BIOLOGI. Susanne Fabricius Fredrik Holm Anders Nystrand

Transkript

1 BIOLOGI Susanne Fabricius Fredrik Holm Anders Nystrand

2 ISBN Susanne Fabricius, Fredrik Holm, Anders Nystrand och Liber AB Redaktion: Peter Larshammar Formgivare: Lotta Rennéus Bildredaktör: Mikael Myrnerts Teckningar: Typoform, Anders Nyberg Produktion: Adam Dahl Fjärde upplagan 1 Repro: Repro 8 AB, Nacka Tryck: Kina 2013 KOPIERINGSFÖRBUD Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner och universitet. Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt framställt material. Såväl analog som digital kopiering regleras i BONUS-avtalet. Läs mer på www. bonuspresskopia.se. Liber AB, Stockholm Tfn kundservice tfn , fax e-post: kundservice.liber@liber.se

3 Välkommen till Spektrum Biologi Den fjärde upplagan av Spektrum Biologi tar avstamp i Lgr 11. Kursplanens förmågor möts med nya moment, och det centrala innehållet med uppdaterat stoff och nya kapitel. I kapitelingresserna har förmågorna lyfts dels med bilder och frågor, dels med målbeskrivningar baserade på det centrala innehåll och de förmågor som behandlas i kapitlet. De nya Perspektiven lockar till diskussion och ställningstagande. Här tränas förmågan att skilja värderingar från fakta och att utveckla ett kritiskt tänkande kring argument och källor. Faktarutor med Liv i utveckling, Historia och Forskning ger intressanta utblickar och visar på biologins bredd. Varje avsnitt avslutas med Testa dig själv-frågor och begreppsträning Förklara begreppen. Varje kapitel i sin tur avslutas med en sammanfattning följd av Finalen med kapitelövergripande uppgifter i ämnesprovens anda. En bra möjlighet att testa kunskaperna och få träning inför ämnesproven. De biologiska sammanhang som lyfts i kursplanen hälsa, naturbruk och miljö har fått ökat utrymme. Hälsa har fått ett eget kapitel, liksom Naturbruk och miljö där hållbar utveckling är ett centrala tema. Vikten av biologisk mångfald och hur vi använder naturresurserna tas även upp i ekologikapitlet. Evolutionen ska enligt kursplanen vara den grund biologi ämnet vilar på och presenteras därför tidigt i boken för att ligga till grund för kommande kapitel. Kapitlet Arvet, gener och bioteknik betonar möjligheter och risker, samt de etiska frågor som den nya tekniken kan väcka. Författare till kapitel 1 3 och 9 är Susanne Fabricius, lärare. Kapitel 4 6 och 10 har skrivits av Fredrik Holm, och kapitel 6 8 och 10 av Anders Nystrand. Båda är vetenskapsjournalister. Spektrum Biologi finns i två versioner en Grundbok och en Lightbok. Ligthboken är parallell med Grundboken och kan användas av elever som vill ha en lättare kurs med mindre textmängd. Böckerna finns även som Onlineböcker. 3

4 Innehåll 1 Liv och utveckling 6 1. Från enkelt till komplicerat liv 8 2. Forskning gav ny syn på livet Evolutionens drivkrafter Organismernas släktskap Vetenskap och ovetenskap 31 3 Djurens liv Världens alla djur 88 Perspektiv: Tro eller vetande Ryggradslösa djur mest i vatten 94 Finalen Maskar parasiter och jordbrukare Utan grönt inget liv Fotosyntesen fångar in solenergi Förbränningen frigör energi Stora och små alger Sporväxter Växter med frön 59 Perspektiv: Hotad pollinering? Svampar varken växter eller djur Lavar svamp och alg i samarbete Leddjur har böjligt hudskelett Fiskar, groddjur och kräldjur Fåglar från ödlor till flygmaskiner Däggdjur vi och våra släktingar 134 Perspektiv: Vargdebatt Människans utveckling 142 Finalen 149 Ekologi Liv i samspel 156 Finalen Energi och materia Olika känsliga ekosystem Bruka utan att förbruka 170 Perspektiv: Tar fisken slut? 178 Finalen Naturbruk och miljö Människan omformar naturen Människans ekosystem Klimat i förändring 196 Perspektiv: Fossilfritt till år 2050? Förorenad luft Övergödning Miljögifter och avfall En hållbar utveckling 216 Perspektiv: Konsumtion - vår tids fråga 220 Finalen 224 4

5 6 7 8 Vår fantastiska kropp Celler i samarbete 230 Perspektiv: Stamceller framtidens reservdelar? Maten ger näring till cellerna Andningen fixar syre till cellerna Hjärta och blodomlopp Så försvarar sig din kropp Skelettet- lätt men starkt som stål Musklerna ger dig rörelseförmåga Huden skydd och luftkonditionering 263 Finalen 269 Nervsystemet styr din kropp Så fungerar ditt nervsystem Vår hjärnbark gör oss unika 279 Perspektiv: Betsämmer du eller din hjärna? Lukt, smak och känsel Synen ett ljuskänsligt sinne Örats sinnen hörsel och balans Hormoner är kemiska budbärare 296 Finalen 302 Hälsa och sjukdom Vad är hälsa och sjukdom? Träning, mat och sömn Bakterier och virus vänner och fiender Hälsoproblem hos unga Vanliga sjukdomar hos vuxna Sjukvård och alternativ medicin 338 Perspektiv: Bakterierna slår tillbaka Droger och beroende 350 Finalen Sex och relationer På väg att bli vuxen 368 Perspektiv: Hur jämställda är vi? Lär känna din kropp Sexuellt samliv Säker sex Från liv till död 388 Finalen 394 Arvet, gener och bioteknik Gener är recept på proteiner Gener för arvet vidare Sjukdomsgener och genteknik 410 Perspektiv: Gentester på gott och ont Från avel till genslöjd Gener med nya uppdrag En bot mot världssvälten? 428 Finalen 434 5

6 Bildtext Bland djuren är den biologiska mångfalden störst hos insekterna. Varför är det så tror du? 1. liv i utveckling En planet full av liv Än så länge känner vi bara till en planet i universum där det finns liv. Det är jorden. Tack vare solen har vi ljus och lagom temperatur. Här finns också syre att andas, mat att äta och många olika miljöer att leva i. På jorden lever vi människor tillsammans med en massa olika varelser i en biologisk mångfald som ständigt utvecklas och där vi alla är beroende av varandra. Men vad är egentligen liv, och hur tror du att det har utvecklats?

7 B1_02: nåt kring myter och folktro, kanske sjöodjur eller spöke? Naturen Vad beskrevs är skillnaden ofta mellan som mystisk vetenskap och och folktro? skrämmande förr i tiden. Tror du på sjöodjur som många gjorde förr? Att göra fältstudier i en tropisk regnskog kan vara spännande. Tror du att det fortfarande finns chans att hitta nya arter? här får du lära dig att formulera vad som är typiskt för alla levande organismer beskriva livets uppkomst utifrån naturvetenskapliga teorier och modeller redogöra för hur forskning förr kunde gå till och hur biologiska upptäckter lett till ny kunskap redogöra för begreppet art och artbildning beskriva hur organismerna identifieras, sorteras och grupperas använda kunskaper i biologi för att ta ställning och diskutera viktiga frågor i samhället Innehåll 1.1 Från enkelt till komplicerat liv 1.2 Forskning gav ny syn på livet 1.3 Evolutionens drivkrafter 1.4 Organsimernas släktskap 1.5 Vetenskap och ovetenskap Perspektiv Tro eller vetande? 7

8 Från enkelt till komplicerat liv 8 En av de platser där den biologiska mångfalden är som störst är i korallreven. 1.1 Från enkelt till komplicerat liv För 4,6 miljarder miljoner år sedan tändes vår sol i den galax vi kallar Vintergatan. Därefter bildades jorden som en av flera planeter i vårt solsystem. När jorden svalnat tog livet sin början. Det tidiga livet var enkelt och lämnade få spår efter sig, Men med tiden utvecklades en allt större mångfald. Några har lämnat spår som vi kan studera idag. Biologi läran om livet Ordet biologi betyder läran om livet och handlar om allt som är levande. Typiskt för allt liv är att det kan föröka sig, växer, andas och behöver energi. De flesta kan också röra sig och reagera på omgivningen. Med hjälp av våra sinnen kan vi och andra djur reagera på saker som händer runt omkring oss. Även växter kan röra sig mot ljuset, fast de inte har ögon. Alla levande varelser kallas gemensamt för organismer. Hit räknas allt från pyttesmå bakterier till jättestora växter och djur. Även vi människor räknas till djuren. Vi är däggdjur som ger våra ungar mjölk precis som kor, hundar, katter, fladdermöss och valar. Men hur uppstod egentligen livet på jorden? Varifrån kommer den myllrande mångfald av liv som vi ser omkring oss idag? För att hitta svar på den frågan måste vi gå långt, långt tillbaka i tiden.

9 Planeten jorden blir till Idag tyder forskingen på att universum blev till för 13,7 miljarder år sedan i det som kallas Den Stora Smällen Big Bang. Vår sol bildades långt senare, för ungefär 4,6 miljarder år sedan. Inte långt därefter bildades jorden och de övriga sju planeterna i vårt solsystem ur de gasmoln och partiklar som omgav den unga solen. Det var en våldsam tid där den unga jorden ständigt krockade med kometer och andra himlakroppar i solsytemet. Krockarna värmde jorden till en smält massa. Först för drygt 4 miljarder år sedan minskade antalet krockar. Sakta sjönk temperaturen och jordytan började stelna till hårt berg med vulkaner. Hav bildas och kemin får liv Kometerna som kolliderade med jorden innehöll mängder av is. När de träffade den heta jorden bildades vattenånga. När jorden med tiden svalnade övergick ångan till regn som sakta fyllde de första haven. Hav och luft innehöll nu många olika kemiska ämnen, bland annat utspydda från vulkaner. Med hjälp av de ämnena fanns förutsättningar för att livets enklaste kemiska byggstenar skulle kunna bildas. Forskare har visat att elektriska urladdningar från väldiga åskväder kan omvandla enkla kemiska ämnen till livets enklaste byggstenar. Det finns också teorier om att livets första byggstenar kom hit med kometer från rymden. Den tidiga jordens yta var ett hav av flytande lava. Först när krockarna med andra himlakroppar slutade sjönk temperaturen och lavan stelnade till berg. Enorma tidsrymder 1 miljard år = miljoner år = år Historia Millers experiment På 1950-talet gjotde forskaren Stanley Miller ett berömt experiment där han utsatte en konstgjord uratmosfär med de ämnen som fanns dä jorden bildades för blixtar. Han har själv beskrivit vad han såg när vattenångan blev vätska igen. The first time I did the experiment, it turned red. Very dramatic! And then, after it turned red, it got more yellow and then brown as the sparking went on. Experimentet pågick i veckor och resultatet var häpnadsväckande. Det hade bildats enkla kemiska byggstenar till proteiner och DNA delar som ingår i enkelt liv. 9

10 För 3,5 miljarder år sedan fanns kolonier av encelliga bakterier som kallas stromatoliter. De kunde fånga in solenergi och bilda syre genom fotosyntes. Än idag finns sådana kolonier i Australien. Livets uppkomst kopierande molekyler En av de tidiga livsmolekyler som bildades var enkla föregångare till DNA, det kemiska ämne som våra arvsanlag består av. Unikt för de molekylerna var att de kunde göra kopior av sig själva ett förutsättning för liv och utveckling. Runt detta enkla DNA bildades med tiden en tunn, skyddande hinna av fettliknande ämnen, ett cellmembran. En första enkel urcell hade bildats. Nu kunde cellerna med hjälp av DNA föröka sig genom celldelning och bilda nya celler. Livet på jorden hade tagit sin början. Ett annat villkor för liv var att cellerna kunde hämta energi från sin omgivning. Den behövdes bland annat för att sätta ihop nya kemiska byggstenar för att cellen skulle kunna växa och föröka sig. Som energikällor kunde urcellerna använda enkla kolföreningar och vulkaniska gaser i havet. Att liv kunde uppstå på just vår planet beror bland annat på att det fanns flytande vatten här och att vi ligger lagom långt från solen för att få rätt temperatur för liv. Idag räknar forskare med att nästan varje stjärna som du ser på himlen kan ha planeter runt sig, vissa av dem kanske med möjlighet till liv. 10

11 Blågröna bakterier kan orsaka så kallad algblomning. De är släktingar till de blågröna bakterier som en gång fyllde jordens atmosfär med syre. Fotosyntesen en syrerevolution Vi vet fortfarande inte exakt hur och när det första livet uppstod. Jordens våldsamma historia har förstört spåren från den tiden. De äldsta spåren av liv man hittat är drygt 3,5 miljarder år gamla. De första cellerna var mycket enkelt byggda och hade ingen cellkärna. De liknade på många sätt dagens bakterier. En del levde i heta miljöer vid vulkaner på havsbottnen eller i berggrundens sprickor. Men redan vid den tiden började celler med det gröna färgämnet klorofyll att utvecklas. De kunde fånga in solenergi och tillverka glukos (socker) och syre. Det var tidiga släktingar till dagens blågröna bakterier. Med dem var fotosyntesen född en avgörande händelse för livets utveckling. Förbränning och ozon Syret från fotosyntesen ökade nu sakta mängden syre i hav och på land. För de tidiga organismerna var syret en giftig nyhet, men med tiden utvecklades nya organismer som kunde andas syre. De fick sin energi genom förbränning av glukos från fotosyntesen. Det kallas cellandning och var ett nytt, effektivt sätt att frigöra energi ur mat med syrets hjälp. Högt uppe i atmosfären bildade syret med tiden ett skikt av gasen ozon som skyddade jorden från solens skadliga ultravioletta strålning. Än så länge fanns livet bara i haven där det var skyddat från strålningen, men ozonskiktet var nödvändigt för att livet långt senare även skulle kunna börja inta land. Jorden bildas Bakterier Blågröna bakterier Syrehalten stiger i atmosfären Syrehalten ökade rejält för drygt 500 miljoner år. Sedan dess har den varierat mycket och skapat nya förutsättningar för livets utveckling. Liv på land Syrehalt i atmosfären 30 % 20 % 0 % 4, ,5 idag Miljarder år från idag 11

12 1. L I V I U T VE C KL I NG 1. L IV I UT VE C KL I N G Urbakterier Föregångare till växter, svampar och djur Cellkärna Blågröna bakterier blev kloroplaster i växtcellen Blågrön bakterie Cell där en kärna utvecklats Celldel med klorofyll en kloroplast. Föregångare till växtceller De tidigaste föregångarna till dagens växter, svampar och djur dök upp för över 2 miljarder år sedan. De var lite större än tidigare bakterier och hade utvecklat en cellkärna med DNA. De hade även utvecklat specialiserade delar i cellerna där cellandningen sker, och delar med klorofyll där fotosyntesen sker. De här delarna var ursprungligen små bakterier som levt fritt i havet, men nu flyttat in i de större bakterierna. Celler med klorofyll utvecklades sedan till växter, medan de utan blev föregångare till alla dagens djur. Med tiden började flercelliga organismer som växter och djur att utvecklas genom att de modernare cellerna slog sig samman och började samarbeta. Redan för 600 miljoner år sedan fanns en mångfald av flercelliga alger. Några av de nya livsformerna började även föröka sig sexuellt istället för med vanlig enkel celldelning. Förökningen skedde ofta genom att en spermie och ett ägg förenades en befruktning hade skett. I samma stund började ett nytt liv växa och utvecklas. TESTA DIG SJÄLV 1.1 Förklara begreppen biologi organismer DNA klorofyll fotosyntes cellandning ozon Vad är typiskt för allt liv? 2. Beskriv jordens barndom för cirka 4 miljarder år sedan. 3. Hur bildades de första haven på jorden? 4. Beskriv Millers experiment. 5. Varför är det kemiska ämnet DNA så viktigt? 6. Hur tror man att den första urcellen bildades? 7. Varför har liv kunnat uppstå på just vår planet? 8. Varför var det så viktigt för livet på jorden att det utvecklades celler med klorofyll? 9. På vilket sätt var ozonskiktet viktigt för livets utveckling? 1.2 F orskning gav ny syn på livet Liv kan finnas hos en enda cell som andas och lever. Eller som hos oss människor av tiotusentals miljarder celler som samarbetar. Vissa celler kan själva tillverka sin mat, och utan dem skulle varken vi eller mycket annat liv kunna överleva. Men celler är för små för att ses med blotta öga, så hur upptäckte vi egentligen dem? Vi tittar tillbaka i historien och ser hur man forskade förr. Cellen är livets minsta levande del Idag vet vi att alla organismer är uppbyggda av små, små rum som kallas celler. Cellen är den minsta levande delen hos allt liv. De allra flesta organismer består av en enda cell och kallas encelliga. Men många organismer, både bland växter och djur, är flercelliga och består av en mängd celler som samarbetar. Vi människor är till exempel uppbyggda av tiotusentals miljarder celler som tillsammans bildar alla våra organ. Men att livet är byggt av celler har vi inte alltid vetat. Mikroskopet avslöjade cellernas värld Det var först under 1600-talet, när man uppfann tillräckligt bra mikroskop, som cellerna upptäcktes. Den nya tekniken förstorade det man tittade på flera hundra gånger, och öppnade en helt ny värld för forskarna. Med tiden kunde man även studera detaljer i växters och djurs uppbyggnad, och såg att celler kunde se väldigt olika ut och kunde innehålla många mindre delar. Nu upptäckte man också att det fanns bakterier. Med de mikroskop som kom på 1600-talet öppnades en helt ny värld för forskarna. Överst syns en skiss över de mikroorganismer man nu kunde se. 13

13 1. L I V I U T VE C KL I NG 1. L IV I UT VE C KL I N G Urbakterier Föregångare till växter, svampar och djur Cellkärna Blågröna bakterier blev kloroplaster i växtcellen Blågrön bakterie Cell där en kärna utvecklats Celldel med klorofyll en kloroplast. Föregångare till växtceller De tidigaste föregångarna till dagens växter, svampar och djur dök upp för över 2 miljarder år sedan. De var lite större än tidigare bakterier och hade utvecklat en cellkärna med DNA. De hade även utvecklat specialiserade delar i cellerna där cellandningen sker, och delar med klorofyll där fotosyntesen sker. De här delarna var ursprungligen små bakterier som levt fritt i havet, men nu flyttat in i de större bakterierna. Celler med klorofyll utvecklades sedan till växter, medan de utan blev föregångare till alla dagens djur. Med tiden började flercelliga organismer som växter och djur att utvecklas genom att de modernare cellerna slog sig samman och började samarbeta. Redan för 600 miljoner år sedan fanns en mångfald av flercelliga alger. Några av de nya livsformerna började även föröka sig sexuellt istället för med vanlig enkel celldelning. Förökningen skedde ofta genom att en spermie och ett ägg förenades en befruktning hade skett. I samma stund började ett nytt liv växa och utvecklas. TESTA DIG SJÄLV 1.1 Förklara begreppen biologi organismer DNA klorofyll fotosyntes cellandning ozon Vad är typiskt för allt liv? 2. Beskriv jordens barndom för cirka 4 miljarder år sedan. 3. Hur bildades de första haven på jorden? 4. Beskriv Millers experiment. 5. Varför är det kemiska ämnet DNA så viktigt? 6. Hur tror man att den första urcellen bildades? 7. Varför har liv kunnat uppstå på just vår planet? 8. Varför var det så viktigt för livet på jorden att det utvecklades celler med klorofyll? 9. På vilket sätt var ozonskiktet viktigt för livets utveckling? 1.2 F orskning gav ny syn på livet Liv kan finnas hos en enda cell som andas och lever. Eller som hos oss människor av tiotusentals miljarder celler som samarbetar. Vissa celler kan själva tillverka sin mat, och utan dem skulle varken vi eller mycket annat liv kunna överleva. Men celler är för små för att ses med blotta öga, så hur upptäckte vi egentligen dem? Vi tittar tillbaka i historien och ser hur man forskade förr. Cellen är livets minsta levande del Idag vet vi att alla organismer är uppbyggda av små, små rum som kallas celler. Cellen är den minsta levande delen hos allt liv. De allra flesta organismer består av en enda cell och kallas encelliga. Men många organismer, både bland växter och djur, är flercelliga och består av en mängd celler som samarbetar. Vi människor är till exempel uppbyggda av tiotusentals miljarder celler som tillsammans bildar alla våra organ. Men att livet är byggt av celler har vi inte alltid vetat. Mikroskopet avslöjade cellernas värld Det var först under 1600-talet, när man uppfann tillräckligt bra mikroskop, som cellerna upptäcktes. Den nya tekniken förstorade det man tittade på flera hundra gånger, och öppnade en helt ny värld för forskarna. Med tiden kunde man även studera detaljer i växters och djurs uppbyggnad, och såg att celler kunde se väldigt olika ut och kunde innehålla många mindre delar. Nu upptäckte man också att det fanns bakterier. Med de mikroskop som kom på 1600-talet öppnades en helt ny värld för forskarna. Överst syns en skiss över de mikroorganismer man nu kunde se. 13

14 Vetenskap i utveckling Ny teknik leder till nya upptäckter Holländaren Antonie van Leewenhoek lyckades mot slutet av 1600-talet slipa så fina glaslinser att han kunde bygga ett mikroskop som förstorade 500 gånger. Genom sina studier av bakterier och andra små organismer kunde han bland annat visa att teorin om uralstring, som man hittills trott på, var fel. Enligt den kunde liv uppstå av sig självt, exempelvis ur smuts. Inte så konstigt kanske om man sett råttor bland smuts och larver som kom ur ruttnande kött. Idag vet vi att bara liv kan ge upphov till nytt liv. Däremot hade Leewenhoek fel när han tyckte sig se färdiga foster, små minimänniskor, inne i mannens spermier (se bilden). Även andra forskare tyckte att det såg så ut. Det dröjde ända till slutet av 1700-talet innan man förstod att det krävdes en befruktning mellan ägg och spermie för att ett nytt liv skulle bildas. Celler både lika och olika När man jämför djur- och växtceller ser man, precis som forskarna såg på den tiden, att de har både likheter och olikheter. Växtcellen är ofta större och innehåller delar som djurcellen saknar. Båda har ett tunt cellmembran, men utanför växtcellens cellmembran finns dessutom en hård cellvägg som ger stöd åt växten. Inuti växtcellen finns även ett stort cellsaftrum med vatten. Om växten slokar finns det för lite vatten där. I växternas celler finns också kloroplaster med det gröna klorofyllet med vars hjälp fotosyntesen kan ske. Alla de här delarna saknas i djurcellen. En viktig del som finns i alla celler utom hos bakterier är cellkärnan. Den innehåller arvsanlagen, DNA, med all den information som bestämmer vad som ska hända i cellen och hur organismen ska utvecklas. Runt djurceller finns ett tunt cellmembran Djurcell Cellkärna Växtcell Växtcellen kan med hjälp av sitt klorofyll tillverka både mat och syre. Cellmembran Cellvägg Kloroplast Cellsaftrum 14

15 Fältstudier på Linnés tid Men forskningen skedde inte bara vid mikroskop i laboratorier. Redan på den tiden gjorde man fältstudier i naturen och förundrades över allt man såg. Den kända svenska biologen Carl von Linné gjorde på 1700-talet dagligen långa vetenskapliga vandringar kring Uppsala där han bodde. Under vandringarna undervisade han sina elever om vad som var ätligt och vad som var giftigt i naturen. Genom sina medicinska kunskaper kunde han också berätta vad som var bra för hälsan och vilka växter som kunde användas som läkemedel. På så sätt gjorde han också en samhällsinsats. Linné gjorde även många längre resor i Sverige och till andra länder. Han diskuterade sina upptäckter med sina elever, och spred sina tankar med brev till vetenskapsmän över hela världen. På den tiden fick man gå till fots, åka med hästar eller färdas med båt. Men eftersom Linné lätt blev sjösjuk reste han inte gärna med båt till andra länder, utan skickade sina elever på sådana resor. De hade sedan med sig många spännande organismer hem från hela världen. Många är uppstoppade eller ligger i sprit och kan studeras än idag 300 år senare. Linnés sommarställe Hammarby utanför Uppsala finns kvar som museum idag. Carl von Linné hade en stor grupp elever som han reste runt med i Sverige på 1700-talet. 15

16 Rödklöver, Trifolium pratense Rödklöver och vitklöver är två olika arter. Men de liknar varandra och tillhör båda släktet Trifolium. Trifolium betyder tre blad. Pratense betyder äng och repens krypande. Linné skapade ordning i mångfalden Det Linné såg på sina vandringar och resor väckte många frågor. Hur hängde allt ihop, fanns det något mönster i mångfalden? Linné tog itu med problemet genom att sortera växter och djur i olika grupper. Allt för att skapa ordning och reda bland organismerna. Men precis som de flesta på den tiden trodde han på Bibelns ord om att Gud skapat alla organismer vid ett tillfälle var och en efter sin art. Linné blev världsberömd genom sitt arbete med att gruppera och namnge växter och djur. Utifrån deras likheter delade han in dem i familjer, släkten och arter. Eftersom det vetenskapliga språket då var latin gav han dem både ett svenskt och ett latinskt namn. Linné namngav cirka växter och olika djur. Varje organism fick ett eget artnamn. Det latinska artnamnet består av två delar. Den första delen talar om vilket släkte arten tillhör. Vår art, människan, heter till exempel Homo sapiens. Vi tillhör släktet Homo. Den andra delen i artnamnet berättar ofta något om arten. Sapiens betyder förståndig. Andra vanliga namn är vulgaris som betyder att arten är vanlig, och maritimus som betyder att den finns vid havet. En av de många blommor Linné gav namn åt var stinknävan. Den är släkt med Vitklöver, Trifolium repens midsommarblomster, men luktar förfärligt illa. Linné som var en humoristisk man hade en ovän som hette Robert. Han gav därför den illaluktande blomman namnet Geranium robertianum. Än idag använder biologer, läkare och veterinärer i hela världen latinska namn på olika organismer, kroppsdelar och sjukdomar. 16

17 Vad är en art? För att tillhöra samma art måste individerna kunna få barn och barnbarn med varandra. Alla människor tillhör exempelvis samma art trots att vi kan se ganska olika ut. Men även om vi har helt olika utseenden och hudfärg kan vi ju få barnbarn med varandra. Samma sak gäller till exempel alla hundar. Det finns många olika hundraser, men de tillhör alla samma art. Hästar och åsnor tillhör däremot inte samma art. Men de kan ändå få ungar med varandra. Fölet kallas mula om mamman är en häst, och mulåsna om mamman är en åsna. Men mulor och mulåsnor är sterila och kan inte få egna ungar. Det visar att hästar och åsnor inte tillhör samma art de kan inte få barnbarn med varandra. Blandningar mellan olika arter kallas ofta bastarder bland djur och hybrider bland växter. Det finns många olika hundraser. Men alla tillhör samma art Canis familiaris, tamhunden. En målning från 1500-tale med scener från Edens lustgård, Paradiset. Till höger formar Gud Eva ur Adams revben. Forskning i konflikt med religionen Att forska förr var på många sätt annorlunda än idag. Det var en tid när religionen hade stor makt. Ibland gjorde resultaten och de nya insikterna att man kom i konflikt med det religionen lärde ut. Enligt Bibeln hade ju Gud skapat alla nu levande organismer på några dagar. På den sjätte dagen skapades människan först Adam och sedan Eva från ett revben ur den sovande Adam. Och sedan skapelsen hade ingen art förändrats enligt Bibeln. Så trodde de flesta i nästan 2000 år. Och än idag finns det de som tror bokstavligt på Bibeln eller andra skapelseberättelser. De brukar kallas kreationister. 17

18 1. L I V I U T VE C KL I NG 1. L IV I UT VE C KL I N G Ordning i naturen Många kända vetenskapsmän har under århundradena haft olika teorier om varför det finns så många olika sorters djur och växter. Redan greken Aristoteles hade under antiken tankar om en ordning i naturen från lägre till högre organismer. Han placerade in dem på en stege. Ju högre upp på stegen organismen befann sig desto mer fulländad var den. Längst ner fanns stenarna, som han liksom Linné trodde var levande, och högst upp fanns människan. Hans tankar byggde på de naturvetenskapliga kunskaper man hade då om att livet existerat oförändrat sedan det skapades. Fossil avslöjade livets utveckling Om du någon gång tittat på en gammal stentrappa har du kanske sett spår av uråldrigt liv som bevarats i stenen. Ofta kommer de från fossila bläckfiskar med skal. Avtrycket finns kvar trots att bläckfisken för länge sedan är borta. När organismerna dog bäddades de in i lager på lager av lera och jord, ofta på havsbottnen. Under årmiljonerna har lagren förvandlats till berg och organismerna har förstenats inne i berget. Sådana avtryck eller förstenade spår av organismer kallas fossil. De äldsta fossil vi hittat av djur är 575 miljoner år gamla, men troligen utvecklades de första djuren redan för miljoner år sedan. Att det inte finns äldre fossil beror på att de bara innehöll mjuka delar som inte lämnat avryck i form av fossil. Grand Canyon i USA är ett enormt bibliotek över livets utveckling. Coloradofloden har grävt sig ner genom berglagren och frilagt olika fossil. De äldsta ligger längst ner och är 550 miljoner år gamla. Under talet och framåt, när det blev populärt bland forskare att leta fossil, kände man igen många av fossilen från växt- och djurvärlden. Men vissa kände man inte alls igen. De okända fossilen trodde man kom från outforskade delar av världen. Vissa trodde att det var varelser som hade gått under vid den syndaflod som beskrevs i Bibeln. Med tiden började man inse att de märkliga fossilen istället måste vara spår av utdöda växter och djur. Livet måste var mycket äldre än man tidigare trott. Fossil som hittades i de undre lagren i berg måste ha levt före de man hittade ovanför. Olika sorters djur och växter måste alltså ha funnits under olika tidsåldrar. Allt fler började tvivla på att alla organismer skapats samtidigt och sedan inte förändrats, som Bibeln berättade. Kanske hade organismerna istället utvecklats under en mycket lång tid? Charles Darwin var den forskare som på 1800-talet gav en förklaring till hur det gått till. Men han blev motsagd av kyrkans män. Idag vet vi med all säkerhet att han hade rätt. Testa dig själv 1.2 Förklara begreppen Aristoteles tänkte sig utvecklingen som en stege där de mest fulländade hamnade överst. Längst ner fanns stenarna, som han trodde var levande. Trilobiter var en sorts kräftdjur som är vanliga fossilfynd. 18 cellmembran cellkärna artnamn bastard fossil 1. Berätta om teorin om uralstring. 2. Rita och beskriv skillnaderna mellan en växtcell och en djurcell. 3. Berätta om Carl von Linnés fältstudier. 4. Vad utgick Linné ifrån när han delade in organismerna? 5. Varför kan inte hundar och katter få ungar med varandra? 6. Vad måste gälla för att två individer ska tillhöra samma art? 7. Vad är en kreationist? 8. Hur bildas fossil? 19

19 1. L I V I U T VE C KL I NG 1. L IV I UT VE C KL I N G Ordning i naturen Många kända vetenskapsmän har under århundradena haft olika teorier om varför det finns så många olika sorters djur och växter. Redan greken Aristoteles hade under antiken tankar om en ordning i naturen från lägre till högre organismer. Han placerade in dem på en stege. Ju högre upp på stegen organismen befann sig desto mer fulländad var den. Längst ner fanns stenarna, som han liksom Linné trodde var levande, och högst upp fanns människan. Hans tankar byggde på de naturvetenskapliga kunskaper man hade då om att livet existerat oförändrat sedan det skapades. Fossil avslöjade livets utveckling Om du någon gång tittat på en gammal stentrappa har du kanske sett spår av uråldrigt liv som bevarats i stenen. Ofta kommer de från fossila bläckfiskar med skal. Avtrycket finns kvar trots att bläckfisken för länge sedan är borta. När organismerna dog bäddades de in i lager på lager av lera och jord, ofta på havsbottnen. Under årmiljonerna har lagren förvandlats till berg och organismerna har förstenats inne i berget. Sådana avtryck eller förstenade spår av organismer kallas fossil. De äldsta fossil vi hittat av djur är 575 miljoner år gamla, men troligen utvecklades de första djuren redan för miljoner år sedan. Att det inte finns äldre fossil beror på att de bara innehöll mjuka delar som inte lämnat avryck i form av fossil. Grand Canyon i USA är ett enormt bibliotek över livets utveckling. Coloradofloden har grävt sig ner genom berglagren och frilagt olika fossil. De äldsta ligger längst ner och är 550 miljoner år gamla. Under talet och framåt, när det blev populärt bland forskare att leta fossil, kände man igen många av fossilen från växt- och djurvärlden. Men vissa kände man inte alls igen. De okända fossilen trodde man kom från outforskade delar av världen. Vissa trodde att det var varelser som hade gått under vid den syndaflod som beskrevs i Bibeln. Med tiden började man inse att de märkliga fossilen istället måste vara spår av utdöda växter och djur. Livet måste var mycket äldre än man tidigare trott. Fossil som hittades i de undre lagren i berg måste ha levt före de man hittade ovanför. Olika sorters djur och växter måste alltså ha funnits under olika tidsåldrar. Allt fler började tvivla på att alla organismer skapats samtidigt och sedan inte förändrats, som Bibeln berättade. Kanske hade organismerna istället utvecklats under en mycket lång tid? Charles Darwin var den forskare som på 1800-talet gav en förklaring till hur det gått till. Men han blev motsagd av kyrkans män. Idag vet vi med all säkerhet att han hade rätt. Testa dig själv 1.2 Förklara begreppen Aristoteles tänkte sig utvecklingen som en stege där de mest fulländade hamnade överst. Längst ner fanns stenarna, som han trodde var levande. Trilobiter var en sorts kräftdjur som är vanliga fossilfynd. 18 cellmembran cellkärna artnamn bastard fossil 1. Berätta om teorin om uralstring. 2. Rita och beskriv skillnaderna mellan en växtcell och en djurcell. 3. Berätta om Carl von Linnés fältstudier. 4. Vad utgick Linné ifrån när han delade in organismerna? 5. Varför kan inte hundar och katter få ungar med varandra? 6. Vad måste gälla för att två individer ska tillhöra samma art? 7. Vad är en kreationist? 8. Hur bildas fossil? 19

20 liv i utveckling Stromatoliter är bland de äldsta fossilen. De består av blågröna bakterier och mineraler. 2 miljarder år sedan 6 miljarder Celler med cellkärna och specialiserade inre delar började bildas för över 2 miljarder år sedan. år sedan 5 miljarder år sedan Solen och planeterna bildas i Vintergatan för 4,6 miljarder år sedan. Vintergatan är en av universums många galaxer som bildas efter Big Bang för 13,7 miljarder år sedan. 1 miljard år sedan Urtiden Det finns få fossil, men fynd tyder på att det ändå fanns en mångfald av liv. Många av livsformerna från den här tiden dog ut i en av jordens många massutdöenden. Kambrium miljoner Livet i havet blomstrar med olika leddjur, svampdjur, maskar, snäckor och tagghudingar. Ordovicium miljoner Mångfalden i haven blir allt större. Enstaka växter och leddjur har börjat erövra land. Silur miljoner I haven finns gigantiska havsskorpioner och de första käkfiskarna. Kärlväxter börjar utvecklas på land