Surm bioloogi

vaatenurgast Georg Aher

Millest räägime?

Millal ja miks hakkasid organismid surema?

Eluiga ja surm loomariigis

Eluiga ja surm taimeriigis

Eluiga ja surm seeneriigis

Indiviidi ja liigi surm

Kas kooslused surevad?

Liikide väljasuremine?

Stromatoliidid

Stromatoliit on lubiainest moodustis, mis tekib vees tsüanobakterite (ehk sinivetikate) või teiste mikroorganismide elutegevuse toimel.

Vanimad stromatoliite meenutavad struktuurid on 3,5 miljardit aastat vanad. 1950. aastatel leiti Austraalias ja Kanadas 2 miljardi aasta vanuseid stromatoliite. Eestis on nad eriti iseloomulikud siluri lademetele.

Tsüanobakterid

Massiline enesetapp masspaljunemise

järel.

Masspaljunemisel kõik rakud enam-vähem

identsed.

Diferentseerumine algas ca 3 miljardit

aastat tagasi.

Spoorid, kilejad moodustised, üksikelulisus,

surm

http://www.google.ee/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docidyY1o4o6KdRs

aM&tbnid=UcohjvkmbvPmkM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.rockhounds.com%2Fgrand_hikes%

2Fhikes%2Fstromatolites_in_the_hakatai%2F&ei=FrcEUoqbDs3FswbX4wE&bvm=bv.50500085,d.Yms&psig=AFQj

CNHVDyPwx-vANcub2nLCMwhMhVM1Sg&ust=1376127104101811

http://www.google.ee/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&do

cid=VNzcrcTSExVetM&tbnid=0KrXnRURXcdO4M:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fgo2add.com%2Fpaleo%2FTheEarliestLife.php&ei=lbcEUovFL9DSsgaWnoCYBw&bvm=bv.50500085,d.Yms&psig=AFQjCNHVDyPwxvANcub2nLCMwhMhVM1Sg&ust=1376127104101811

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/86/Stromatoliit1.jpg

Organism

Organism, elusolend, iseseisvaks eluks võimeline terviklik biosüsteem. Organismid tekivad ainult endataolistest, nende ehituse algüksus on rakk. Eristatakse üherakulisi ja hulkrakseid organisme. Organismide üldised talitluslikud omadused on aine- ja energiavahetus, eneseuuendamine, areng ja kasvamine, sigimine, pärilikkus ja reageerimine välisteguritele.

Surm

Bioloogiline elu lõpeb surmaga.

Loomadel on surm enamasti seotud mingi

elutähtsa organi talitluse peatumisega,

( süda, neerud, maks, jne)

Surm on organismi eluavalduste täielik ja

lõplik peatumine

vaalad

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a3/1986_beached_whales_in_Flinders_Bay_

%284%29.JPG

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Stranded_Orca.jpg

Surma tekkimine

Kuidas suremine tekkis pole lõplikult teada.

Arvatavasti olid tekkimises „süüdi“ faagid e. suremine tekkis koosmõjus faagidega

Meres leidub faagijuppe väga suurel hulgas ca 100.000.000 faagi tükki 1 milliliitris vees

Faagi geenidesse kodeeritud nii toksiin kui antitoksiin

Surma tekkimine

Toksiin on kauakestev ja antitoksiin

lühiajaline

Faagidega nakatunud bakterid

toodavad nii toksiini kui vastumürki.

Bakterid on ennast seestpoolt surmanud

juba 3 miljardit aastat.

Iga väline oht võib vallandada sellise

„enesetappude“ laine

Surma tekkimine

Bakterite vohamine tähendab miljardeid

identseid rakke. Keskkond on aga erinev

ning mõjutab rakke erinevalt. See

omakorda soosib diferentseerumist.

Aja jooksul täiustusid nii mürgid kui

vastumürgid ning mingil hetkel kujunesid

tsüanobakteritel välja ensüümid

kaspaasid.

Diferentseerumine

Bakterite puhul tegemist väga algelise

diferentseerumisega. Spooriks muutumine

või surm.

Koloniaalsed vetikad Volvox.

Diferentseerumine sisemiste ja välimiste

rakkude vahel.

http://www.google.ee/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=u_WnUXxJ57SGWM&tbnid=UgfPT2glohBWfM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.drralfwagner.de%2FVolvoxenglisch.html&ei=Y1UGUs3gMoLZtAaoh4CIDg&psig=AFQjCNFP1Tz6ain8e0oNGws9-tdtjtIzQQ&ust=1376233157650602

Kaspaasid

Kaspaasid on ensüümid, mis lõhuvad

rakke seestpidiselt.

Kaspaasid töötavad kaskaadidena, nii et

iga üks ensüüm vallandab järgmise

kaskaadi

Iga kaskaadil on oma inhibiitor

(„vastumürk“)

Kaks erinevat rakutüüpi

Idutee rakud (August Weismann)

Somaatilised rakud

Idutee rakud surematud, sest nende

kaudu antakse geneetilist infot järglastele

edasi

Hulkraksed organismid

Tõelist hulkrakset elu on võimalik saavutada vaid siis kui somaatilise raku eraldumine organimist lõpeb surmaga.

Iga raku iseseisvumine ja „isetegevus“ võib viia organismi kui terviku hukkumiseni. (vähirakud ja nende mõju)

Ka evolutsiooni ei saaks olla ilma surmata, kuna ilma diferentsiaalse ellujäämiseta ei jõuaks looduslik valik kuhugi.

Hulkraksed organismid

Päristuumsed rakud moodustusid kahe

raku ühinemisel peremeesrakust ja

bakterist.

Need rakusisesed bakterid kujunesid

mitokondriteks.

Mitokondrid andsid oma

peremeesrakkudele kaspaasidel

põhineva surma „masinavärgi“

Hulkraksed organismid

Hulkraksus kujunes evolutsiooni käigus välja

vähemalt 5 korral:

Punavetikatel, rohevetikatel,

loomadel, taimedel ja seentel.

Rakusurm oluline hulkrakse organismi kui

terviku seisukohalt . Tagab organismi töökorras

püsimise.

Rakkude surmaga „liialdamine“ võib viia

kärbumiseni. Surma pidurdamine kasvajateni.

Hulkraksed organismid

Raku surm hulkrakse organismi puhul väga oluline, kuid 3 miljardit aastat tagasi välja töötatud mehhanism nii hea, et on puudunud vajadus evolutsioonilise uuenduse järgi.

Kasutatav mehhanism toodi 2 miljardi aasta ees päristuumsetesse rakkudesse mitokondrite abil ja seda kasutatakse tänapäevani. Surma käivitavad vabade radikaalide leke mitokondrist.

Hulkraksed organismid

Raku surm ja organismi surm väga

erinevad.

Hüdra rakud vananevad ja surevad ning

asendatakse uutega. Organism tervikuna

ei näi vananevat

Hulkraksed organismid

Rakkude vohamine ja degenereerumine

on sama mehhanismi erinevad tahud.

Rakusurm liiga tõenäoline

Rakkude vohamine liiga tõenäoline

Mõlemad nähtused hakkavad esile

tõusma organismide vananedes.

Organismide vananemine

Peter Medawari teooria järgi on igal liigil

oma statistilise tõenäosusega eluiga, mis

sõltub isendite mõõtmetest, ainevahetuse

kiirusest, looduslikest vaenlastest,

füüsilistest iseärasustest.

Eluiga valitsev mehhanism on erakordselt

püsiv ja see toimib sarnaselt nii sarnaselt

kõikides organismirühmades

Haigused ja vananemine

Kõik imetajad kannatavad sarnaste

vanusega seotud haiguste käes.

Nendeks on diabeet, südamehaigused,

infarkt, pimedus, dementsus jne.

Haiguse saabumise vanusepiir erinevatel

liikidel erinev, rott haigestub vähki ca 3

aasta vanuselt ja inimene 60 aastaselt

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/Tasmanian_Devil_Facial_

Tumour_Disease.png

Eluiga ja paljunemine

Tom Kirkwooodi „äravisatava sooma

teooria“

Ida lõhed, kes paljunevad vaid korra elus

ning kulutavad energeetilised ressursid

100% ning surevad pärast paljunemist.

Organismide eluiga

Seeneniidistik võib elada väga kaua mõnede vanade nõiaringide vanus Euroopas 400-600 aastat ja jätkavad kasvamist

Maailma vanim seen avastati USA –s 2000 aastal tema niidistiku pindala oli 9 ruutkilomeetrit ja eluiga ca 2400 aastat.

Seene viljakeha eluiga võib olla 1,5 tunnist kuni 10 aastani

Organismide eluiga

Taimed

Mererohi Posidonia oceanica Formentera

saare lähedal leitud olend on 80 000 kuni

200 000 aastat vana.

Tasmaania saarel kasvav Lomatia

tasmanica, arvatakse olevat 43 000

aastane. Taim on ca 500 põõsa kloon

Mererohi Posidonia oceanica

Lomatia tasmanica

Maailma vanim puu

Umeå ülikooli teadlaste väitel kasvab

Rootsis Dalarna maakonnas maailma

vanima (ligikaudu 9550 aastat)

juurestikuga puu – harilik kuusk

Kas taimedel on tunded?

Taimede keemilised appikarjed

Keemilised reageeringud vigastustele ja

surmale

Maailma vanim loom?

Loomade eluiga

Selgroogsete eluiga

Kalad

Kahepaiksed

Roomajad

Linnud

Imetajad

Kas loomad tunnetavad

surma?

Šimpansid tunduvat tajuvat kui karja liige surema hakkab.

Käitumine muutub: loomad vaikivad, silitavad surevat tavalisest enam, sureva ema šimpansi tütar viibis kogu aeg surija juures. Samuti veetis ta laiba juures terve öö.

On täheldatud ka emasloomade poolt surnud poegade kaasaskandmist

Elevantide surnuaiad

Kirjanduse palju juttu elevantide

surnuaedadest.

Millised on faktid ja lagendid?

Liikide surm

Väljasuremine on taksoni esinemise

lõppemine lokaalselt või globaalselt.

Arvatakse, et kõigist kunagi Maal

eksisteerinud liikidest on praeguseks 99%

väljasurnud

Väljasuremise põhjuseks on keskkonna

vastavale taksonile talumatuks

muutumine

Viis Vägevat

Maa ajaloos olnud viis suurt väljasuremislainet

Ordoviitsiumi välja suremine (ca 444milj aastat tagasi)

Kliima külmenes , mere pind langes 100m.

Hävisid peamiselt madalmeredes elanud loomad graptoliidid, konodondid (angerjataolised selgroogsed, trilobiidid ja peajalgsed

Devoni väljasuremine

Põhjused ei ole päris selged suurim

süüdlane globaalne jahenemine.

Väljasuremine haaras põhiliselt

mereelustikku ( ca 360 milj. aastat tagasi).

Hävis kuni 20 % meres elavatest

sugukondadest.

Maismaakooslused kannatasid selle

väljasuremise tõttu vähem

Permi väljasuremine

Põhjuseks suured jäätumised

lõunapoolkeral ja sellega kaasnenud

meretaseme langus. Pangea

moodustumine ja sellega kaasnenud

vulkaanilise aktiivsuse tõus. Tagajärjeks

hapniku taseme alanemine atmosfääris ja

CO2 kontsentratsiooni tõus.

Toimus ca 252 miljonit aastat tagasi

Permi väljasuremine

Meredes hävis 80% kõigist perekondadest ja üle 50% kõigist sugukondadest.

Maismaal hävis 70% kõigist selgroogsete perekondadest, hävis ka 8 putukate seltsi taimedest hävisid samuti paljud liigid eriti seemnesõnajalad, kes tolle ajani moodustasid hiiglaslikke metsi.

Permi väljasuremine oli suurim väljasuremislaine

Triiase väljasuremine

Põhjused tänaseni ebaselged ilmselt kiired

kliimamuutuse ja meretaseme langus.

Toimus ca 200 miljonit aastat tagasi.

Hävis ca 50% mereselgrootute

perekondadest (käsnad, ammonniidid ja

käsijalgsed. Maismaal hävis 85-90%

kõikidest taimeliikidest 19 sugukonda

selgroogseid sealhulgas suured

kahepaiksed

http://www.gi.ee/ope/blog?page=1

Kriidi väljasuremine

Põhjuseks kliima muutumine ja vulkanism.

Lisapõhjuseks Põhja-Ameerikas suure

asteroidi langemine Yucatani poolsaare

lähedale.

Toimus ca 66 miljoni aasta eest.

Maismaal surid välja dinosaurused

Pleistotseeni megafauna

väljasuremine

Toimus 50-12 tuhat aastat tagasi.

Põhjuseks jääajad

Surid välja suured imetajad nagu

mammutid, karvased ninasarvikud ja

mõõkhambulised kaslased

Mammut

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2b/Wooly_Mammoth-RBC.jpg/800px-Wooly_Mammoth-RBC.jpg

Mammut ja mastodon

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0a/MammothVsMastodon.j

pg

Suured kaslased

http://fc04.deviantart.net/fs29/f/2008/091/2/7/0felidae_by_serchio25.jpg

Smilidon fatalis

http://fc07.deviantart.net/fs41/f/2009/019/a/b/Smilodon_by_rubensantonio.jpg

Dodo ehk dront (Raphus cucullatus)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Dodo_1.JPG

Eluviisidest vähe teada

Elas ilmselt paaride või

väikeste rühmadena

Toiduks seemned ja viljad.

Pärast dodode hävimist

hakkas saarelt kaduma ka

suur kalepuu Sideroxylon

majus, mille seemned

vajasid idanemist töötlust

dodo lihasmaos

Ainus säilinud kaasaegse

joonistus Dodost

Dodo elupaik Mauritiuse saar

Dodo ehk dront (Raphus

cucullatus)

Dodod on elanud vaid Mauritiuse saarel.

Need lennuvõimetud linnud kuulusid tuviliste sugukonda ja surid inimtegevuse tagajärjel välja

170 aastat pärast nende avastamist.

Dodo oli umbes 1 meetri kõrgune ja kaalus 20 kilogrammi.

Lind toitus puuviljadest ja pesitses maapinnal

Kasutatud allikad

Nick Lane „Elu tõusutee“ Imeline Teadus 2012

R.B.Primack, R.Kuresoo, M.Sammul „Sissejuhatus looduskaitsebioloogias. Eesti Loodusfoto, 2008

G.C. McGavin „Ohustatud Liigid“ Varrak, 2006

R.Dawkins „Maailman hienoin esitys“ Terra Cognita, 2009

Kasutatud allikad

J.H. Petersen „Seeneriigi illustreeritud

entsüklopeedia“ TEA,2013

http://fi.wikipedia.org/wiki/Pussiahma

http://de.wikipedia.org/wiki/Aussterben

http://teadus.err.ee/artikkel?cat=1&id=63

52