4.3 Arv og evolusjon
DNA, gener, arvelighet, naturlig seleksjon og evolusjonsteori.
55 min
12 oppgaver
DNAGenerArvMutasjonNaturlig seleksjonEvolusjonDarwin
Din fremgang i kapitlet
0 / 12 oppgaver
Arv og evolusjon
Hvorfor ligner du på foreldrene dine? Hvorfor har noen blå øyne og andre brune? Hvordan har livet på jorda utviklet seg fra de første encellede organismene til dagens mangfold?
Svarene ligger i arv og evolusjon – to av de viktigste konseptene i biologien.
I dette kapitlet lærer du:
- Hva DNA er og hvordan det bygger opp gener
- Hvordan egenskaper arves fra foreldre til barn
- Hva mutasjoner er og hvordan de oppstår
- Darwins evolusjonsteori og naturlig utvalg
- Bevis for at evolusjon har funnet sted
- Hvordan nye arter oppstår
DNA – arvematerialet
DNA (deoksyribonukleinsyre) er molekylet som inneholder all genetisk informasjon i cellene våre.
Struktur
DNA har en struktur som kalles dobbelheliks – to tråder som snor seg rundt hverandre som en vridde stige.
Nukleotider
DNA er bygget opp av fire typer nukleotider (byggesteiner), merket med bokstavene:
- A (Adenin)
- T (Tymin)
- G (Guanin)
- C (Cytosin)
Baseparring
Nukleotidene parer seg alltid på samme måte:
- A parer seg alltid med T
- G parer seg alltid med C
Dette kalles komplementær baseparring.
DNA-koden
Rekkefølgen av nukleotidene (A, T, G, C) utgjør den genetiske koden – oppskriften på hvordan cellene skal bygge proteiner.
Eksempel:
En DNA-sekvens kan se slik ut: ATGCGTAC
Dette er som et språk med bare fire bokstaver, men kombinasjonene gir instruksjoner for alle egenskapene dine!
DNA
DNA (deoksyribonukleinsyre): Molekylet som inneholder genetisk informasjon i alle levende organismer.
Struktur:
- Dobbelheliks (to tråder snor seg rundt hverandre)
- Bygget opp av fire nukleotider: A, T, G, C
Baseparring:
- A parer seg med T
- G parer seg med C
Funksjon: Inneholder oppskrifter (gener) for hvordan cellen skal bygge proteiner.
Gener og kromosomer
Hva er et gen?
Et gen er en bestemt del av DNA som inneholder oppskriften på ett protein.
- Proteiner bygger opp kroppen og styrer alle prosesser i cellene
- Forskjellige gener gir forskjellige proteiner
- Eksempel: Ett gen gir oppskrift på øyefarge, et annet gen på hårtekstur
Kromosomer
DNA er pakket inn i strukturer som kalles kromosomer.
- Mennesker har 46 kromosomer i hver celle (23 par)
- Hvert kromosom inneholder tusenvis av gener
- Vi arver 23 kromosomer fra mor og 23 fra far
Menneskets genom
Alle genene i en organisme kalles genomet.
- Menneskets genom inneholder ca. 20 000-25 000 gener
- Disse genene styrer alt fra øyenfarge til hvordan hjernen fungerer
Gen og kromosom
Gen: En del av DNA som inneholder oppskriften på ett protein.
Kromosom: Struktur i cellekjernen som inneholder DNA.
Fakta:
- Mennesker har 46 kromosomer (23 par)
- Menneskets genom har ca. 20 000-25 000 gener
- Vi arver 23 kromosomer fra mor og 23 fra far
📝Oppgave 4.3.1
Hvilke fire nukleotider bygger opp DNA?
📝Oppgave 4.3.2
Hvis en DNA-tråd har sekvensen ATGC, hva blir sekvensen på den komplementære tråden?
Celledeling
Celler deler seg for å lage nye celler. Det finnes to typer celledeling: mitose og meiose.
Mitose – vanlig celledeling
Mitose brukes til vekst og reparasjon av kroppen.
Hvordan det fungerer:
1. Cellen kopierer sitt DNA (nå har den 92 kromosomer)
2. Cellen deler seg i to
3. Hver ny celle får 46 kromosomer (identisk med den opprinnelige cellen)
Resultat:
- To identiske datterceller
- Brukes til vekst, helbredelse av sår, erstatning av gamle celler
Eksempel: Når du skader huden, deler hudcellene seg ved mitose for å reparere skaden.
Meiose – produksjon av kjønnsceller
Meiose brukes til å lage kjønnsceller (egg og sædceller).
Hvordan det fungerer:
1. Cellen kopierer sitt DNA
2. Cellen deler seg to ganger
3. Hver ny celle får 23 kromosomer (halvparten av vanlig)
Resultat:
- Fire kjønnsceller med halvt antall kromosomer
- Når egg og sæd smelter sammen, blir det 23 + 23 = 46 kromosomer igjen
Hvorfor halvt antall?
Hvis egg og sæd hadde 46 kromosomer hver, ville barnet fått 92 kromosomer – det fungerer ikke! Meiose sikrer at antall kromosomer holder seg stabilt.
Mitose og meiose
Mitose: Celledeling som gir to identiske datterceller med 46 kromosomer hver.
- Brukes til vekst og reparasjon
- Brukes til vekst og reparasjon
Meiose: Celledeling som gir fire kjønnsceller med 23 kromosomer hver.
- Brukes til å lage egg og sædceller
- Sikrer at antall kromosomer holder seg stabilt gjennom generasjoner
Forskjellen:
- Mitose → 1 celle deler seg 1 gang → 2 identiske celler
- Meiose → 1 celle deler seg 2 ganger → 4 ulike kjønnsceller
📝Oppgave 4.3.3
Hva er forskjellen mellom mitose og meiose?
📝Oppgave 4.3.4
Forklar hvorfor det er viktig at kjønnsceller (egg og sæd) har bare 23 kromosomer i stedet for 46.
Arv
Arv handler om hvordan egenskaper overføres fra foreldre til avkom.
Gener kommer i ulike varianter
Hvert gen kan finnes i ulike varianter som kalles alleler.
Eksempel: Øyenfarge
- Ett gen bestemmer øyenfarge
- Dette genet finnes i ulike varianter (alleler):
- Brun øyefarge (en allel)
- Blå øyenfarge (en annen allel)
Dominant og recessiv
Noen alleler er dominante, andre er recessive.
- Dominant allel: Viser seg selv om du bare har én kopi
- Recessiv allel: Viser seg bare hvis du har to kopier
Eksempel: Øyenfarge
- Brun øyefarge er dominant (vi bruker B)
- Blå øyenfarge er recessiv (vi bruker b)
Mulige kombinasjoner:
- BB → Brune øyne (to dominante alleler)
- Bb → Brune øyne (én dominant, én recessiv – den dominante vinner)
- bb → Blå øyne (to recessive alleler)
Mendels lover (forenklet)
Gregor Mendel var en munk som studerte arv hos erter på 1800-tallet. Han oppdaget grunnleggende prinsipper for arv:
1. Loven om segregering:
- Hvert gen kommer i to kopier (én fra mor, én fra far)
- Når kjønnsceller lages, får hver kjønnscelle bare én kopi
2. Loven om uavhengig arv:
- Gener for ulike egenskaper arves uavhengig av hverandre
- Eksempel: Øyenfarge arves uavhengig av hårfarge
Dominant og recessiv
Allel: En variant av et gen.
Dominant allel: En allel som viser seg selv om du bare har én kopi.
- Skrives med stor bokstav (f.eks. B)
Recessiv allel: En allel som bare viser seg hvis du har to kopier.
- Skrives med liten bokstav (f.eks. b)
Eksempel (øyenfarge):
- BB → Brune øyne
- Bb → Brune øyne (B er dominant)
- bb → Blå øyne
📝Oppgave 4.3.5
En person har genotype Bb for øyenfarge (B = brun, b = blå). Hvilken øyenfarge har personen?
📝Oppgave 4.3.6
To foreldre har begge genotype Bb for øyenfarge (B = brun, b = blå).
a) Hvilke genotyper kan barna få?
b) Hva er sannsynligheten for at et barn får blå øyne?
📝Oppgave 4.3.7
Forklar med egne ord hva Mendels lov om segregering sier.
Mutasjoner
En mutasjon er en endring i DNA-sekvensen.
Hvordan oppstår mutasjoner?
Mutasjoner kan oppstå på flere måter:
1. Feil ved DNA-kopiering
- Når DNA kopieres før celledeling, kan det oppstå feil
- Som stavefeil i et langt dokument
2. Ytre påvirkning
- UV-stråling fra solen (kan gi hudkreft)
- Radioaktiv stråling
- Kjemikalier (f.eks. i røyk)
Typer mutasjoner
1. Punktmutasjon
- Én enkelt nukleotid endres
- Eksempel: ATGC → ATGT (C erstattes med T)
2. Innsetting
- En ekstra nukleotid settes inn
3. Sletting
- En nukleotid fjernes
Konsekvenser av mutasjoner
Nøytrale mutasjoner:
- Har ingen effekt (de fleste mutasjoner)
- Endringen påvirker ikke proteinet
Skadelige mutasjoner:
- Ødelegger proteinet
- Kan gi sykdommer (f.eks. cystisk fibrose)
- Kan gi kreft
Fordelaktige mutasjoner:
- Gir en fordel (sjeldent!)
- Eksempel: Mutasjon som gjør bakterier resistente mot antibiotika
Mutasjoner og evolusjon
Mutasjoner er drivkraften bak evolusjon:
- Mutasjoner skaper genetisk variasjon
- Naturlig utvalg velger ut de mest fordelaktige mutasjonene
- Over lang tid fører dette til nye egenskaper og arter
Mutasjon
Mutasjon: En endring i DNA-sekvensen.
Årsaker:
- Feil ved DNA-kopiering
- UV-stråling, radioaktiv stråling
- Kjemikalier (f.eks. i røyk)
Typer:
- Punktmutasjon: Én nukleotid endres
- Innsetting: Ekstra nukleotid settes inn
- Sletting: En nukleotid fjernes
Konsekvenser:
- Nøytral (ingen effekt)
- Skadelig (sykdom, kreft)
- Fordelaktig (sjelden, men viktig for evolusjon)
📝Oppgave 4.3.8
Forklar hva en mutasjon er, og gi et eksempel på hvordan en mutasjon kan oppstå.
Evolusjonsteorien
Evolusjon er endring av arvelige egenskaper i populasjoner over tid.
Charles Darwin og naturlig utvalg
På 1800-tallet la Charles Darwin fram evolusjonsteorien basert på observasjoner fra en reise til Galápagosøyene.
Darwins hovedidé: Naturlig utvalg
Naturlig utvalg fungerer slik:
1. Variasjon
- Individer i en populasjon er forskjellige (ulike egenskaper)
- Eksempel: Noen finker har lange nebb, andre har korte nebb
2. Konkurranse og overlevelse
- Ikke alle overlever og får avkom
- Noen egenskaper gir fordeler i kampen om ressurser
- Eksempel: Finker med lange nebb kan lettere spise frø fra planter med tykke skall
3. Arv
- Individer med fordelaktige egenskaper overlever oftere
- De får flere avkom
- Avkommet arver de fordelaktige egenskapene
4. Endring over tid
- Over mange generasjoner blir de fordelaktige egenskapene vanligere
- Populasjonen endrer seg (evolusjon)
Eksempel: Finker på Galápagos
- I tørketider blir frø med tykke skall vanligere
- Finker med lange, kraftige nebb kan spise disse frøene
- Finker med korte nebb får ikke nok mat → overlever ikke
- Over generasjoner blir lange nebb vanligere i populasjonen
Viktige poeng om naturlig utvalg
- Individer utvikler seg ikke – det er populasjoner som endrer seg over generasjoner
- Evolusjon har ingen målretning – det er ikke en bevisst prosess
- Egenskaper må være arvelige – kun genetiske egenskaper kan evolusjon påvirke
Naturlig utvalg
Naturlig utvalg: Prosessen der individer med fordelaktige egenskaper overlever og formerer seg bedre enn andre.
Darwins naturlige utvalg i 4 steg:
1. Variasjon: Individer er forskjellige
2. Konkurranse: Ikke alle overlever
3. Arv: Overlevende gir egenskaper videre
4. Endring: Populasjonen endrer seg over tid
Resultat: Evolusjon – arvelige egenskaper endres over generasjoner.
Eksempel: Finker med lange nebb overlever bedre i tørketider → lange nebb blir vanligere.
📝Oppgave 4.3.9
Forklar Darwins teori om naturlig utvalg med egne ord. Bruk et eksempel.
Bevis for evolusjon
Det finnes mange bevis for at evolusjon har funnet sted.
1. Fossiler
Fossiler er levninger eller avtrykk av organismer som levde for lenge siden.
Hva fossiler viser:
- Utdødde arter: Mange arter finnes ikke lenger (f.eks. dinosaurer)
- Overgangsformer: Fossiler som viser mellomformer mellom to grupper
- Eksempel: Archaeopteryx – et fossil som har egenskaper fra både dinosaurer (tenner, klør) og fugler (fjær)
- Endring over tid: Eldre fossiler er mer forskjellige fra dagens arter enn nyere fossiler
Konklusjon:
Fossiler viser at livet på jorda har endret seg over tid.
2. Likheter mellom arter
Homologe strukturer:
Ulike arter har lignende kroppsdeler, selv om de bruker dem til forskjellige ting.
Eksempel:
- Menneskets arm
- Hvalens brystfinne
- Flaggermusens vinge
- Kattens forben
Alle disse har samme grunnstruktur (samme knokler), men brukes til forskjellige ting (gå, svømme, fly).
Hvorfor er dette bevis for evolusjon?
- Fordi de har en felles forfader som hadde denne strukturen
- Over tid har strukturen utviklet seg til ulike formål
3. Embryologi
Embryoer (fostere) av ulike arter ligner hverandre tidlig i utviklingen.
Eksempel:
- Mennesker, fugler og fisk har alle gjellespalter tidlig i fosterutviklingen
- Dette viser at de har en felles forfader
4. DNA-likheter
Jo mer likt DNA to arter har, desto nærmere i slekt er de.
Eksempel:
- Mennesker og sjimpanser har ca. 98-99% likt DNA
- Dette viser at vi har en nær felles forfader
5. Biogeografi
Arter på isolerte øyer (f.eks. Galápagos) er unike, men ligner arter på det nærmeste fastlandet.
Hvorfor?
- Arter fra fastlandet kom til øyene
- De utviklet seg i isolasjon og ble til nye arter
Bevis for evolusjon
Bevis for at evolusjon har funnet sted:
1. Fossiler – viser utdødde arter og endring over tid
2. Homologe strukturer – samme grunnstruktur hos ulike arter
3. Embryologi – embryoer ligner hverandre tidlig i utviklingen
4. DNA-likheter – nært beslektede arter har mer likt DNA
5. Biogeografi – forklarer spredning og isolasjon av arter
Eksempel:
- Archaeopteryx (fossil) har egenskaper fra både dinosaurer og fugler
- Menneskets arm og hvalens finne har samme knokkelstruktur
📝Oppgave 4.3.10
Forklar hvordan fossiler er bevis for evolusjon. Gi et konkret eksempel.
Artsdannelse
Artsdannelse er prosessen der nye arter oppstår.
Hva er en art?
En art er en gruppe organismer som kan få fruktbare avkom sammen.
Eksempel:
- Hest og esel kan få avkom (muldyr), men muldyr er ufruktbare (kan ikke få egne avkom)
- Derfor er hest og esel to ulike arter
Hvordan oppstår nye arter?
1. Geografisk isolasjon
Når en populasjon blir delt i to (f.eks. ved et fjell, elv eller hav), kan de to gruppene utvikle seg forskjellig.
Eksempel:
1. En populasjon av mus lever på fastlandet
2. En storm fører noen mus til en øy
3. Musene på øya lever isolert fra musene på fastlandet
4. Over mange generasjoner utvikler de to populasjonene seg forskjellig:
- Ulike miljøforhold gir forskjellig naturlig utvalg
- Mutasjoner oppstår uavhengig i de to gruppene
5. Til slutt er de så forskjellige at de ikke lenger kan få fruktbare avkom
6. Nå er det to ulike arter!
2. Reproduktiv isolasjon
Selv om to grupper lever samme sted, kan de bli isolert ved at de:
- Parer seg til ulike tider på året
- Bruker ulike paringsritualer
- Har ulike preferanser (f.eks. farge, størrelse)
Over tid kan dette føre til at de blir til to ulike arter.
Artsdannelse tar lang tid
Artsdannelse tar vanligvis tusenvis til millioner av år.
Men hos noen organismer (f.eks. bakterier) kan det gå raskere fordi de formerer seg veldig raskt.
Artsdannelse
Artsdannelse: Prosessen der nye arter oppstår.
Art: En gruppe organismer som kan få fruktbare avkom sammen.
Hvordan oppstår nye arter:
1. Geografisk isolasjon – populasjoner blir skilt (f.eks. av fjell, hav)
2. Forskjellig naturlig utvalg – de utvikler seg ulikt i sine miljøer
3. Mutasjoner – genetiske endringer oppstår uavhengig
4. Reproduktiv isolasjon – til slutt kan de ikke lenger få fruktbare avkom
Tidsperspektiv: Artsdannelse tar vanligvis tusenvis til millioner av år.
📝Oppgave 4.3.11
Forklar hvordan geografisk isolasjon kan føre til at nye arter oppstår. Bruk et eksempel.
📝Oppgave 4.3.12
Drøft følgende påstand: "Evolusjonsteorien er bare en teori, ikke en kjensgjerning."
Forklar hva en vitenskapelig teori er, og diskuter om evolusjonsteorien er godt støttet av bevis.
Oppsummering
Viktige begreper
DNA:
- Arvematerialet i cellene
- Dobbelheliks bygget av nukleotider (A, T, G, C)
- Inneholder gener (oppskrifter på proteiner)
Gen og kromosom:
- Gen: Oppskrift på ett protein
- Kromosom: Struktur som inneholder DNA
- Mennesker har 46 kromosomer (23 par)
Celledeling:
- Mitose: Vanlig celledeling (2 identiske celler)
- Meiose: Produksjon av kjønnsceller (4 celler med 23 kromosomer)
Arv:
- Egenskaper arves fra foreldre til avkom
- Dominant allel viser seg selv med én kopi
- Recessiv allel vises bare med to kopier
- Mendels lover forklarer grunnleggende arvemønstre
Mutasjoner:
- Endringer i DNA-sekvensen
- Kan oppstå ved feil i kopiering, UV-stråling, kjemikalier
- Drivkraft bak evolusjon (skaper genetisk variasjon)
Evolusjon og naturlig utvalg:
- Evolusjon: Endring av arvelige egenskaper over tid
- Naturlig utvalg: Individer med fordelaktige egenskaper overlever bedre
- Darwins fire steg: Variasjon → Konkurranse → Arv → Endring
Bevis for evolusjon:
- Fossiler (overgangsformer, endring over tid)
- Homologe strukturer (samme grunnstruktur)
- DNA-likheter (nært beslektede arter har mer likt DNA)
- Embryologi (embryoer ligner hverandre)
- Observerbar evolusjon (bakterieresistens)
Artsdannelse:
- Prosessen der nye arter oppstår
- Geografisk isolasjon fører til forskjellig naturlig utvalg
- Over tid kan populasjoner bli så forskjellige at de er ulike arter
Nøkkelpunkter
1. DNA inneholder den genetiske informasjonen – oppskrifter på alle proteiner i kroppen
2. Gener arves fra foreldre til avkom – halvparten fra mor, halvparten fra far
3. Mutasjoner skaper genetisk variasjon – drivkraft bak evolusjon
4. Naturlig utvalg driver evolusjon – fordelaktige egenskaper blir vanligere over tid
5. Evolusjon er godt støttet av bevis – fossiler, DNA, anatomi, embryologi
6. Nye arter oppstår ved isolasjon og naturlig utvalg – tar lang tid (tusenvis til millioner av år)
Neste steg
Nå som du forstår arv og evolusjon, er du klar til å:
- Utforske mer om genetikk og DNA-teknologi
- Lære om menneskelig evolusjon
- Forstå økologiske sammenhenger og artsmangfold
- Diskutere etiske spørsmål knyttet til genteknologi