9789147085958 by Smakprov Media AB

SPEKTRUM BIOLOGI ingår i en serie naturvetenskapliga böcker för grundskolans årskurs 7-9. I serien ﬁnns även Spektrum Kemi och Spektrum Fysik. I den här fjärde upplagan hittar du: • • • • • • •

SPEKTRUM

Centralt innehåll i linje med Lgr 11 Kapitelingresser som lyfter fram kursplanens förmågor Målbeskrivningar Perspektiv som uppmuntrar till värdering och ställningstagande Testa dig själv-frågor med begreppsträning Sammanfattningar till varje kapitel Finaler som ger träning inför ämnesproven

BIOLOGI

I varje ämne ﬁnns en Grundbok, en Lightbok och en lärarhandledning. Lightboken är parallell med grundboken och kan användas av elever som vill ha en lättare kurs med mindre textmängd. Böckerna ﬁnns även som Onlineböcker.

BIOLOGI Light

Light

Best.nr 47-08595-8 Tryck.nr 47-08595-8

Susanne Fabricius Fredrik Holm Anders Nystrand

Omslag-Biologi-Light_Spektrum.indd 1

2013-09-25 12.38

BIOLOGI LIGHT

Susanne Fabricius Fredrik Holm Anders Nystrand

LIBER

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 1

2013-09-24 12.20

Bildförteckning Adams, Peter/Photolibrary/Getty Images 120 (1) AFP/Scanpix 163 Ahlin, Ewa/Johner/Getty Images 272 AJ/Irri/Politika/Corbis/Scanpix 287 (1) Alm, Mats/IBL 92 (1) Alvaro Leiva/IBL 6 (2) Amana Images/Getty Images 207 (3) Andersson, Sören/Scanpix 235 (1) Austin, Jim/Jimages Digital Photograph/Flickr/Getty Images 90 (1) AWL Images/Getty Images 63 (3) Barksdale, Bill/Agstock/Science Photo Library/ IBL 285 Bergstedt, Anders/Maskot/Scanpix 205 Betin, Ugurhan/Vetta/Getty Images 26 (1) Billeson, Göran/Scanpix 230 (2) Biophoto Associates/Photo researchers/Getty Images 161 Biophoto/Science Photo Library/IBL 11 Blair, Jonathan/Corbis/Scanpix 9 Blake, Kent/Design Pics/Getty Images 31 (2) Bouys, Gabriel/AFP/Scanpix 154 Bra böckers samling/IBL 211 (1) Bresciani, Claudio/Scanpix 139 Brook, Robert/Science Photo Library/IBL 283 2 Burgess, Dr Jeremy/Science Photo Library/IBL 33, 46 Callow, N. A./NHPA/Photoshot 77 Canadian Centre for Swine Improvement Inc 286 (1) Christie, Bryan 20 CNRI/Science Photo Library/IBL 183 (1), 210 (1) Coalbrookdale by Night, oljemålning Philips James de Loutherbourg 1801. 123 (1) Crabtree, Michael/PA Wire/Scanpix 232 (2) Cropp, B./IBL 67 Crown Copyright Coourt/IBL 50 (2) Csa Plastock/CSA Images/Getty Images 244-245 Dadzitis, James/SWNS/Scanpix 226 (2) Darrow, Paul/The New York Times/Scanpix 282 Daynes, Plaillye/Ibl 95 (1) Dee, Breger/Photo Researchers/Getty Images 48 (2) Devries/Science Photo Library/IBL 274 Dimitrov, Martin/E+/Getty Images 246 Du cane Medical Imaging LTD/Science Photo Library/ IBL 232 (1) Edén, Elisabeth/Scanpix 133 Ehrenström, Fredrik/Naturfotograferna/IBL 136 (2) Ehret, Georg Dionysios/ Illustrationer till Linnés sexualsystem Systema Naturae 19 Eliasson, Pär/IBL 228 (3) Engels, Harry/Getty Images 175 Epstein, Lars/Scanpix 134 (1), 150 (1) Ericson, Bertil/Scanpix 124, 255 Erik Lam/Shutterstock 13 Eriksson, Göte/Naturfotograferna/IBL 53 (2) Eritja, Roger/Oxford Scientific/Getty Images 61 (2) Eurenius, Benkt/Scanpix 226 (1) Eye of Science/Science Photo Library/IBL 170 Ferorelli, F/INA Agency 93 First Light/IBL 76 (1) Fitzharris, Tim/Minden Pictures/Getty Images 90 (2) Fraser, Simon/Royal Victoria Infirmary, Newcastle Upon Tyne/Science Photo Library/IBL 276 Fredriksson, Christer/Naturbild/Johnér 138 Fridén, Hasse/Scanpix 279 (1) Frisk, Gunnar/Naturbild/Johner 105 (1) Främst, Johan/Kamerareportage/Scanpix 140 Gaillarde, Raphael/Gamma/Getty Images 278 Garlick, Mark/Science Photo Library/Getty Images 65 (1) Gaudin, Mary/Millenium/Scanpix 180 (3), 268 Georgette Douwma/Photographer’s Choice/Getty Images 7 Gerdehag, Peter/Folio 112 (1) Gibbons, Bob/Science Photo LIbrary/IBL 18 Godfroid, Boris/Solent News/Rex Features/IBL 45 Good, Anders/IBL 63 (1) Gow, Jessica/Scanpix 86 (1), 198 Grahn, Jan/Naturfotograferna/IBL 110 Granefeldt, Lena/Johneer Image/Getty Images 31 (1) Granger Collection/Scanpix 8 Grill, Jamie/Tetra Images/Getty Images 207 (2) Gross, Petr/Stockfood/Scanpix 60 (6) Gschmeissner, Steve/Science Photo Library/IBL 177 (2), 193 Gustafson, Göran/Scanpix 102 (1) Gustafsson, Jeppe/Scanpix 242 Gustafsson, Kristina/Scanpix 34 (2)

264-296_10_Arvet_gener och bioteknik.indd 296

Göran Ekström/Naturfotograferna/IBL 29 (5) Hagman, Tore/Naturfotograferna/IBL 56, 125 (2) Haid, Rolf/DPA/Scanpix 258 (2), 263 (1) Hamilton, Rolf/UNT/Scanpix 100 (2) Hanneberg, Peter/Scanpix 116 Hanno, Johanna/Bildhuset/Scanpix 118 (1), 145, 240 (1), 290 (1) Harvey, Martin/Corbis/Scanpix 63 (2) Hasse Schröder/Naturbild/Johnér 101 Henrik Montgomery/Scanpix 6 (1) Henriksson, Thomas/Scanpix 209 Herbert, Gerald/AP/Scanpix 130 Hill, Ethan/Contour/Getty Images 187 Hofgren, Anders/GP/IBL 156 (2) Hopkin, Steve/Ardea 72 (1) Houston, Scott/Sygma/Corbis/Scanpix 237 (1) Howell, Michael/Index Stock/Scanpix 247 Huerta, Anna/Johner/Getty Images 202 (2) Huett Nilsson, Ulf/Johner Images/Getty Images 100 (1) Håkansson, Åke/Scanpix 266 Image Source/Getty Images 221 (1) Interscope Records/AP/Scanpix 237 (2) Iwago, Mitsuaki/Minden Pictures/Getty Images 17 Javellana, John/Reuters/Scanpix 281 Jennersten, Ola/Naturfotograferna/IBL 48 (1) Johnston, Don/AGE/Scanpix 103 Junge, Heiko/Scanpix 171 Kallista Images/Getty Images 108 (2) Kemp, Mike/Rubberball/Getty Images 220 (3) Kindler, Andreas/Johner/Getty Images 207 (1) Kiolero/Flickr/Getty Images 271 Konig, George/Hulton Archive/Getty Images 287 (2) Korovin, Vitaly/Shutterstock 98 (6) Kristof, Emory & Chandler, Alvin/National Geographics/Getty Images 62 Kulyk, Mehau/Science Photo Library/IBL 264 (1) Kustbevakningen/Scanpix 137 (2) Lanting, Frans/Corbis/Scanpix 81 Larsson, Henrik/Shutterstock 98 (1) Leen, Nina/Time & Life Pictures/Getty Images 92 (2) Lehtikuva/Scanpix 257 (2) Leroy, Francis/Biocosmos/Science Photo Library/ Getty Images 251 Lescourret, Jean-Pierre/Lonely Planet Images/Getty Images 147 Lessing, Erich/IBL 224 Levenson, Alan/Stone Sub/Getty Images 24 Liber Arkiv 230 (1) Lilja, Torbjörn/Naturfotograferna/IBL 42 Liljefors, Anja/Scanpix 260 (1) Lindau, Åke/IBL 15 (2) Lindbom, Staffan/BLT/Scanpix 259 Linderheim, Alf/Naturfotograferna/IBL 49, 280 (2) Lindqvist, Lars/DN/Scanpix 277 Lissac, Philippe/Corbis/Scanpix 202 (1) Lucas, Ken/Visuals Unlimited/Getty Images 64 (3) Lukasseck, Frank/Photographer›s Choice/Getty Images 68 (1) Lundahl, Pontus/Scanpix 54 (1), 222 (2), 283 (1) Lundberg, Bengt/Naturfotograferna/IBL 82 Lundberg, Tor/Naturfotograferna/IBL 105 (2) Lundgren, Hampus/DN/Scanpix 129, 150 (2) Lundmark, Gunnar/SvD/Scanpix 254 Løken, Bård/NN/Samfoto/Scanpix 253 Magnusson, Roine/Naturbild/Johner 107 Maohua, Fei/Xinhua/Scanpix 152 (1) Marks, Bodo/DPA/Scanpix 222 (1) Martin, Dave/AP/Scanpix 128 Martinsson, Magnus/Naturfotograferna/IBL 57 Maskot/Scanpix 260 (2) Mathiasson, Lennart/Naturfotograferna/IBL 228 (2) Maudsley, Toby/The Image Bank/Getty Images 96 Mayhew, Craig & Simmon, Robert/NASA GSFC 126 McCarthy, David/Science Photo Library/IBL 182 McKinney, Andrew/Dorling Kindersley/Getty Images 206 (1) Medical Body Scan/Photo Researchers/IBL 221 (2) MedicalRF.com/Getty Images 228 (1) Michael Melford/National Geographics/Getty Images 14 Mikrut, Jack/Scanpix 279 (2) Mok, Marcus/Radius Images/Scanpix 184 Montgomery, Henrik/Scanpix 190 (3) Morenatt, Emilio/AP/Scanpix 181 (1)

Motta, Prof. P.M. & Correr, S./Science Photo Library/ IBL 167, 180 (2) Motta, Prof. P.M./Science Photo Library/IBL 269 Mårtensson, Erik/Scanpix 243 Mårtensson, Ralph/Megapix 68 (2), 69 Nackstrand, Jonathan/AFP/Scanpix 141 Nanihta Photography/Flickr/Getty Images 204 Nantell, Anette/Scanpix 125 (1), 195 Nasa 135 2 Naturbild 111 (1) Nature PL/IBL 87 (1) Nilsson, Lennart/Scanpix 192, 220 (1,2), 258 (1), 265 Nischinaga, Susumu/Science Photo Library/IBL 165 Noah›s Ark, oljemålning Edward Hicks 1846. 26 (2) Norenlind, Nils-Johan/Tiofoto/NordicPhotos 263 (2) Norström, Lennart/Naturfotograferna/IBL 29 (6) Noyelle, Fred de/Godong/Corbis/Scanpix 185 Nyström, R/Naturbild/Johner 134 (2) Olsson, Tord/Scanpix 275 (1) Palm, Ulf/Scanpix 206 (2), 225 (1) Pasieka/science Photo Library/IBL 180 (1) Pavlov, Andrey/Shutterstock 98 (3) Persson, Fredrik/Scanpix 213 Pesten i Neapel 1656 oljemålning Carlo Coppola/ Roger-Viollet/IBL 210 (2) Pettersson, Lasse/Scanpix 212 (1) Photo Insolite Realite/Science Photo Library/ IBL 74 (1) Photo Researchers/Getty Images 256 Photo Researchers/IBL 219 (1) Photodisc 79, 142 Pickett, Robert/Corbis/Scanpix 84 Pinzon, Keri/Lifesize/Getty Images 208 Plailly, Philippe/AFP/Scanpix 61 (1), 94 (1) Poodles Rock/Corbis/Scanpix 241 (3) Porträtt av Charles Darwin» George Richmond, vattenfärg sent 1830-tal. 15 (1) Powell, John/Liverpool FC/Getty Images 257 (1) Pozo, Marcelo del/Reuters/Scanpix 264 (2) Produktbild 286 (2) Psihoyos, Louie/Corbis/Scanpix 188 (2) Ragnvid, Magnus/Johner/Getty Images 29 (1), 60 (1), 98 (7), 149 (1), 179 (1), 200 (1) Rakusen, Monty/Cultura/Getty Images 50 (1), 120 (2) Reader, John/IBL 94 (2) Rees, Stephen/Shutterstock 98 (4) Rennéus, Ulf/Mary Square Images 280 (1) Rex Features/IBL 156 (1) Risberg, Ulf/Naturfotograferna/IBL 74 (2) Ritterbach/F1online/Getty Images 51 Rodrigues, Mauro/Shutterstock 98 (2) Rourke, Matt/AP/Scanpix 212 (2) Ruetschi, Martin/Keystone/Scanpix 231 (2) Ruoso, Cyril/JH Editorial/Scanpix 102 (2) Röhsman, Björn/Naturfotograferna/IBL 72 (2) Scagnetti, Ezequiel/Reporters/Scanpix 252 Schützer, Jan/Naturfotograferna/IBL 111 (2) Schön, Erling/Naturfotograferna/IBL 76 (2) Science Photo Library/IBL 55 (1,2), 95 (2), 121, 169 Science VU/Visuals Unlimited/Corbis/Scanpix 211 (3) Seelam, Noah/AFP/Scanpix 284 Shutterstock 29 (2,3,4), 34 (1), 35 (1,2), 36, 54 (2), 59, 60 (2-5,7-8), 64 (1), 83, 98 (5,8,9,10), 113, 118 (2,3), 119 (1-5), 149 (2-4), 179 (2-4), 190 (1,2), 191, 200 (2-4), 201, 240 (2,3), 262 (1-4), 290 (2,3) Silkesborg Museum, Danmark/Munoz-Yague/ Science Photo Library/IBL 41 Simonsson, Ulf/Tiofoto/NordicPhotos 143 Sjöbergs Bildbyrå 88 (2) Sjöqvist, Lars/Scanpix 90 Sjöström, Åsa/Scanpix 144 Skerry, Brian/National Geographic/Getty Images 112 (2) Sköld, Fredik/Photographers Choice/Getty Images 211 (2) SMC Images/Photodisc/Getty Images 181 (2) Sochor, Jan/Scanpix 146 Stadener, Sam/Scanpix 229 Stanfield, James L./National Geographics Creative/ Getty Images 88 (1) Stocker, Les/Oxford Scientific/Getty Images 87 (2)

Strand, Hans/Photographer›s Choice/Getty Images 108 (1) Summer, Ada/Fancy/Scanpix 197 (1) Szuztka, Peter/Hemera/Getty Images 64 (2) TAO Images/Getty Images 114 Taylor, Valerie/Ardea 78 Tek Image/Science Photo Library/IBL 273 Tompkinson, Geoff/Science Photo Library/IBL 225 (2) Touzon, Raul/National Geographics/Getty Images 71 Trons/Scanpix 233, 234, 235 (2) Turvey, Hugh/Science Photo Library/IBL 152 (2) Tuten, Jim/AP/Scanpix 85 (1) Veisland, Bo/Science Photo Library/IBL 270 Verderber, Gustav W./Visual Unlimited/Getty Images 16 Wallerstedt, Mikael/Scanpix 197 (2) Walström, Susanne/Johner Images/Getty Images 250 Wedeen, VJ & LL Wald, Harvard/HGH and the Human Connectome Project 188 (1) Wei, Shi/ChinaFotoPress/Getty Images 109 Wheatcroft, Woods/Aurora Creative/Getty Images 186 Widing, Peter/Scanpix 231 (1) Wiking, Micael/Scanpix 122 Yeh, Tomas/IBL 136 (1) Young,Chris/AP/Scanpix 241 (1) Yu, Anna/Photographer›s Choice/Getty Images 118 (4), 240 (4), 290 (4) Zankl, Solvin/Visuals Unlimited/Getty Images 275 (2) Zoonar/Getty Images 48 (3)

2013-09-25 10.27

ISBN 978-91-47-08595-8 © 2013 Susanne Fabricius, Fredrik Holm, Anders Nystrand och Liber AB Redaktion: Peter Larshammar Formgivare: Lotta Rennéus Bildredaktör: Mikael Myrnerts Teckningar: Typoform, Anders Nyberg 203, 214-218, 233, 272 Produktion: Adam Dahl Andra upplagan 1 Repro: Repro 8 AB, Stockholm Tryck: Kina 2013

KO P I E R I N G S FÖ R B U D 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, 113 98 Stockholm Tfn 08-690 92 00 www.liber.se kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01 e-post: kundservice.liber@liber.se

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 2

2013-09-30 14.06

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 fram – 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 ställningstaganden. Här tränas förmågan att skilja värderingar från fakta och att utveckla ett kritiskt tänkande kring argument och källor. Varje avsnitt avslutas med Testa dig själv-frågor och begreppsträning kallad Förklara begreppen. Kapitlen 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 betonas 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 centralt tema. Vikten av biologisk mångfald och hur vi använder naturresurserna tas även upp i ekologikapitlet. Evolutionen ska enligt kursplanen vara den grund biologiämnet vilar på och presenteras därför tidigt i boken för att fördjupas i följande kapitel. Kapitlet ”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, adjunkt i biologi och kemi med lång undervisningserfarenhet från skolans olika stadier. Kapitel 4–5 och 10 har skrivits av Fredrik Holm, biolog, miljövetare och frilansskribent. Anders Nystrand är leg. läkare och medicinjournalist och har skrivit kapitel 6–8 och 10. 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.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 3

2013-09-24 12.20

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Innehåll 1

Liv i utveckling 6 1. Från enkelt till komplicerat liv 7 2. Forskning gav ny syn på livet 11 3. Evolutionens drivkrafter 15 4. Organismernas släktskap 19

Djurens liv 61

5. Vetenskap och ovetenskap? 22

1. Världens alla djur 62

PERSPEKTIV: Tro eller vetande 26

2. Ryggradslösa djur – mest i vatten 66

Finalen 29

3. Maskar – parasiter och jordbrukare 70 4. Leddjur har böjligt hudskelett 72

Utan grönt inget liv 31

5. Fiskar, groddjur och kräldjur 78

1. Fotosyntesen fångar in solenergi 32

6. Fåglar – från ödlor till ”flygmaskiner” 83

2. Förbränningen frigör energi 36

7. Däggdjur – vi och våra släktingar 87

3. Stora och små alger 39

PERSPEKTIV: Vargdebatt 90

4. Sporväxter 41

8. Människans utveckling 93

5. Växter med frön 43

Finalen 98

PERSPEKTIV: Hotad pollinering? 50 6. Svampar – varken växter eller djur 52

Ekologi 100

7. Lavar – svamp och alg i samarbete 56

1. Liv i samspel 101

Finalen 59

2. Energi och materia 104 3. Olika känsliga system 107 4. Bruka utan att förbruka 110 PERSPEKTIV: Tar fisken slut? 114 Finalen 118 5

Naturbruk och miljö 120 1. Människan omformar naturen 121 2. Människans ekosystem 124 3. Klimat i förändring 127 PERSPEKTIV: Fossilfritt till år 2050? 130 4. Förorenad luft 132 5. Övergödning 136 6. Miljögifter och avfall 138 7. En hållbar utveckling 142 PERSPEKTIV: Konsumtion - vår tids fråga 146 Finalen 149

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 4

2013-09-24 12.20

1. LIV I UTVECKL IN G

Vår fantastiska kropp 152 1. Celler i samarbete 153 PERSPEKTIV: Stamceller framtidens reservdelar? 156 2. Maten ger näring till cellerna 159 3. Andningen fixar syre till cellerna 162 4. Hjärta och blodomlopp 164 5. Så försvarar sig din kropp 169

Sex och relationer 241 1. På väg att bli vuxen 242

7. Musklerna ger dig rörelseförmåga 174

PERSPEKTIV: Hur jämställda är vi?

8. Huden – skydd och luftkonditionering 176

2. Lär känna din kropp 247

Finalen 179

3. Sexuellt samliv 250

244

4. Säker sex 254

Nervsystemet styr din kropp 181 1. Så fungerar ditt nervsystem 182

5. Från liv till död 258

2. Vår hjärnbark gör oss unika 185

Finalen 262

PERSPEKTIV: Bestämmer du eller din hjärna? 188

6. Skelettet- lätt men starkt som stål 172

Gener och bioteknik 264

3. Lukt, smak och känsel 190

1. Gener är recept på proteiner 265

4. Synen – ett ljuskänsligt sinne 192

2. Gener för arvet vidare 269

5. Örats sinnen – hörsel och balans 194

3. Sjukdomsgener och genteknik 274

6. Hormoner är kemiska budbärare 196

PERSPEKTIV: Gentester på gott och ont 276

Finalen 200

4. Från avel till genslöjd 279

Hälsa och sjukdom 202

5. Gener med nya uppdrag 282

1. Vad är hälsa och sjukdom? 203

6. En bot mot världssvälten? 285

2. Träning, mat och sömn 205

Finalen 289

3. Bakterier och virus – vänner och fiender 210 4. Hälsoproblem hos unga 214 5. Vanliga sjukdomar hos vuxna 219 PERSPEKTIV: Bakterierna slår tillbaka 222 6. Sjukvård och alternativ medicin 224 7. Droger och beroende 230 Finalen 239

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 5

2013-09-24 12.20

Att göra fältstudier i en tropisk regnskog kan vara spännande. Tror du att det fortfarande ﬁnns chans att hitta nya arter?

Bland djuren är den biologiska mångfalden störst hos insekterna. Varför är det så tror du?

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?

HÄR FÅR DU LÄRA DIG

INNEHÅLL

•

formulera vad som är typiskt för alla levande organismer

1.1 Från enkelt till komplicerat liv

•

beskriva livets uppkomst utifrån naturvetenskapliga teorier och modeller

1.2 Forskning gav ny syn på livet

•

hur forskning kunde gå till förr och hur upptäckter lett till ny kunskap

1.3 Evolutionens drivkrafter

•

redogöra för begreppet art och artbildning

1.4 Organismernas släktskap

•

beskriva hur organismer identiﬁeras, sorteras och grupperas

1.5 Vetenskap och ovetenskap

•

använda kunskaper för att ta ställning och diskutera viktiga frågor i samhället

PERSPEKTIV Tro eller vetande?

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 6

2013-09-24 12.20

1.1

Från enkelt till komplicerat liv

För 4,6 miljarder år sedan tändes vår sol i den galax vi nu 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 som har lämnat spår vi kan studera än 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 sin omgivning. Alla levande varelser kallas gemensamt för organismer. Hit räknas allt från pyttesmå bakterier till jättestora växter och djur. 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.

En av de platser där den biologiska mångfalden är som störst är i korallreven.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 7

2013-09-24 12.20

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Planeten jorden blir till Vårt universum blev till för cirka 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 som omgav den unga solen. Det var en våldsam tid där den unga jorden ständigt krockade med kometer. Krockarna värmde jorden till en smält massa. När krockarna minskade sjönk temperaturen och jordytan började stelna till hårt berg med vulkaner. Kometerna innehöll mängder av is. När de träffade den heta jorden bildades vattenånga. När jorden svalnade övergick den till regn som sakta fyllde de första haven. Hav och luft innehöll nu många olika kemiska ämnen. Med hjälp av dem kunde livets enklaste kemiska byggstenar bildas.

Den tidiga jordens yta var ett hav av ﬂytande lava. Först när krockarna med andra himlakropppar slutade sjönk temperaturen och lavan stelnade till berg.

Livets uppkomst – kopierande molekyler En av de tidiga ”livsmolekyler” som uppstod var enkla föregångare till DNA, det ämne som våra arvsanlag består av. Unikt för dem var att de kunde göra kopior av sig själva – en förutsättning för liv och utveckling. Runt detta enkla DNA bildades med tiden en tunn, skyddande hinna – ett cellmembran. En första enkel urcell hade bildats. Nu kunde cellerna 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 för att sätta ihop nya kemiska byggstenar för att cellen skulle kunna växa och föröka sig. Som energikällor kunde de första urcellerna använda enkla kemiska kolföreningar och vulkaniska gaser i havet.

ENORMA TIDSRYMDER

1 miljard år = 1 000 miljoner år = 1 000 000 000 år

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 8

2013-09-24 12.20

1. LIV I UTVECKL IN G

För drygt 3,5 miljarder år sedan bildades kolonier av encelliga bakterier som kallas stromatoliter. De kunde fånga in solenergi och bilda syre genom fotosyntes. Än idag ﬁnns sådana kolonier i Australien.

Fotosyntesen – en syrerevolution De första cellerna var mycket enkelt byggda och liknade på många sätt dagens bakterier. En del levde i heta miljöer vid vulkaner på havsbottnen. Men redan vid den tiden började celler med grönt 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 Tack vare fotosyntesen ökade nu 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 hjälp av syre. Högt uppe i atmosfären bildade syret 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.

IA 9

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 9

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Syrehalt i atmosfären

Syrehalten ökade rejält för drygt 500 miljoner år sedan. Därefter har den varierat och skapat nya förutsättningar för livets utveckling.

30 %

20 %

Jorden bildas

Blågröna bakterier

Bakterier

Syrehalten stiger i atmosfären

Liv på land

0% 4,6 4

0,5

idag

Miljarder år från idag

Föregångare till växter, svampar och djur De tidigaste föregångarna till dagens växter och djur utvecklades 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. 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 flercelliga alger.

TESTA DIG SJÄLV 1.1 FÖRKLARA BEGREPPEN

• biologi • organism • DNA • klorofyll • ozon 1.

Vad är typiskt för allt liv?

Beskriv jordens barndom för cirka 4 miljarder år sedan.

Hur bildades de första haven på jorden?

Varför är det kemiska ämnet DNA så viktigt?

Hur tror man att den första urcellen bildades?

Varför var det så viktigt för livet att det utvecklades celler med klorofyll?

På vilket sätt var ozonskiktet viktigt för livets utveckling?

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 10

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

1.2

Forskning gav ny syn på livet

Liv kan bestå av 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 ögat, 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 därför encelliga. Men många organismer, både bland växter och djur, är flercelliga och består av en mängd celler som samarbetar. Men att livet är byggt av celler har vi inte alltid vetat. 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. Nu upptäckte man också att det fanns bakterier. 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.

Med de enkla mikroskop som fanns på 1600-talet öppnades en helt ny värld för forskarna. Överst syns en skiss av de mikroorganismer man nu kunde se.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 11

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Celler – både lika och olika När man jämför djur- och växtceller ser man att de har både likheter och olikheter. Växtcellen är ofta större och innehåller delar som djurcellen saknar. Båda har ett tunt cellmembran, men växtcellen har 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 grönt klorofyll med vars hjälp fotosyntesen kan ske. Alla de delarna saknas i djurcellen. En viktig del som finns i alla celler utom hos bakterier är cellkärnan. Den innehåller arvsanlagen, DNA, med all information som bestämmer vad som ska hända i cellen och hur organismen ska utvecklas.

Djurcell

Växtcell Cellkärna

Cellmembran

Cellvägg Kloroplast

Runt djurceller ﬁnns ett tunt cellmembran

Cellsaftrum

Växtcellen kan med hjälp av sitt klorofyll tillverka både mat och syre.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 12

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

Fältstudier på Linnés tid Men forskningen skedde inte bara vid mikroskop. Redan på den tiden gjorde man fältstudier i naturen. Den kända svenska biologen Carl von Linné gjorde på 1700-talet vandringar kring Uppsala där han bodde. Han undervisade sina elever om vad som var ätligt, giftigt eller kunde användas som läkemedel. På så sätt gjorde han också en samhällsinsats. Linné gjorde även resor i Sverige och till andra länder och spred sina tankar till vetenskapsmän över hela världen. På den tiden fick man gå, åka med hästar eller färdas med båt. Men eftersom Linné lätt blev sjösjuk skickade han sina elever på sådana resor. De hade sedan med sig spännande organismer hem från hela världen. Många är uppstoppade eller ligger i sprit och kan studeras än idag, 300 år senare. 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. 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 7 000 växter och 4 000 olika djur. 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. Än idag använder biologer, läkare och veterinärer i hela världen latinska namn på olika organismer, kroppsdelar och sjukdomar. 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.

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. Vitklöver, Trifolium repens

Det ﬁnns många olika hundraser. Men alla tillhör samma art. Canis familiaris, tamhunden.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 13

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Fossil avslöjade livets utveckling Om du 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. 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. Under 1600-talet och framåt, när det var 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. Senare började man inse att de märkliga fossilen måste vara spår av utdöda växter och djur. Livet var mycket äldre än man tidigare trott. Fossil som man hittade i de undre berglagren 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 långsamt över en mycket lång tid?

Trilobiter var en sorts kräftdjur som idag är vanliga fossilfynd.

TESTA DIG SJÄLV 1.2 FÖRKLARA BEGREPPEN

• cellmembran • cellkärna • artnamn • fossil 1.

Rita och beskriv skillnaderna mellan en växtcell och en djurcell.

Berätta om Carl von Linnés fältstudier.

Vad utgick Linné ifrån när han delade in organismerna?

Varför kan inte hundar och katter få ungar med varandra?

Vad måste gälla för att två individer ska tillhöra samma art?

Hur bildas fossil?

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 14

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

1.3

Evolutionens drivkrafter

Vi har alltid funderat på varifrån vi och andra organismer kommer. Några hittar svaren i sin religion, andra söker vetenskapliga förklaringar. Den vetenskapliga bilden av livets utveckling förklarar hur biologiska drivkrafter kunnat leda till den mångfald vi ser idag. Och det var Charles Darwin som först förstod sambanden.

Utvecklingsläran föds Under 1800-talet växte nya tankar fram om att livet hade utvecklats och förändrats under lång tid. Fossilfynden pekade på en utveckling från enklare till mer komplicerade livsformer. Kunskaperna om hur livet utvecklats kallades utvecklingsläran eller evolutionsläran. Flera naturforskare försökte hitta förklaringar till livets utveckling. Mest känd blev Charles Darwin. Han drog bland annat slutsatser från de många fossilfynd som gjorts av olika forskare de senaste århundraderna. Hans grundtankar om hur utvecklingen gått till gäller än idag. Charles Darwin levde på 1800-talet. Under sina båtresor till bland annat Galapagosöarna utanför Sydamerika upptäckte han en mångfald av djur. Han såg bland annat att samma sorts fåglar såg olika ut på olika öar. Hans teori var att det berodde på att de under lång tid hade anpassat sig till de olika miljöerna på öarna. Fåglarna hade de utvecklats olika. År 1859 kom Darwins revolutionerande bok ”Om m arternas uppkomst” som beskrev hur livets utveckling – evolutionen – från enklare till mer komplicerade formerr hade gått till. Boken väckte stor uppståndelse, bland annat för att den antydde att människan skulle vara släkt med aporna.

Charles Darwin.

Darwin påstod att alla arter hade samma ursprung. Att vi skulle ha utvecklats från aporna inspirerade många tecknare.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 15

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Djuren får ﬂer ungar än som kan överleva till vuxen ålder. Rovdjuren tar ofta de djur som är gamla eller svaga.

Det naturliga urvalet – grunden för evolutionen Darwin ansåg att det är ett naturligt urval som är grunden till all utveckling. Urvalet bygger på att både djur och växter får mer avkomma än som kan överleva till vuxen ålder. Och bland avkomman finns alltid en variation av egenskaper. De individer som har någon egenskap som ger dem större chans i konkurrensen om att skaffa mat, bli vuxna och föröka sig har störst chans att överleva. Det naturliga urvalet beror med andra ord på hur väl individens egenskaper är anpassade till miljön den lever i. De bäst anpassade överlever. Levande varelser har under utvecklingens gång varit olika bra på att klara sig i olika miljöer. Djur som lever i öknar måste till exempel ha egenskaper som gör att de tål värme och torka. De individer som klarat sig bäst i sin miljö har kunnat föröka sig och få ungar som lever vidare. Men miljön kan ändras. Det kan till exempel bli ännu torrare. Då kommer bara de ungar som bäst klarar den torrare miljön att överleva. När de sedan förökar sig förs den egenskapen vidare till deras ungar. På så sätt utvecklas hela tiden nya organismer med nya egenskaper. Genom det naturliga urvalet har en enorm biologisk mångfald av organismer utvecklats. Alla med en mängd olika egenskaper. Tack vare en stor biologisk mångfald är livet bättre rustat för framtida förändringar, som kräver nya egenskaper för att individerna ska kunna överleva.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 16

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

Genom sexuell förökning får ungarna anlag från både mamman och pappan. Det ger stor variation och många nya egenskaper.

Hur en ny art blir till Grunden för det naturliga urvalet är att det finns en stor variation av egenskaper inom arten. Variationen kan öka tack vare att det sker förändringar i arvsanlagen, så kallade mutationer. Mutationer kan skapa helt nya egenskaper hos avkomman som ibland ger fördelar. Ännu större möjligheter till variation finns det hos organismer som förökar sig sexuellt. Hos dem blandas arvsanlagen från föräldrarna och ger en stor variation med många nya egenskaper hos ungarna. Några får lite bättre förutsättningar att överleva genom det naturliga urvalet. Det är alltså inte den starkaste som överlever, utan den som är bäst anpassad till sin miljö. Under lång tid, ibland flera tusen års tid, kan det naturliga urvalet förändra en grupp inom en art så mycket att den inte längre kan få barnbarn med individer ur den ursprungliga gruppen. Då har en ny art bildats.

Galapagosöarnas ﬁnkar har anpassat sig till olika sorters mat på de olika öarna. Näbbformen visar tydligt vilka fåglar som fångar insekter och vilka som äter frön eller nötter.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 17

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Ängen är en plats där det ofta ﬁnns en stor biologisk mångfald med många olika arter av växter och djur.

Biologisk mångfald Det är livets ständiga anpassning till nya miljöer som har skapat den variation och mångfald som finns idag. Vissa miljöer är ovanligt rika på biologisk mångfald. I de tropiska regnskogarna finns exempelvis minst hälften av världens alla arter. Hittills har vi upptäckt och gett namn åt nästan 2 miljoner av dem. Varje år upptäcks nya, samtidigt som många försvinner för alltid. Det är viktigt att bevara en stor biologisk mångfald med många olika organismer. En anledning är att alla, även vi, är mer eller mindre beroende av varandra. En annan är att vi människor har nytta av den biologiska mångfalden. Vi kan exempelvis få mediciner och mat från växter och djur. Idag hotar klimatförändringar, naturkatastrofer, skövling av naturen och gifter vi släpper ut den biologiska mångfalden runt om i världen. Vi behöver alla hjälpas åt för att bevara den biologiska mångfalden.

TESTA DIG SJÄLV 1.3 FÖRKLARA BEGREPPEN

• evolutionslära • mutation • biologisk mångfald 1.

Vilka vetenskapliga upptäckter gjorde att man under 1800-talet började ifrågasätta den religiösa bilden av hur livet uppstått och utvecklats?

Varför väckte Darwins bok ”Om arternas uppkomst” sån uppståndelse?

Vad menas med naturligt urval?

Varför är det viktigt med en stor variation av egenskaper inom en art?

Beskriv hur en ny art kan bli till.

Varför är biologisk mångfald viktig för evolutionen?

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 18

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

1.4

Organismernas släktskap

Reser man runt i världen eller tittar på naturprogram upptäcker man att det ﬁnns väldigt många olika organismer. De kan vara stora eller små och se ut nästan hur som helst. Man kan fråga sig hur organismer som är så olika varandra ändå kan vara släkt. För släkt är vi – vi har alla utvecklats från enkelt encelligt liv i jordens urtid.

Utseende och DNA visar på släktskap Än idag används Linnés system för att namnge och systematisera olika organismer. Men mycket har hänt sedan dess. Kunskapen om hur livet har utvecklats och hur nya arter bildats ur gamla gör det möjligt att rita släktträd. De olika grenarna i trädet visar hur nya arter har utvecklats från ett gemensamt ursprung. Under lång tid kunde forskare som ritar släktträd bara studera likheter och skillnader i organismernas yttre utseende. Idag kan vi även undersöka likheter i organismernas inre. Under senare år har vi till exempel lärt oss jämföra olika organismers arvsanlag, DNA, och på så sätt se hur nära släkt de är med varandra. Även sättet olika djur beter sig på kan förklara släktskap.

I Linnés sexualsystem ordnades växterna i 24 olika grupper utifrån hur deras könsorgan, med ståndare och pistill, såg ut.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 19

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Höna eller människa? Något som också varit till stöd för forskningen om hur organismerna är släkt är hur fosterutvecklingen går till. Fostren från en fisk, höna, gris, kanin och människa är svåra att skilja åt. Att alla ryggradsdjur under utvecklingen, från foster tills vi föds, genomgår ungefär samma stadier ses som ännu ett starkt bevis för att vi alla har ett gemensamt ursprung. Fosterutveckling hos några ryggradsdjur. Det är inte svårt att se att de tidiga stadierna har ﬂest likheter.

Fisk

Människan, valen och ﬂaddermusen är alla däggdjur. Släktskapet syns bland annat i deras skelettben som har anpassats till olika miljöer.

Höna

Gris

Kanin

Människa

Anpassning till miljön Djur kan också se väldigt olika ut till sitt yttre, men ändå ha inre likheter som tyder på släktskap. De yttre skillnaderna visar hur organismerna anpassats till olika miljöer. Vi kan till exempel jämföra händerna hos olika däggdjur. Släktskapet mellan en människa, val och fladdermus syns tydligt om vi tittar på de skelettdelar som finns i handen, fenan och vingen.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 20

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

Behovet styr utseendet Ibland kan två arter som inte alls är släkt ändå likna varandra till det yttre. Den yttre likheten beror då på en anpassning till en liknande miljö. En val liknar till exempel på många sätt en fisk. Den har fiskens form och lever i vattnet. Trots likheterna är valen ingen fisk. Den är ett däggdjur precis som vi och föder ungar som diar. Valen är ett exempel på hur djur som levt på land har återvänt till vattnet och där anpassat sig till den nya miljön.

Eukaryoter Djur Växter Lavar

Indelning i domäner I takt med alla nya upptäckter har forskarna delat in organismerna på nya sätt. Idag delas allt liv in i tre stora grupper som kallas domäner. Varje domän är sedan indelade i mindre grupper och slutligen i familjer, släkten och arter. Den första stora gruppen kallas eubakterier. Den andra är ganska lika bakterier men kallas arkéer. Till den sista gruppen – de eukaryota organismerna – hör alla organismer som har en cellkärna, som svampar, djur och olika gröna organismer. Till den gruppen hör även vi.

Svampar

Alger

Eubakterier

Arkéer

Allt liv delas idag in i tre stora grupper – eubakterier, arkéer och eukaryoter.

TESTA DIG SJÄLV 1.4 FÖRKLARA BEGREPPEN

• släktträd • fosterutveckling • domän • eukaryot 1.

Vad stöder man sig på när man placerar in olika organismer i släktträd?

På vilket sätt kan studier av olika djurs fosterutveckling förklara deras utveckling och släktskap?

Hur kan man visa att en val och en människa är däggdjur och släkt, trots att de ser så olika ut?

Varför har en val och en ﬁsk stora likheter trots att de inte alls är släkt med varandra?

Berätta om hur forskarna idag delar in alla organismer i tre grupper.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 21

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

1.5

Vetenskap och ovetenskap

Varifrån kommer vi, och vart är vi på väg? Människan har alltid sökt svar på de stora livsfrågorna. I takt med nya upptäckter får allt ﬂer av dem en vetenskaplig förklaring. Men vad skiljer egentligen vetenskap från ovetenskap – vad kan vi lita på? Det är viktigt att kritiskt granska de källor man söker kunskap ifrån.

Ett naturvetenskapligt arbetssätt. Egna erfarenheter

Fråga eller problem

Ny hypotes?

Hypotes

Planering

Undersökning

Dokumentation

Resultat

Ett naturvetenskapligt arbetssätt Den naturvetenskapliga bilden av livets ursprung skiljer sig från religiösa skapelseberättelser på flera sätt. Den vetenskapliga bilden förändras i takt med att vi lär oss mer. Tidigare förklaringsmodeller och teorier måste då kanske överges och nya skapas. När vi förstod hur fossil förklarade utvecklingen fick vi exempelvis överge den religiösa förklaringsmodellen till hur liv uppstått och utvecklats. När vi studerar naturvetenskapliga ämnen som biologi, kemi och fysik använder vi ett naturvetenskapligt arbetssätt. Det betyder att vi utgår från våra erfarenheter och gör en så bra gissning som möjligt om hur någonting är eller vad som ska hända. Det kallas att göra en hypotes. Sedan testar vi vad som faktiskt händer genom att planera och göra en undersökning eller ett experiment. Resultatet värderas och vi drar slutsatser som avgör om hypotesen stämde. Om den inte stämmer får man göra en ny hypotes och nya undersökningar. En viktig sak är att beskriva och dokumentera det vi gör så att andra kan göra om undersökningen för att kontrollera resultatet. Resultatet stämmer om undersökningen går att göra om flera gånger på samma sätt och ger samma resultat varje gång. Ett vetenskapligt språk med olika begrepp, exempelvis fotosyntes, hjälper oss att beskriva vad som sker.

Slutsats

Utvärdering

Biologiska hjälpmedel Ibland behöver man olika hjälpmedel för att göra undersökningar och experiment i biologi. Det kan vara provrör, håvar, kikare eller mikroskop. Med ett vanligt skolmikroskop som förstorar 20 gånger kan du se många spännande detaljer hos olika organismer.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 22

2013-09-24 12.21

1. LI LIV V I UTVECKL IN G

Botanik är läran om växter.

Medicin är läran om vår kropp, hälsa och sjukdomar.

Zoologi handlar om djuren och hur de lever.

Genetik handlar om det biologiska arvet. Etologi är läran om djurens beteende.

Evolutionen berättar om hur livet har utvecklats.

Biokemin undersöker de kemiska ämnen som ﬁnns i levande varelser.

Ekologi handlar om samspelet mellan allt levande och miljön.

Bioteknik är när vi använder mikroorganismer så att vi har nytta av dem.

Ibland räcker det att göra fältstudier ute för att få svar på våra frågor. Det finns även böcker med information om olika organismer. En bok med olika djur kallas fauna, medan en flora är en bok med växter.

Olika biologiska ämnesområden Varför studerar man biologi? En anledning är att det är viktigt att alla förstår frågor som handlar om exempelvis hälsa, sjukvård och miljö. Det är viktig allmänbildning för att förstå vad doktorn säger, och för att kunna ta ställning i frågor som rör exempelvis framtida klimatförändringar. Olika områden inom biologin ger också många möjligheter till fritidssysselsättningar som höjer livskvalitén och ger bättre hälsa. Med biologisk kunskap kan vi bättre förstå oss själva och omvärlden. Biologi är liksom kemi och fysik en del av naturvetenskapen, och innehåller många olika områden som utvecklas snabbt. I bilden ovan hittar du några olika biologiska arbetsområden.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 23

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Myter och folktro Inom alla naturvetenskapliga områden finns olika myter. Ibland lever sådana osanningar kvar länge. Folk tror att det är på ett visst sätt fast det inte är bevisat. Man brukar kalla sådana osanningar för myter och folktro. I alla tider har folk trott på allt från gudar, spåkvinnor, spöken, andar, vampyrer och sjöodjur till tomtar och troll. Man har på olika sätt försökt förstå och förklara händelser, ofta skrämmande saker som händer i tillvaron. Oftast har naturvetenskapen så småningom hittat naturliga förklaringar till det som sker. Pseudovetenskap Det finns också gott om så kallad pseudovetenskap, där man avsiktligt försöker lura i folk saker som inte är vetenskapligt bevisade, eller rent av vetenskapligt motbevisade. Ett exempel är astrologi där man med hjälp av planeterna och stjärntecken gör ett horoskop som ska förutsäga vad som ska hända i framtiden. Ofta är de skrivna på ett så allmänt sätt att de kan passa in på de flesta. För att veta vilken kunskap vi kan lita på, och vilken som är pseudovetenskap, är det viktigt att skaffa sig kunskap om vad som verkligen är vetenskapligt bevisat och lagligt, samt att granska all information kritiskt. Inom pseudovetenskapen kristallterapi anser man att stenar och kristaller kan påverka vår hälsa. Metoden saknar vetenskapligt stöd.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 24

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

Nya resultat väcker nya frågor Resultaten av en undersökning gör ofta att det uppstår nya frågor som leder till nya undersökningar. På så sätt lär vi oss mer och mer och kunskapen utvecklas hela tiden. Förr trodde till exempel Linné och andra att svalorna, när de försvann på hösten, övervintrade så sjöbottnen. Forskare har i alla tider velat sprida resultaten av sina undersökningar och diskutera dem med andra forskare. Idag är globalt samarbete en naturlig del av forskningen. När Nobelprisen delas ut är det ofta forskare från olika delar av världen som får dela på priserna. Forskningen gör hela tiden nya framsteg. Nu väntar vi på vaccin mot exempelvis aids och resultat av den nya stamcellsforskningen med vars hjälp man hoppas kunna ersätta skadade delar i människans kropp. Och nya spännande fossilfynd, tillsammmans med studier av DNA, lär göra att vår bild av hur utvecklingen gått till blir allt tydligare.

TESTA DIG SJÄLV 1.5 FÖRKLARA BEGREPPEN

• hypotes • zoologi • botanik • myter • pseudovetenskap 1.

Beskriv hur ett naturvetenskapligt arbetssätt kan gå till.

Beskriv tre biologiska ämnesområden.

På vilka sätt är det bra för forskningen att man sprider sina resultat till andra forskare i världen?

Vad tror du att forskarna kommer att göra för framsteg i framtiden?

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 25

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

PERSPEKTIV

TRO ELLER VETANDE? Myte My ter och vidskepelse Människor har i alla tider försökt hitta a för örkl klaringar ti t lll olika saker i tillvaron. Ibland har man n hi hitt ttat svar geno nom m vetenskapliga undersökningar, me men n ib ibland har dett int nte e varit så lätt att bevisa hurr det ver e kligen är, eller int nte e är är. Trosföreställningarr och ove v tenskaplig iga a fö förk rkla lari ringar brukar kallas vidsske kepe pels lse e eller pseudo dove vete tens nska kap. p Människor har tilll exe xemp mpel el i allla tider tr trot ottt på olika sorters myter. r

• I en undersökning visade det sig att var femte person i Sverige trodde på spöken eller gengångare, döda människor som går igen. Har du hört talas om någon som upplevt något sånt? Vad tror du, ﬁnns det spöken? • I många religioner tror man på reinkarnation, att man återföds efter döden. Om man inte sköter sig på jorden kanske man återföds som ett helt annat djur. Den som varit lat kanske föds som en mask, en latmask. Känner du till några religioner där man tror på reinkarnation? Vad tror du? • I Bibeln står det att Gud skapade jorden och allt liv på 6 dagar. Så trodde de ﬂesta i nästan 2 000 år. Idag kallas de som fortfarande tror bokstavligt på Bibeln eller Koranen för kreationister. De förkastar den vetenskapliga förklaringen till evolutionen som säger att livet utvecklats under miljarder år från enkla till mer komplicerade former. Hur tror du själv att vi har utvecklats?

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 26

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

Sk krro ock ck occh h ps se eud dov ovet eten et ten ensk skap ap I en en del el tid dni ning n ar ﬁnns ns ho horo rosk rosk skop op som op m tal alar a om va ad som ska sk a hä h nd nda a de den n nä närm rm mas aste te fra te ramt mttid den beroe eroe er oend nd de på på villke k t stjä st jä ärn rnte teck te cken ck en n man n är fö öd dd d i. Ho oro osk skop pen uttg går å frå rån as astt r lo ro logi g n, en seg gi egliliva vad d psseu eudo ove ete tens n ka ns kap, p som p, m hel eltt ov ovet etens ap sk a liligt gt sia iarr om fra r mt m id den en. De Dett ﬁnn nnss äv även en sp spåk åkvi åk vinn vi nnor or som sp pår å vad som o ska hän nda a i framt mtid id den en.. Ka K ns nske k om ma ke man n ska trräff äffa a någ ågon on n ellller hur ens liv v ska a blii. Att tro på p skrockk innebä är at attt man ma an tr t or attt dett ska hän än-d olika, ofta farliga saker da e om ma man gör gö ör på å vis issa a sätt el e le er om m vis issa sa sakker hän ä de er. Då ttrror man a exe xemp m ellvi mp v s at att nyckla ar på borde orde et bety bety be tyd der oly ycka a, occh o om m en sp pegel eg gel går å sönde derr kan ka n ma man an dr drabba drab ab bba bas av sju års oly yck cka. a

• Känner du till fler saker som är skrock? Känner du någon som tror på skrock? • Vilka risker kan det finnas med att tro att man kan veta vad som ska hända i framtiden? • Idag är det inte många som tror på häxor. Men på 1600-talet beskylldes vissa kvinnor för att vara häxor och brändes på bål. Ibland var det deras barn som pekat ut dem som häxor. Skulle nåt liknande kunna hända idag tror du? • Då och då kommer rapporter om människor som sett sjöodjur eller UFO:s. Ibland har de också foton som de anser är bevis. Tror du att de håller för ett vetenskapligt test? Man tror ju att det finns liv på många andra planeter i universum, så varför tror forskarna att de inte kan ta sig hit?

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 27

2013-09-24 12.21

1 . L I V I U T VE C KL I NG

SAMMANFATTNING 1.1 Från enkelt till komplicerat liv • Typiskt för allt liv är att det kan föröka sig, växer, andas och behöver energi. De ﬂesta kan också röra sig. • Levande varelser kallas organismer. Vi människor räknas till djuren. • Den unga jorden var en het, smält massa. När den svalnat bildades hav. • Ämnen i jordens uratmosfär och hav kunde med tiden bilda livets enklaste kemiska byggstenar. • Uppkomsten av enkelt DNA som kunde göra kopior av sig själv var en av förutsättningarna för liv.

I korallreven är den biologiska mångfalden stor.

• Blågröna bakterier utvecklade fotosyntesen och fyllde sakta hav och atmosfär med syre. • Med hjälp av syret kunde celler lättare utvinna energi ur maten genom förbränning, även kallad cellandning. • Encelliga organismer är föregångare till dagens ﬂercelliga växter och djur.

1.2

Forskning gav ny syn på livet • Alla organismer är uppbyggda av små celler. Växtceller har till skillnad från djurceller en hård cellvägg, cellsaftrum och grönt klorofyll. • Biologen Linné namngav många växter och djur på 1700-talet.

Med enkla mikroskop upptäcktes celler och bakterier.

• Organismerna delas in i familjer, släkten och arter. • För att tillhöra samma art måste individerna kunna få barn och barnbarn med varandra. • Fossil är spår av döda växter och djur. Fynd av fossil i berglager från olika tidsåldrar visar hur livet har utvecklats under årmiljonerna.

1.3

Evolutionens drivkrafter • Under 1800-talet presenterade Charles Darwin tanken om att evolutionen sker genom ett naturligt urval.

Charles Darwin som ung.

• Utveckling genom naturligt urval sker genom att organismer får många ungar med olika egenskaper. • De som är bäst anpassade till sin miljö klarar sig och kan föra sina arvsanlag vidare.

1.4

Organismernas släktskap • Livets utveckling och anpassning till nya miljöer har under tidens gång lett till en stor biologisk mångfald. • Släktskapet mellan organismer kan spåras genom yttre likheter och genom likheter i DNA.

Biologisk mångfald på en äng.

• Organismer kan delas in i tre stora grupper, domäner: eubakterier, arkéer och eukaryoter. • Med ett släktträd kan man visa hur alla organismer utvecklats från enkla bakterier.

1.5

Vetenskap och ovetenskap • När man studerar naturvetenskap använder man ett undersökande arbetssätt. En hypotes är en väl genomtänkt gissning om hur någonting är eller vad som ska hända vid ett experiment. • Ett naturvetenskapligt experiment ska gå att göra om ﬂera gånger med samma resultat. • Botanik är läran om växter. Zoologi är läran om djur.

Vetenskap eller pseudovetenskap?

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 28

2013-09-24 12.21

1. LIV I UTVECKL IN G

FINALEN 1

Koppla samman begreppen till vänster med rätt beskrivning till höger. 11 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

Flora Klorofyll Domäner Bioteknik Fossil Biologi Evolution

A B C D E F G

Grönt färgämne i bland annat växter De stora grupper allt liv delas in i idag Förstenade växter eller djur Berättar om hur livet utvecklats på jorden Läran om allt levande När människan utnyttjar små organismer Bok med olika växter

Några ungdomar diskuterar livets uppkomst. Vilka har fel? Motivera varför.

Livet har troligen utvecklats från enkla celler som liknade bakterier. A

Att vissa molekyler hade förmåga att kopiera sig själva var en förutsättning för livet.

Liv på jorden skulle vara möjligt även utan solen.

Det första livet var beroende av det syre som fanns i haven.

C D

Fältharen, Lepus capensis och skogsharen, Lepus timidus ser olika ut men är ändå släkt. Under evolutionen har de anpassats till olika klimat och bland annat fått olika päls. Vilket alternativ stämmer inte? A B C D

Skogsharar lever i norra Sverige. Alla gamla harar får vit päls. Skogsharar blir vita på vintern för att inte synas mot snön. Fältharar lever i södra Sverige och är bruna året runt.

Vilket påstående om en naturvetenskaplig undersökning är fel? A En hypotes är en genomtänkt gissning om hur något är. B En hypotes görs efter det att man gjort en undersökning. C En hypotes kan testas med ett experiment eller en undersökning.

001-030_1_Liv i utvecklingx.indd 29

2013-09-24 13.18

SPEKTRUM

BIOLOGI

BIOLOGI Light

Light

Best.nr 47-08595-8 Tryck.nr 47-08595-8

Susanne Fabricius Fredrik Holm Anders Nystrand

Omslag-Biologi-Light_Spektrum.indd 1

2013-09-25 12.38