Instuderingsfrågor

Fakta och definitioner

1. Människan räknas som däggdjur eftersom vi diar våra ungar med mjölk från mjölkkörtlar, har hår (päls) och en del andra typiska däggdjursdrag (t.ex. tre hörselben).
2. I materialet lyfts bland annat: upprätt gång, stor hjärna i förhållande till kroppsstorlek, avsaknad av päls, kortare tunntarm än andra primater samt vår förmåga till språk och gemensamma föreställningar.
3. De behov och krav som omgivningen ställer på en art kallas selektionstryck.
4. Homo sapiens uppstod för ungefär 300 000 år sedan i Afrika.
5. Jorden är cirka 4,6 miljarder år gammal, så människans existens utgör bara en mycket liten del av jordens historia (”en nagel på långfingret” i bilden).
6. I familjen hominider ingår idag människor, schimpanser, gorillor och orangutanger.
7. Australopithecus afarensis – känd bland annat genom skelettet ”Lucy” – är den tidiga släkting som levde för ca 3–4 miljoner år sedan och visar tydliga tecken på upprätt gång.
8. Homo erectus betyder ”den upprätt gående människan”.
9. Homo erectus existerade i nästan två miljoner år (äldre fynd drygt 2 miljoner år, yngre omkring 100 000 år).
10. En vanlig teori idag är att Homo neanderthalensis inte bara ”dog ut” utan till viss del hybridiserade med Homo sapiens; spår av neandertal-DNA (ca 1–2 %) finns hos många nu levande människor, särskilt i Europa.
11. Den tidigaste arten i släktet Homo kallas Homo habilis. Den kunde gå upprätt och tillverka enkla stenverktyg, men tros fortfarande ha levt mycket i träden.
12. Ett föreslaget nytt namn är Homo sapiens neanderthalensis, vilket skulle innebära att neandertalare ses som en underart av Homo sapiens och därmed samma art enligt det biologiska artbegreppet.

Koppla och förklara samband

1. Selektionstryck är de krav som miljön ställer. Till exempel kan behov av att röra sig långa sträckor på savannen gynna upprätt gång (bättre uthållighet, händer fria), medan behov av effektiv hjärnaktivitet i komplexa sociala grupper kan gynna större hjärnor. De individer vars egenskaper passar selektionstrycket bäst överlever och får fler avkommor.
2. Jämfört med Australopithecus afarensis hade Homo habilis tydligare förmåga att tillverka verktyg (”den händige människan”), medan A. afarensis är framför allt känd för tidig upprätt gång. H. habilis ligger närmare ”människolik” beteende vad gäller verktygsanvändning, medan A. afarensis visar den tidiga skeletala anpassningen till att gå på två ben.
3. Forskningen om människans evolution utvecklas ständigt eftersom nya fossilfynd, förbättrade dateringsmetoder och bättre DNA-analyser hela tiden ger ny information. Därför kan tidigare teorier behöva revideras – både tidslinjer och släktskap kan förändras när vi får nya data.

Resonemang och analys

1. Att flera Homo-arter har samexisterat visar att Homo sapiens inte är ”den naturliga slutpunkten” utan bara den enda kvarvarande grenen i ett större släktträd. Det kan göra att vi ser oss mindre som unikt separata, och mer som en av flera möjliga utvecklingslinjer i människosläktet.
2. Upprätt gång frigör händerna till att bära föda, använda verktyg och bära barn, och den gör också gång och löpning mer energisnåla på öppna savanner. Det kan ha varit avgörande för att kunna sprida sig, jaga och transportera resurser, vilket i sin tur möjliggjorde andra evolutionära förändringar (som större hjärna).
3. De genetiska spåren av neandertal-DNA tyder på att Homo sapiens och Homo neanderthalensis kunde få fertil avkomma. Det utmanar en strikt biologisk artdefinition där arter inte kan få fertil avkomma, och stöder idén att neandertalare snarare kan ses som en underart inom Homo sapiens än en helt separat art.

Läs mer i Människans evolution

Fakta och definitioner

1. En patogen är en organism (eller ett virus) som orsakar sjukdom.
2. De fyra huvudkategorierna är: bakterier, svampar, parasiter och virus (där virus inte räknas som levande organism i strikt mening).
3. Exempel: bakterien Yersinia pestis orsakar böldpest/digerdöden; andra exempel kan vara streptokocker som orsakar halsfluss.
4. Virus består av genetiskt material (DNA eller RNA) inneslutet i en proteinskal (och ibland membran). För att föröka sig måste de infektera levande celler och utnyttja cellens “maskineri” för att kopiera sitt arvsmassa och bygga nya viruspartiklar.
5. Exempel på vanliga virussjukdomar är influensa, COVID-19 (orsakas av SARS-CoV-2) eller HIV-infektion.
6. En pandemi är en epidemi som sprids över mycket stora geografiska områden, ofta globalt.
7. En evolutionär kapprustning innebär att människor och patogener utvecklas ”mot varandra”: vi utvecklar immunförsvar, mediciner och hygien, medan patogener utvecklar nya sätt att infektera, undvika immunförsvaret eller bli resistenta mot läkemedel.
8. Antibiotika är läkemedel som dödar eller hämmar bakterier (inte virus).
9. Konsekvenser av antibiotikaresistens kan vara: ökad dödlighet, längre och dyrare vårdtider, svårare eller riskfylld kirurgi och cancerbehandling, samt ökad spridning av svårbehandlade infektioner.
10. Parasiter hos människan kan vara t.ex. vissa svampar, encelliga organismer och olika djur som maskar (binnikemask) eller löss.

Koppla och förklara samband

1. När en bakteriepopulation utsätts för antibiotika dör de flesta känsliga bakterier, medan de som av en slump har mutationer som ger resistens överlever. Dessa resistenta bakterier kan sedan föröka sig och bli vanligare. Det är därför man kan säga att antibiotikaresistens är ett exempel på naturligt urval.
2. Sjukdomar sprids snabbt i dagens globala samhälle på grund av tätbefolkade städer, mycket resande med flyg/tåg/båt, global handel samt i vissa fall bristande hygien och smittskydd. Inkubationstid gör också att människor kan resa långt innan symtomen bryter ut.
3. Bakteriell infektion (som halsfluss) kan ofta behandlas med antibiotika, eftersom antibiotika angriper bakterier. Virussjukdomar (som influensa) kan inte behandlas med antibiotika; där handlar det mer om vaccin, antivirala läkemedel och kroppens eget immunförsvar.
4. Samevolution i patogensammanhang betyder att patogener och värdar (människor) utvecklas tillsammans. När vi utvecklar nya vacciner eller antibiotika uppstår selektionstryck på patogenerna att förändras, och när patogener förändras ställs nya krav på vårt immunförsvar och vår medicin.

Resonemang och analys

1. Naturligt urval fungerar som selektionstryck på både människor och patogener: individer med bättre immunförsvar eller gynnsamma gener överlever en infektion bättre, medan bakterier/virus med egenskaper som gör dem mer smittsamma eller resistenta överlever bättre i närvaro av immunförsvar och läkemedel. Båda sidor påverkas samtidigt och driver varandras utveckling.
2. I den schematiska bilden ser man hur en blandad bakteriepopulation utsätts för antibiotika: de känsliga dör, de resistenta överlever och blir fler. Detta illustrerar naturligt urval i praktiken. Det är ett hot mot modern medicin eftersom behandlingar som tidigare fungerade riskerar att sluta fungera när resistenta stammar blir vanligare.
3. Upptäckten av antibiotika har räddat enormt många liv, men överanvändning och felanvändning (t.ex. antibiotika vid virusinfektioner, för korta kurer, användning i djurhållning) ökar selektionstrycket för resistens. Det gör att vi snabbare ”driver fram” resistenta bakterier, vilket nu hotar att göra vissa infektioner nästan obehandlingsbara.

Läs mer i Sjukdomar och deras evolution

Fakta och definitioner

1. Mutationer uppstår när DNA kopieras fel eller skadas, vilket skapar förändringar i arvsmassan – det är grunden för genetisk variation.
2. Naturligt urval innebär att individer med egenskaper som passar miljön bättre har större chans att överleva och få avkomma, så deras gener blir vanligare i populationen.
3. I områden där man historiskt haft mjölkkor och druckit mjölk som vuxen gav laktostolerans en fördel: de som kunde smälta laktos fick extra energi och näring, särskilt i tider med brist på annan mat.
4. Sexuellt urval är den del av evolutionen som handlar om framgång i fortplantning – vilka individer som väljs som partner eller vinner konkurrens om partner, även om egenskaperna inte alltid är optimala för överlevnad.
5. Ett modernt exempel på samevolution mellan människor och sjukdomar är kampen mellan oss och bakterier/virus: vi utvecklar antibiotika och vacciner, patogener utvecklar resistens eller nya egenskaper.
6. Vår upprätta gång belastar ryggraden på ett sätt som den inte ”optimerats” för, vilket kan leda till ryggproblem, diskbråck och annan slitageskada – ett exempel på evolutionärt kompromissbeslut.
7. Gener som gör det lätt att lagra fett var en fördel i miljöer med perioder av svält; i dagens samhälle med ständig tillgång på kaloririk mat och mindre fysisk aktivitet leder samma egenskaper till ökad risk för fetma och typ 2-diabetes.

Koppla och förklara samband

1. I områden där mjölk varit en viktig del av kosten har individer med mutationer som ger laktostolerans haft en tydlig fördel. De har fått mer energi och kunnat klara perioder av matbrist bättre, vilket gjort att deras gener spridits genom naturligt urval.
2. Samevolution mellan människor och bakterier gör att vi ständigt måste utveckla nya mediciner: när ett antibiotikum börjar användas selekteras resistenta bakterier fram, vilket gör att vi behöver nya eller kombinerade behandlingar för att ligga ”steget före”.
3. Sexuellt urval kan leda till egenskaper som signalerar hälsa, status eller attraktionskraft (t.ex. kroppslängd, vissa utseendedrag eller beteenden), även om de inte är praktiska för överlevnad. Det viktiga är att de ökar chansen att få partner och barn.
4. Den upprätta gången ger oss fördelar (fria händer, energisnålt gående), men belastar ryggen vertikalt. Detta ökar slitaget på kotor och diskar, vilket förklarar varför ryggproblem är vanligt – en bieffekt av en annars gynnsam anpassning.
5. Mutationer kan vara positiva (ge bättre motstånd mot sjukdom, bättre anpassning till miljö), negativa (orsaka sjukdom eller funktionsnedsättning) eller neutrala. Evolutionen ”sorterar” dem via naturligt urval beroende på vilken effekt de får i den miljö individen lever i.

Resonemang och analys

1. Evolutionära ”misstag” uppstår eftersom evolutionen inte planerar framåt, utan bara gynnar egenskaper som fungerar tillräckligt bra i den aktuella miljön fram till fortplantningsåldern. Åldersrelaterade problem påverkar ofta individer efter att de fått barn, så det finns svagt selektionstryck att ”städa bort” sådana nackdelar.
2. Kunskap om mutationer, naturligt urval och samevolution hjälper oss att förstå hur patogener förändras, varför resistens uppstår och vilka typer av behandlingar som riskerar att snabbt bli ineffektiva. Det gör att vi kan designa bättre mediciner, vacciner och behandlingsstrategier, samt arbeta mer förebyggande.
3. Antibiotikaresistens är ett modernt exempel på samevolution eftersom våra läkemedel skapar selektionstryck på bakterierna – de som bär resistensgener överlever och sprider sig. Den drivande mekanismen är naturligt urval på genetisk variation (mutationer och genöverföring, t.ex. via plasmider).

Läs mer i Repetition – evolutionens mekanismer