Examenoefening Compex
Aflevering 95 - EvolutionLab

Ga naar EvolutionLab. (Dit zijn verschillende virtuele laboratoria. Lidmaatschap verplicht. Vraag je docent naar de mogelijkheden.)

Darwin Island en Wallace Island

Er zijn twee eilanden: Darwin Island en Wallace Island. Op deze eilanden leven zaadetende vinken geïsoleerd. Het type zaden dat ze eten (hard of zacht) is afhankelijk van de aantallen waarin deze zaden voorkomen. Dit voedseltype kan bepalend zijn voor de ontwikkeling van de gemiddelde snavelgrootte binnen de vinkenpopulaties. Dit kun je volgen over de tijd, evenals de verandering in omvang van de populatie.

Change inputs: hiermee kun je allerlei factoren per eiland aanpassen. Bevestig dit met Done.
Run experiment: experiment wordt gedurende 100, 200 of 300 jaar uitgevoerd.
Revise expt: hiermee kun je het experiment nog eens herhalen.
New expt: hiermee begin je aan een nieuw experiment vanuit de beginsituatie.
Beaksize: gemiddelde snavelgrootte van de vinken.
Population: omvang van de vinkenpopulatie tegen de tijd.

Wat is de invloed van neerslag op de snavelgrootte van de vinkenpopulatie?
De neodarwinistische evolutieleer geeft aan dat als er op twee plaatsen verschillen zijn in abiotische factoren, zoals hoeveelheid neerslag, dit van invloed kan zijn op de evolutionaire ontwikkeling van de populatie op die plaatsen. Toets eerst zelf met EvolutionLab wat de invloed van de hoeveelheid regen op de snavelgrootte van de vinkenpopulatie is. Controleer achteraf of je antwoorden overeenkomen met de suggesties die hieronder gegeven worden.

Vraag 1
Kijk eerst wat de invloed is van regenval (precipitation) op het aanbod van zachte en harde zaden.

Antwoord: Naar mate er meer regen valt, zal het aanbod zachte zaden toenemen. Bij minder regen neemt het aanbod harde zaden toe

Vraag 2
Stel een hypothese op over de invloed van regenval op de snavelgrootte van de vinken.

Antwoord: Mogelijke hypothese:
Bij afnemende hoeveelheid regen zal de gemiddelde bekgrootte bij de vinken toenemen. (CITO geeft aan dat een hypothese geen verklaring mag bevatten)

Vraag 3
Voer een experiment uit waarmee je de hypothese kunt toetsen.

Antwoord:Experiment: Darwin Island instellen op weinig regen, Wallace Island op veel regen. Klik op ‘run expt.’ Verloop van grafiek van de gemiddelde snavelgrootte weergeven in bijvoorbeeld een tabel. Experiment een aantal keer herhalen (voor betrouwbaarheid, soms sterft een populatie uit) door op ‘revise expt.’ te drukken.

Vraag 4
Trek een conclusie.

Antwoord:Wanneer de hoeveelheid regen op een eiland afneemt, neemt de gemiddelde snavelgrootte toe. Wanneer de hoeveelheid regen op een eiland toeneemt, verandert de gemiddelde snavelgrootte nauwelijks, of neemt zelfs iets af. Verklaring: doordat er weinig regen valt, is het percentage harde zaden groot. Vinken met een grote snavel hebben selectievoordeel, omdat zij beter in staat zijn de harde zaden te kraken. Wanneer het vaak regent op een eiland zal het percentage zachte zaden toenemen. Er is geen selectievoordeel voor een bepaalde snavelgrootte, waardoor de snavelgrootte min of meer gelijk blijft (of zelfs wat afneemt)

Vraag 5
Kun je nu je hypothese aannemen of verwerpen? Geef ook een verklaring voor je conclusie.

Antwoord:Hypothese aannemen of verwerpen is afhankelijk van de opgestelde hypothese

Examenoefening Dino's
Aflevering 96 - Het einde van de dinosauriërs

Ongeveer 65 miljoen jaar geleden sloeg een meteoriet met een diameter van ongeveer 10 kilometer en een snelheid van 30-40 km/sec in bij Chixculub op het Mexicaanse schiereiland Yucatan. Er ontstonden geweldige branden, gevolgd door maandenlange duisternis op de gehele aarde: een enorme stofwolk hield het zonlicht tegen. De aarde koelde af. Door de geweldige hoeveelheid CO2, veroorzaakt door de branden, werd het warmer op aarde. Tijdens de inslag reageerden N2 en O2 in de lucht met elkaar, waardoor er grote hoeveelheden stikstofoxiden ontstonden. Door deze laatste twee effecten kwamen de organismen die de eerste klap overleefd hadden, alsnog in moeilijkheden.

Stikstofoxiden kunnen met water in de atmosfeer reageren tot HNO3 (salpeterzuur).

Vraag 1a
Wat is de naam van het verschijnsel dat optreedt door de aanwezigheid van HNO3 in de atmosfeer?

Antwoord: Zure regen

Vraag 1b
Leg uit dat het verschijnsel, genoemd bij 1a, kan leiden tot verminderde levenskansen voor organismen.

Antwoord: Er ontstaat een pH-verlaging waardoor de werking van enzymen van organismen wordt geremd/organismen worden aangetast.

Na de meteorietinslag verdween naar schatting 50% van alle genera van dieren. De vaak grote dinosauriërs verdwenen volledig. Dit gold zowel voor plantenetende als voor vleesetende soorten.

Vraag 2
Leg uit hoe alleen al maandenlange duisternis, ook zonder afkoeling, oorzaak kan zijn van het uitsterven van de vleesetende soorten.

Antwoord: Door gebrek aan licht was er weinig fotosynthese en dus weinig voedsel voor de plantenetende diersoorten. Door sterfte van de plantenetende diersoortenontstond voedselgebrek voor de vleesetende diersoorten.

Van de zoogdieren bleef, in de periode na de meteorietinslag, een beperkte groep van primitieve, kleine dieren in leven. Na de ramp nam het aantal zoogdieren sterk toe. Er ontstonden ook grotere soorten dan voorheen.

Vraag 3a
Welke mechanismen hebben na de inslag, volgens de evolutietheorie, geleid tot het ontstaan van nieuwe soorten zoogdieren?

Antwoord: Door mutatie en selectie.

Vraag 3b
Leg uit waardoor deze nieuwe soorten zich na de inslag konden handhaven.

Antwoord: Door het uitsterven van de dinosauriërs werden ze niet langer weggeconcureerd/konden ze vrijgekomen niches bezetten.

Het idee van een meteorietinslag als oorzaak van massaal uitsterven berust vooral op onderzoek van de Amerikaan Walter Alvarez en de Nederlander Jan Smit. Zij ontdekten onafhankelijk van elkaar dat ongeveer 65 miljoen jaar geleden (op de overgang van het Krijt naar het Tertiair) een bijzonder sediment is afgezet. Dit dunne, zogenaamde KT-laagje is zeer arm aan fossielen, maar zeer rijk aan het element iridium. Dit element komt nergens in de gesteenten op aarde in zulke hoge concentraties voor, maar wel in meteorieten.

Vraag 4
Op welke manier konden Alvarez en Smit de hypothese dat een meteorietinslag de oorzaak van het massale uitsterven was, aannemelijk maken? Kies het juiste antwoord.

A ze onderzochten de invloed van iridium op organismen in het lab.
B ze vonden de plaats van de meteorietinslag bij Chixculub op het Mexicaanse schiereiland Yucatan.
C ze vonden in de lagen onder het KT-laagje fossielen die sterk verschilden van de fossielen in de lagen boven het KT-laagje.
D ze voerden met behulp van een computer simulaties van hun ideeën uit.

Antwoord: Antwoord C is juist.

(bron: Cito examen havo 2004-I)

Examenoefening Polydactylie
Aflevering 97 - Hardy-Weinberg-regel

In een bepaalde, geïsoleerde groep mensen komen individuen voor met meer dan tien vingers en/of tenen. Deze afwijking heet polydactylie. De afwijking wordt veroorzaakt door een dominant gen L.

Een student onderzoekt 896 mensen uit deze groep. 220 mensen daarvan hebben een normaal aantal vingers en tenen. De student neemt aan dat deze groep van 896 mensen beschouwd kan worden als een populatie die voldoet aan de Hardy-Weinberg-regel.

Vraag 1
Bereken op basis van deze gegevens de frequentie van het gen L in deze populatie.

Antwoord: L = 0,5
q = 0,5
p = 0,5

De student had verwacht in die populatie meer mensen met polydactylie aan te treffen. Hij had namelijk in de resultaten van een vorig onderzoek gelezen dat de frequentie van het gen L in die populatie 0,75 is.

Vraag 2
Geef een mogelijke verklaring voor het feit dat in het onderzoek van de student een lagere frequentie van het gen L dan in het vorige onderzoek is gevonden.

Antwoord: Bv: - de populatie voldoet niet aan de Hardy-Weinberg regel.
- er is voorkeur voor huwelijken tussen mensen met/tussen mensen zonder polydactylie.
- mensen met polydactylie besluiten (nu) vaker geen kinderen te krijgen.
- steekproeven zijn niet aselect

(bron: Cito examen vwo 2002-I)

Examenoefening Gedrag
Aflevering 98 - Evolutie en gedrag

Niet alleen abiotische factoren hebben invloed op veranderingen binnen soorten. Ook op bepaald gedrag kan een selectiedruk liggen.

De volgende examenopgave gaat over gedrag en evolutie.

Evolutie in de praktijk
Gedragsbioloog Paul Albers heeft thuis twee bakken met guppy’s. De vissen in de ene bak zijn afkomstig uit de kaaimanvijver in de Bush van Burgers Zoo te Arnhem. De vissen zwemmen individueel rond en de mannetjes zijn groot en felgekleurd. Beweegt Albers zijn hand boven de bak, dan reageren de visjes daar nauwelijks op. Bij de buren is dat anders. Wordt er een vinger naar ze uitgestoken, dan vluchten de dieren in scholen samen. De mannetjes zin bovendien klein en hebben veel minder en kleinere kleurvlekken op hun lichaam en vinnen. Hoewel deze dieren flink van hun buren verschillen, komen ze eveneens uit de Bush, maar dan uit de vijver met zeekoeien. De guppy’s in de beide bakken zijn nakomelingen van oorspronkelijk dezelfde populatie. Negen jaar geleden is deze bij de inrichting van de Bush verdeeld over de twee vijvers. De leefomstandigheden zijn overeenkomstig: beide wateren worden verwarmd, de vijvers liggen in dezelfde hal, vlak naast elkaar, onder overeenkomstige omstandigheden. Kaaimannen noch zeekoeien steken een ‘poot’ uit naar de visjes. Het grote verschil, denkt Albers, zit inde twee slangenhalsvogels die jagen in de zeekoevijver, maar die door een net worden weggehouden bij de kaaimannen. Een slangenhalsvogel voedt zich hoofdzakelijk met kleine visjes die hij onder water achterna jaagt.
(Bewerkt naar: De Volkskrant, 13 juni 1998)

Het ontstaan van twee populaties guppy’s, die in bouw, gedrag en uiterlijk van elkaar verschillen, is op basis van de evolutietheorie verklaarbaar.

Vraag 1
Leg, gebruikmakend van deze theorie, uit waardoor de dieren van de populatie in de zeekoevijver een ander gedrag hebben ontwikkeld dan de dieren van de populatie in de kaaimanvijver. Leg ook uit waardoor het uiterlijk bij de dieren van de populatie in de zeekoevijver zich anders heeft ontwikkeld dan in de kaaimanvijver.

Antwoord: In de zeekoevijver is selectie op schrikgedrag/het in scholen zwemmen biedt individuele vissen een grotere overlevingskans. En in de zeekoevijver is selectie op onopvallendheid/hebben onopvallende (kleine) vissen een grotere overlevingskans.

José is onderzoeker in de Bush en denkt dat het kleurpatroon van guppy’s erfelijk is vastgelegd. Om dit te onderzoeken spant ze gedurende één seizoen een net over de zeekoevijver.

Vraag 2
Bij welk resultaat zal ze haar hypothese dienen te verwerpen? Leg je antwoord uit.

Antwoord: Ze dient de hypothese te verwerpen als het felle kleurpatroon binnen het seizoen weer terugkeert, omdat binnen een seizoen geen erfelijke veranderingen zichtbaar kunnen worden/alleen door aanpassing het kleurpatroon kan terugkeren.

Albers is ook geïnteresseerd in andere verschillen tussen beide populaties guppy’s. Zijn hypothese is dat de guppy’s uit de zeekoevijver eerder geslachtsrijp zijn.

Vraag 3
Geef een argument voor deze hypothese van Albers.

Antwoord: Als de dieren eerder geslachtsrijp zijn, kunnen ze zorgen voor meer nakomelingen (voordat ze opgegeten worden)