n. 570 milj v. sitten)

2024-03-23 14:32:56 UTC

Kambrikauden merissä oli runsaasti selkärangattomia eläimiä. Selkärangattomille eläimille oli tyypillistä se, että niillä ei ollut minkäänlaista tukirankaa tai sitten tukiranka oli ulkoinen (esim. kalkkikuori).

Sienieläimet koostuivat tasoon kiinnittyneestä säkkimäisestä runkokunnasta. Sienieläinten solut olivat yksinkertaisia ja eivät erikoistuneet erillisiksi elimiksi tai kudoksiksi. Sienieläinten kilpailuetuna oli kuitenkin regeneraatiokyky. Polttiaiseläimien solut muodostivat alkukantaisia elimiä ja kudoksia. Ne kuitenkin selvisivät kilpailussa yhdistämällä suvullisen ja suvuttoman lisääntymisen puolia. Nivelmadot ovat jaokkeellisia eläimiä, joilla oli tikapuuhermosto.

Kambrikauden lajiräjähdys (n. 542 milj- 530 milj v. sitten)

2024-03-23 14:41:19 UTC

Elämän esihistoriallisen aikakauden loppupuolella ~550 miljoonaa vuotta sitten eläinten monimuotisuus lisääntyi huomattavasti. Aikakautta kutsutaan tästä syystä kambrikauden lajinräjähdykseksi.

Kambrikauden lajiräjähdykselle ei ole täysin varmaa syytä, mutta siihen uskotaan vaikuttaneen muun muassa happipitoisuuden nousu vedessä ja ilmastossa. Muita selittäviä tekijöitä ovat ilmaston lämpeneminen ja merenpinnan tason nousu, jonka seurauksena eliöt saivat uutta elintilaa.

Meressä syntyi kambrikauden ajalla siis paljon uudenlaisia elinympäristöjä, joka kiihdytti sekä saalistajien, että saaliseläinten evoluutiota. Kambrikautta pidetäänkin yleensä erityisen merkittävänä aikakautena eliöiden evoluutiossa.

Selkärankaiset/kalat (n. 520 milj v. sitten)

eetnev11 — 2024-03-23 15:09:33 UTC

Selkärangattomilla eläimillä esiintynyt ulkoinen tukiranka rajoitti eläimen liikkumista ja sen kasvua, minkä seurauksena eläimille kehittyi sopeutumista edistävä sisäinen tukiranka. Sisäisen tukirangan omaavista eläimistä syntyi uusi selkärankaisten alajakso selkäjänteisiin.

Ensimmäisiä selkärankaisia eläimiä olivat leuattomat alkukalat, joilla oli rustoinen tukiranka. Myöhemmin kaloille kehittyivät leuat ja rustokalojen ryhmästä kehittyi erittäin monimuotoinen. Monet ryhmän kaloista ovat pysyneet melkein samanlaisina tähän päivään saakka.

Sammalet (n. 450 milj v. sitten)

2024-03-23 15:39:10 UTC

Sammalet olivat ensimmäisiä maakasveja, jotka kehittyivät viherlevästä ja siirtyivät maalle. Sammalten kehittymisjärjestys on seuraava: sarvisammalet, sitten maksasammalet ja viimeisenä lehtisammalet. Sammalet elivät rannoilla ja muilla kosteilla alueilla. Sammalet ovat sekovartisia, eikä niistä voi tunnistaa tyypillisiä kasvien osia. Sammalten lisääntymiseen kuuluu suvuton ja suvullinen vaihe. Suvuton lisääntyminen tapahtuu itiöiden avulla.

Sienet (n. 450 milj v. sitten)

2024-03-23 15:49:10 UTC

Ensimmäisten joukossa maaelämään sopeutuivat myös sienet. Sienissä ei ollut fossiloitumista auttavia kovia osia, joten niistä ei ole säilynyt monia fossiileita. Sieniä oli samanaikaisesti kuin viherleviä, mutta sienet levittäytyivät ja sopeutuivat pääasiassa maaympäristöön. Sienet saivat ravinteensa hajottamalla kuolleita eliöitä. Sienet myös muodostivat monia symbioottisia suhteita kasvien kanssa, joista joidenkin viherlevien kanssa syntyi jäkälät ja useimpien kasvien kanssa sienijuuri. Sienijuuri tehostaa kasvien veden ja ravinteiden ottoa, kun puolestaan sieni saa fotosynteesissä valmistunutta sokeria.

Sanikkaiset (n. 420 milj v. sitten)

2024-03-23 15:50:15 UTC

Kuivalla maalla oli paljon vapaata elinympäristöä ja ennen pitkää uudet kasviryhmät liekokasvit, saniaiset ja kortteet kehittyivät. Näitä kutsutaan yleisesti sanikkaisiksi. Sanikkaisille kehittyi johtosolukko (ravinteiden liikkuminen kasvin osiin) ja ilmaraot (veden haihtuminen). Niiden juuret kehittyivät imemään itseensä vettä ja ravinteita, sekä niiden lehdet kehittyivät fotosynteesiin. Sanikkaiset ovat sammalten tapaan itiökasveja ja ne lisääntyvät vuorotellen suvuttomasti ja suvullisesti. Suvulliseen lisääntymiseen sanikkaiset sammalten tapaan kuitenkin tarvitsevat kosteat olosuhteet, vaikka muuten sanikkaiset selviävät kuivemmilla alueilla.

Niveljalkaiset maaeläimet (n. 400 milj v. sitten)

2024-03-23 16:03:54 UTC

Kasvien nopeasti siirtymästä maalle seurasi myös eläinten suhteellisesti nopea siirtymä maalle. Ensimmäisinä eläiminä maan päälle alkoi sopeutua selkärangattomia niveljalkaisia. Ravinnon lisääntyminen ja uusi elinympäristö maan päällä aiheuttivat nopeuden lisäystä maaeläinten evoluutiossa. Myöhemmin niveljalkaisista kehittyi hämähäkit, hyönteiset ja juoksujalkaiset.

Sammakkoeläimet (n. 360 milj v. sitten)

2024-03-23 16:04:04 UTC

Sammakkoeläinten uskotaan kehittyneen joissa ja jokisuistoissa eläneistä varsieväkaloista. Sammakkoeläinten kehitys alkoi, kun vuorovesirannoilla kilpailussa pärjäsivät sellaiset lajit, joilla oli vahvat, pohjalla liikkumiseen soveltuvat evät. Ajan kuluessa näistä voimakkaista evistä kehittyi raajat. Keuhkot kehittyivät sammakkoeläimille vähitellen, tarkoituksena auttaa hapen saamisessa. Verenkiertoelimistö myös kehittyi ja sammakkoeläimistä tuli vaihtolämpöisiä. Sammakot lisääntyivät kuitenkin yhtä ulkoisen siitoksen avulla. Sammakot kehittyvät muodonvaihdoksen avulla nuijapäästä ajan myötä sammakoksi.

Paljassiemeniset kasvit (noin 360 milj v. sitten)

2024-03-23 16:17:52 UTC

Maapallon ilmaston kuivumisen ja viilenemisen seurauksena sanikkaisten tilalle alkoi vähitellen kehittyä paljassiemenisiä kasveja, jotka sopeutuivat muuttuneisiin olosuhteisiin paremmin, koska en pystyivät lisääntymään kuivemmissa olosuhteissa. Paljassiemeniset kasvit lisääntyivät siitepölyhiukkasten avulla, jotka kulkeutuivat tuulen mukana emikukinnon luokse. Useimpien paljassiemenisten kasvien lehdet myös muuttuivat neulasiksi, jonka vuoksi vettä haihtui ympäristöön vähemmän.

Matelijat (noin 300 milj v. sitten)

2024-03-23 16:33:04 UTC

Ilmaston kuivuessa myös sammakkoeläinten selviytyminen vaikeutui, koska niiden lisääntyminen oli riippuvainen vedestä. Tällöin luonnonvalinta alkoi suosimaan uutta eläinryhmää matelijoita. Matelijat olivat kehittyneet jo aikaisemmin, mutta nyt ne olivat ensimmäisiä hyvin maaelämään sopeutuneita selkärankaisia. Matelijoiden raajat ja tukiranka kehittyivät hyvin maalla liikkumiseen. Samoin niiden iho kesti paremmin kuivuutta ja verenkierto- sekä hengityselimistö kehittyivät. Suurimpana muutoksena voidaan kuitenkin pitää sisäistä siitosta ja munan syntymistä, jonka ansiosta lisääntymisestä tuli vedestä riippumatonta.

Matelijoiden valtakausi (250-65 milj v. sitten)

2024-03-23 16:47:16 UTC

Elämän keski aika tunnetaan myös nimellä matelijoiden valtakausi, sillä silloin matelijat yleistyivät suuresti. Ne levittyivät sekä ilmassa että maalla ja merellä. Suurimmista matelijoista kehittyi monimuotoinen ryhmä dinosaurukset, johon kuului ainakin 1000 lajia. Dinosaurusten koko vaihteli suuresti. Dinosaurukset hävisivät maapallolta noin 65 miljoonaa vuotta sitten todennäköisimmin lämpötilan laskun takia.

Nisäkkäät (n. 200 milj v. sitten)

eetnev11 — 2024-03-23 17:49:12 UTC

Dinosaurusten aikakaudella eli jo varhaisia nisäkäsliskoja, joilla oli molempien nisäkkäiden ja liskojen piirteitä. Nämä eivät kuitenkaan pärjänneet kilpailussa matelijoita vastaan. Näistä nisäkäsliskoista kehittyi myöhemmin karvapeitteisiä nisäkkäitä, joiden kehitys johti nokkaeläimiin, pussieläimiin ja istukallisiin nisäkkäihin. Kaikki nisäkkäät ovat tasalämpöisiä, synnyttävät jälkeläisensä ja imettävät niitä. Nokkaeläimet ovat kuitenkin poikkeus sillä ne munivat poikasensa, mutta kuitenkin imettävät niitä. Istukallisilla nisäkkäillä on useita valintaetuja kuten jälkeläisen kehitys kohdussa ja niiden emot suojelevat ja ruokkivat niitä syntymän jälkeen. Nykyisin Istukallisia nisäkkäitä tunnetaan noin 5,5 tuhatta lajia.

Linnut (150 milj v. sitten)

2024-03-23 17:56:11 UTC

Linnut ovat kehittyneet pienistä puissa asuvista höyhenpeitteisistä petodinosauruksista. Näiden dinosaurusten eturaajat alkoivat vähitellen kehittyä siiviksi ja muuten luusto keveni. Ensimmäinen alkulintu pystyi aluksi pyrähtelemään vain pieniä matkoja. Lentämällä linnut pystyivät tehokkaasti valtaamaan uusia alueita. Linnut olivat nisäkkäiden tapaan tasalämpöisiä ja höyhenpeite esti niiden lämmönhukkaa. Linnuilla on myös lisääntymisessään apuna sisäinen hedelmöitys, sekä muniminen.

Koppisiemeniset kasvit (100 milj v. sitten)

2024-03-23 18:14:50 UTC

Ensimmäiset koppisiemeniset kasvit kehittyivät rinnakkain paljassiemenisten kasvien kanssa, mutta ne yleistyivät laajasti vasta 100 miljoonaa vuotta sitten. Koppisiemenisten kasvien menestys johtui niiden tehokkaasta lisääntymisestä joko tuuli- tai eläinpölytyksen avulla. Koppisiemenisten kasvien evoluutio onkin ollut vahvasti sidoksissa hyönteisten evoluution kanssa. Pölytyksen jälkeen tapahtuu hedelmöitys, jonka jälkeen munasolusta kehittyy kasvin alkio. Koppisiemenisten kasvien toinen nimi onkin kukkakasvit.

Kädellisten evoluutio

eetnev11 — 2024-03-23 18:28:20 UTC

Ihmisen evoluutio on osa noin. 70 miljoonaa vuotta sitten alkanutta kädellisten evoluutiota. Tunnetuista nisäkäslajeista noin 360 on kädellisiä. Kädellisiä ovat ihmisapinat kuten gorillat ja simpanssit. Varhaisimmat kädelliset asuivat sademetsissä ja sopeutuivat elämään siellä puissa, josta merkkinä nykyäänkin on huomattavissa peukalo. Kädellisillä oli jo varhaisin tarkat aistit, joiden havaitseman tiedon käsittelemiseen tarvittiin suhteellisen suuret aivot. Sosiaalisuus, oppimiskyky ja jälkeläisistä huolehtiminen ovat yleisiä piirteitä. Noin 12 miljoonaa vuotta sitten suuri osa kädellisiä joutui isolaatioon Afrikan savanneille, jossa oli uudet valintapaineet, jotka nopeuttivat evoluutiota. Osa eristyksiin jääneistä populaatiosta olivat pieniä, joka edelleen nopeutti evoluutiota sattuman kautta.

Ihmisen kehityksen vaiheet

2024-03-23 18:48:37 UTC

Ihmisten ja simpanssien kehityslinjat erkanivat toisistaan noin 7 miljoonaa vuotta sitten. Ensimmäiset ihmisen kehityslinjan edustajat olivat apinaihmiset, jotka alkoivat kävelemään pystyasennossa (avainsopeutuma ihmiselle) ja osasivat käyttää alkeellisia työkaluja. Apinaihmisten kehityslinja eriytyi useaan eri suuntaan ja yhdestä niistä kehittyi varhaiset ihmiset, joiden aivojen koko oli kaksinkertainen apinaihmisiin verrattuna. Tämä muutti vahvasti lajin käyttäytymistä, erityisesti ravinnon hankkimista --> liha ja metsästäminen, sekä tulen käyttö. Varhaiset ihmiset kehittivät myös puhetaidon. Ajan myötä Eurooppaan kulkeutuneista varhaisista ihmisistä kehittyi neandertalin ihmisiä, Aasiassa kehittyi denisovan ihminen ja Afrikassa olevat varhaisihmiset kehittyivät nykyihmisiksi. Ajan kuluessa nykyihminen lisääntyi ja levittyi laajalle alueelle pois Afrikasta "vallaten" maailman muilta ihmislajeilta.