Aanpassing, overerving en evolutie

Een puppy lijkt op een hond, ook als hij er anders uitziet dan zijn ouders. Je kunt zijn kenmerken vergelijken om zowel de overeenkomsten als de verschillen te zien.

Wat wordt doorgegeven?

Een eigenschap is een kenmerk dat je kunt waarnemen of meten. Vachtkleur, bladvorm, bloemkleur en snavelvorm zijn eigenschappen. Een eigenschap kan ook iets zijn wat een dier kan doen, zoals een web maken.

Nakomelingen zijn de jongen die ouders krijgen. Kittens, kuikens en kiemplantjes zijn allemaal nakomelingen. Overerving betekent dat eigenschappen van ouders op nakomelingen worden doorgegeven wanneer ze zich voortplanten. Een generatie is één stap van ouders naar hun jongen.

Organismen krijgen jongen van dezelfde soort. Uit een eikel groeit een eik. Katten krijgen kittens. Door voortplanting blijft elke soort organisme bestaan.

Zoek naar overeenkomsten binnen de familie

Stel je twee honden voor met een korte vacht en hangoren. De moeder heeft een bruine vacht; de vader heeft een zwarte vacht. Hun puppy’s hebben allemaal een korte vacht en hangoren. Sommige zijn bruin, één is zwart en één heeft beide kleuren.

1. Zet de eigenschappen die je bij elke ouder ziet op een rij.
2. Vergelijk die eigenschappen met die van elke puppy.
3. Kijk naar de korte vacht en hangoren die ze allemaal hebben. Let ook op de verschillende vachtkleuren.

De puppy’s hebben van beide ouders kenmerken geërfd die invloed hebben op de vachtkleur. Een bruine puppy lijkt in deze eigenschap op zijn moeder. Dat betekent niet dat al zijn erfelijke kenmerken van haar komen. Nakomelingen van twee ouders erven van allebei, ook als een kenmerk op dat van maar één ouder lijkt.

Planten en groeiende dieren

Ook planten erven eigenschappen. Voorbeelden zijn bladvorm, bloemkleur en kenmerken die de smaak van vruchten beïnvloeden. Een tuinder kan zaden van zoete tomatenplanten bewaren. Hun nakomelingen hebben waarschijnlijk dezelfde nuttige eigenschappen, al zullen ze verschillen.

Veel planten die uit zaden groeien, hebben twee ouders. Stuifmeel van de ene plant bereikt een bloem op een andere plant. Beide dragen bij aan de erfelijke eigenschappen van de nakomelingen.

Vergelijk dieren in vergelijkbare groeifasen. Een kikkervisje heeft kieuwen en een staart. Zijn ouder, een kikker, heeft poten en longen. Terwijl het kikkervisje groeit, ontwikkelt het dezelfde volwassen lichaamsbouw. Het veranderende uiterlijk hoort bij zijn levenscyclus.

Nuttige erfelijke eigenschappen kunnen ook helpen bij het overleven. De dikke vacht van een ijsbeer houdt warmte vast. De vlezige stengel van een cactus slaat water op. Je leert deze eigenschappen kennen als aanpassingen.

Broers en zussen kunnen veel kenmerken delen zonder er identiek uit te zien. Verschillen tussen organismen heten variatie. Je ziet variatie binnen een familie en binnen een hele soort.

Verschillende leden van één soort

Een soort is een groep gelijksoortige organismen die zich onderling kunnen voortplanten. Afzonderlijke zomereiken behoren tot één soort. Toch verschillen ze in hoogte, stamdikte en bladgrootte.

Nakomelingen van twee ouders krijgen verschillende combinaties van erfelijke eigenschappen. Dat helpt verklaren waarom puppy’s in één nest verschillende patronen hebben. Ook groeiomstandigheden kunnen voor verschillen zorgen.

Sommige eigenschappen vallen in aparte groepen, zoals rode of witte bloemen. Tel het aantal in elke groep. Andere eigenschappen, zoals bladlengte, verschillen binnen een bereik. Meet die met een liniaal of weegschaal.

Maak een afbeelding van metingen

Hier zijn 16 bladlengtes, gemeten op de centimeter nauwkeurig:

7, 9, 8, 10, 8, 6, 9, 8, 11, 7, 8, 9, 10, 8, 9, 7 cm.

Turf eerst elke lengte. Tel daarna de turfstreepjes.

Samen zijn het 16 bladeren, dus elk blad is meegeteld. Teken een staafdiagram met de lengtes onderaan. Zet “Aantal bladeren” naast de verticale as en gebruik gelijke stappen. Maak elke staaf zo hoog als het bijbehorende aantal.

De hoogste staaf staat bij 8 cm: die lengte komt het meest voor. Het kortste blad is 6 cm en het langste is 11 cm. Hun verschil, de spreidingsbreedte, is 5 cm. De meeste bladeren zitten dicht bij het midden: 12 zijn 7, 8 of 9 cm lang.

Vergelijk op een eerlijke manier

Meet elk blad van de punt tot waar de steel begint. Gebruik steeds dezelfde werkwijze. Meet veel bladeren, want twee afwijkende bladeren kunnen een misleidend beeld van de boom geven.

Planten die uit stekken of uitlopers van aardbeienplanten groeien, hebben één ouder. Hun erfelijke eigenschappen lijken meestal sterk op elkaar. Kiemplantjes met twee ouders verschillen meestal meer. Hun groeiomstandigheden blijven belangrijk.

Variatie is belangrijk als omstandigheden veranderen. Een klein verschil in kleur of grootte kan sommige individuen helpen overleven. Verschillen zijn normaal; jongen van dezelfde ouders hoeven niet hetzelfde te zijn.

Je kunt oogkleur erven. Lezen leer je. Sommige kenmerken, waaronder je lengte, hangen af van zowel je familie als de manier waarop je groeit.

Drie manieren waarop eigenschappen ontstaan

De omgeving omvat voedsel, water, licht, temperatuur en andere dingen om je heen. Een verworven eigenschap ontstaat tijdens het leven door de omgeving, ervaringen of leren. Een litteken, kapsel of aangeleerd kunstje is verworven.

Voeding, slaap en gezondheid beïnvloeden de groei. Een plant erft kenmerken die bepalen hoe groot hij kan worden, maar licht en water beïnvloeden hoe groot hij werkelijk wordt. Bomen op winderige heuveltoppen kunnen krom groeien. Flamingo’s krijgen hun roze kleur door stoffen in hun voedsel; hun jongen komen grijs of wit uit het ei. Bloemen van boerenhortensia’s zijn op zure grond meestal blauw en op basische grond roze.

Deel Mila’s eigenschappen in

Mila heeft bruine ogen, een litteken op haar knie en spreekt twee talen. Ze kan zwemmen en is lang, net als haar ouders.

1. Bruine ogen zijn erfelijk.
2. Het litteken komt door een val. Het is verworven.
3. Twee talen spreken en zwemmen zijn aangeleerde vaardigheden.
4. Lengte hoort bij “beide”: overerving en groeiomstandigheden hebben er invloed op.

Vraag je af of een kenmerk van ouders op nakomelingen overgaat. Vraag je ook af of een andere omgeving of andere ervaringen het kunnen veranderen. Dwing niet elke eigenschap in slechts één van de eerste twee groepen.

Onderzoek een groeiomstandigheid

Neem vergelijkbare stekken van één ouderplant. Geef ze dezelfde potten, grond, hoeveelheid water en temperatuur. Zet er één in fel licht en één in het donker. Hun erfelijke eigenschappen lijken op elkaar, dus het verschil in licht helpt verschillen in groei verklaren. Door andere omstandigheden gelijk te houden, kun je een bruikbare vergelijking maken.

Leren is geen overerving. Kinderen van muzikanten moeten nog steeds leren spelen. Sommige gedragingen zijn erfelijke instincten, zoals een spin die haar eerste web maakt. Een kunstje van een getrainde hond is aangeleerd.

Lamarck stelde dat giraffen hun nek uitrekten en langere nekken aan hun jongen doorgaven. Door tijdens het leven de nek uit te rekken, wordt een langere nek niet doorgegeven. Op dezelfde manier verschijnt een litteken of ingeoefende vaardigheid van een ouder niet als erfelijke eigenschap bij een pasgeborene.

De poten van een eend, de stengel van een cactus en dicht bij elkaar kruipende pinguïns zien er heel verschillend uit. Elk helpt het organisme te krijgen wat het nodig heeft in zijn leefgebied.

Koppel een kenmerk aan een behoefte

Een leefgebied is de plek waar een organisme leeft. Dieren hebben voedsel, water, lucht, beschutting en een geschikte temperatuur nodig. Planten hebben licht, water, lucht, voedingsstoffen en ruimte nodig.

Een aanpassing is een erfelijk kenmerk of erfelijk gedrag dat een organisme helpt te overleven en zich voort te planten. Overleven is in leven blijven. Zich voortplanten is nakomelingen krijgen. Een aanpassing kan helpen bij eten, veilig blijven of jongen krijgen.

Aanpassingen kunnen op verschillende manieren werken:

Lichaamsfuncties kunnen ook helpen water te besparen. Een kameel kan veel dagen zonder te drinken. Een kangoeroerat haalt bijna al het water dat hij nodig heeft uit de zaden die hij eet.

Een aangeleerde handeling is anders. Een hond kan na training een bal apporteren. Dat gedrag is ontstaan doordat hij tijdens zijn leven heeft geleerd. Het is niet als erfelijk kunstje aan hem doorgegeven.

Bouw een duidelijke uitleg op

Noem het kenmerk. Leg uit wat het doet. Verbind die functie daarna met het leefgebied.

Bijvoorbeeld: “Een ijsbeer heeft een dikke vetlaag. Het vet vertraagt het warmteverlies. Dat helpt de beer warm te blijven in de koude lucht en zee van het Noordpoolgebied.”

Elke zin voegt een schakel toe. Alleen “Het helpt de beer overleven” vertelt niet wat het vet doet. Door die functie uit te leggen, maak je het verband duidelijk.

Waar aanpassingen vandaan komen

Aanpassingen worden van generatie op generatie doorgegeven. Ze worden opgebouwd doordat erfelijke eigenschappen die helpen bij overleving en voortplanting algemeen worden. Een dier kan geen nieuw erfelijk kenmerk kiezen wanneer het dat nodig heeft. Een tam konijn dat je naar een ijskoude plek brengt, krijgt daardoor geen lichaam als dat van een ijsbeer.

Sommige erfelijke vermogens maken veranderingen met de seizoenen mogelijk. Een poolvos krijgt een witte wintervacht en een bruine of grijze zomervacht. Zijn vermogen om in het juiste seizoen de juiste vacht te krijgen is erfelijk. Door de veranderende kleuren valt hij eerst niet op in de sneeuw en daarna niet tussen rotsen en planten.

Hoe nuttig een kenmerk is, hangt af van het leefgebied. Een dikke bedekking helpt warmte vast te houden op een koude plek. Diezelfde bedekking kan afkoelen op een hete plek moeilijk maken.

Een woestijn en een vijver bieden heel verschillende leefomstandigheden. Kijk naar de problemen in elk leefgebied en verbind lichaamskenmerken en gedrag daarna met die problemen.

Bespaar water en vermijd hitte

In woestijnen valt weinig regen. Veel woestijnen hebben hete dagen en koude nachten. Kamelen hebben brede voeten die hun gewicht over het zand verdelen. Lange wimpers en neusgaten die ze kunnen sluiten, houden opwaaiend zand tegen. Hun bulten slaan vet op, dat energie levert als er weinig voedsel is. Ze slaan er geen tank vol water in op.

Een woestijnvos geeft warmte af via zijn heel grote oren. Die oren helpen hem ook prooien onder de grond te horen. Door overdag in een koel hol te rusten en ’s nachts te jagen, vermijdt hij de hitte van de dag.

Cactussen slaan water op in dikke, vlezige stengels. Hun wasachtige bedekking vertraagt waterverlies. Stekels vervangen brede bladeren. Ze helpen waterverlies te verminderen en houden dieren op afstand. Brede, ondiepe wortels nemen regen snel op.

Houd warmte vast

IJsberen hebben een dikke vacht en vet die het warmteverlies vertragen. Kleine oren stellen weinig oppervlak bloot aan de kou. Vacht onder hun voeten helpt bij warmte en grip. Keizerspinguïns kruipen tijdens de Antarctische winter dicht bij elkaar. Ze schuifelen rond, zodat de vogels om de beurt in het warmere midden staan.

Vergelijk twee vossen:

Geen van beide oorvormen is overal het best. Elke vorm past bij andere omstandigheden.

Leef met veel water

Veel bladeren in het regenwoud hebben puntige druppelspitsen. Na regen loopt water er snel af. Waterlelies hebben brede, drijvende bladeren en luchtruimtes die ze aan het oppervlak helpen houden. Daar kunnen ze licht opvangen.

Eenden peddelen met zwemvliezen en hebben vettige, waterdichte veren. Vissen hebben een gestroomlijnd lichaam dat gemakkelijk door het water beweegt. Hun kieuwen nemen zuurstof uit het water op.

Gebruik meerdere aanwijzingen samen

Stel je een dier voor met een witte vacht, kleine oren, vet en brede, behaarde poten. Verbind eerst elk kenmerk met zijn functie. Een witte vacht valt niet op in de sneeuw. Kleine oren en vet verminderen warmteverlies. Brede poten verdelen het gewicht; behaarde voetzolen helpen de voeten warm te houden. Samen wijzen deze aanwijzingen op een koud leefgebied met sneeuw.

Een nuttig kenmerk heeft grenzen. Een ijsbeer kan in een hete woestijn oververhit raken. Een waterlelie zou op het land uitdrogen. Een cactus die bij droge grond past, kan in drassige grond rotten.

Een kikker eet vliegen, maar een reiger kan de kikker opeten. De kikker is zowel een roofdier, dat op andere dieren jaagt, als een prooidier, waarop wordt gejaagd.

Vang voedsel of ontsnap

Veel roofdieren hebben scherpe tanden, klauwen of vogelklauwen om prooien te vangen. Naar voren gerichte ogen helpen katten en uilen afstanden te schatten. Uilen hebben ook een scherp gehoor en veren die hun vluchtgeluiden dempen. Wolven kunnen in groepen jagen.

Prooidieren moeten gevaar zien en voorkomen dat ze worden gevangen. Ogen aan de zijkanten van de kop van een konijn geven een breed gezichtsveld. Snelle poten helpen bij het ontsnappen. Het schild van een landschildpad en de stekels van een egel beschermen het lichaam. Kuddes en zwermen kunnen dieren helpen gevaar op te merken.

Val niet op of juist wel

Camouflage is een kleur of vorm die past bij de omgeving. Een wandelende tak lijkt op een twijgje. De strepen van een tijger maken zijn contour minder herkenbaar in hoog gras. Zowel prooidieren als roofdieren kunnen er voordeel van hebben dat ze moeilijk te zien zijn.

Camouflage hangt af van de achtergrond. Een witte haas valt niet op in de sneeuw, maar wel op bruine grond.

Waarschuwingskleuren maken sommige gevaarlijke dieren gemakkelijk te herkennen. De zwart-gele strepen van een wesp kunnen roofdieren waarschuwen voor haar angel. Mimicry is gelijkenis met een ander organisme die een voordeel oplevert. Een ongevaarlijke zweefvlieg lijkt op een wesp, waardoor sommige roofdieren ook de zweefvlieg vermijden.

Koppel monden aan maaltijden

Vleeseters hebben puntige tanden om te grijpen en te snijden. Planteneters zoals paarden malen voedsel fijn met brede tanden en kiezen. Deze vormen helpen wetenschappers ook onderzoeken wat fossiele dieren aten.

Stel je een vogel voor die aan de rand van een meer door het water waadt. Zijn lange poten houden zijn lichaam boven het ondiepe water. Zijn lange, scherpe snavel helpt vissen en kikkers te vangen. Door beide kenmerken aan hun functie te koppelen, leg je uit hoe een reiger aan voedsel komt.

Ook planten hebben afweer

Planten kunnen niet wegrennen voor hongerige dieren. Doornen van meidoorns en stekels van rozen en cactussen kunnen hen beschermen. Brandnetels hebben brandharen. Sommige planten maken vies smakende of giftige stoffen. Deze afweer verkleint de kans dat ze worden opgegeten.

Planten blijven op hun plek geworteld, maar stuifmeel en zaden kunnen reizen. Verschillende kenmerken van bloemen en zaden helpen bij deze twee reizen.

Breng stuifmeel naar een stempel

Bij bestuiving gaat stuifmeel van een helmknop naar een stempel op een bloem van dezelfde soort. De helmknop is de top van een meeldraad en maakt stuifmeel. De stempel is de kleverige top van het vrouwelijke deel van de bloem.

Bijen bezoeken bloemen voor voedsel, waaronder suikerrijke nectar. Felgekleurde kroonbladeren, geuren en honingmerken helpen ze aan te trekken. Sommige patronen van honingmerken zijn voor bijen zichtbaar in ultraviolet licht. Terwijl een bij eet, blijft stuifmeel aan haar lichaam plakken. Bij het volgende bezoek kan het op de stempel van een andere bloem terechtkomen.

Bloemen passen ook bij andere bezoekers. Bloemen die door kolibries worden bestoven, zijn vaak rood of oranje, buisvormig en rijk aan nectar. Bloemen die door nachtvlinders worden bestoven, zijn vaak bleek, ruiken sterk en gaan ’s nachts open.

Bloemen die door de wind worden bestoven, hoeven geen dieren aan te trekken. Grasbloemen zijn meestal klein en onopvallend, zonder nectar of geur. Ze maken veel licht stuifmeel. Vrijhangende helmknoppen laten het los; veerachtige stempels vangen het op.

Stuur zaden weg

Bij zaadverspreiding worden zaden weg van de ouderplant verspreid. Dicht op elkaar groeiende kiemplantjes concurreren met de ouder en met elkaar om licht, water, voedingsstoffen en ruimte. Door te reizen kunnen zaden ook nieuwe leefgebieden bereiken.

Eekhoorns nemen ook eikels mee en begraven ze. Sommige vergeten eikels groeien uit tot bomen.

Lees de aanwijzingen voor de reis

Kijk eerst naar de vorm en het gewicht van een zaad. Een licht zaad met een papierachtige vleugel kan draaiend door de lucht reizen. Zoek daarna naar haakjes, sappig vruchtvlees of een drijvende bolster. Haakjes wijzen op reizen aan een vacht. Zoet fruit kan een dier aantrekken dat de zaden na het eten meeneemt.

Bestuiving en verspreiding hebben verschillende taken. Stuifmeel bereikt een stempel voordat zaden ontstaan. Verspreiding verplaatst de zaden daarna. De bij verzamelt voedsel; de plant heeft er voordeel van als tijdens dat bezoek stuifmeel wordt meegenomen.

Voedsel, water, licht en veilige plekken zijn beperkt beschikbaar. Een leefgebied kan veel organismen onderhouden, maar elk organisme moet nog steeds krijgen wat het nodig heeft.

Concurrentie en verbindingen

Concurrentie ontstaat als organismen dezelfde beperkte hulpbronnen nodig hebben. Planten die dicht bij elkaar staan, concurreren om licht, water, voedingsstoffen en ruimte. Dieren kunnen concurreren om voedsel, territorium of partners.

Organismen zijn ook van elkaar afhankelijk. Bijen halen voedsel uit bloemen en veel bloemen zijn afhankelijk van bijen om stuifmeel te vervoeren. Roofdieren zijn afhankelijk van prooidieren als voedsel. Een verandering in één deel van een leefgebied kan invloed hebben op andere delen.

Een eigenschap die helpt om iets te krijgen wat nodig is, geeft een voordeel. Een plant met grotere doornen verliest misschien minder bladeren aan dieren. Een iets sneller hert kan misschien aan een wolf ontsnappen. Betere camouflage kan een insect moeilijker te vinden maken.

Vergelijk een groep kevers

Stel je een plek met droge, bruine bladeren voor. Daar zitten 20 groene kevers en 20 bruine kevers. Vogels eten 12 groene kevers en 3 bruine kevers op.

1. Bepaal hoeveel groene kevers overleven: $20-12=8$.
2. Bepaal hoeveel bruine kevers overleven: $20-3=17$.
3. Bepaal het totaal: $8+17=25$.

Er overleefden meer dan twee keer zoveel bruine kevers. Bruin past bij de bladeren, dus vogels zien die kevers minder gemakkelijk. Hun kleur geeft ze een voordeel in dit leefgebied. Op groene bladeren zijn groene kevers misschien juist moeilijker te zien.

De groepen waren aan het begin even groot. Daardoor zijn de aantallen overlevenden gemakkelijk te vergelijken. Een nuttige kleur vergroot de overlevingskans, maar beschermt niet elke kever.

Van overleving naar nakomelingen

Als een individu lang genoeg leeft om zich voort te planten, krijgt het de kans om erfelijke eigenschappen door te geven. Individuen die meer nakomelingen krijgen, kunnen die eigenschappen aan meer leden van de volgende generatie doorgeven.

Bij evolutie gaat voortplantingssucces over het krijgen van nakomelingen die erfelijke eigenschappen verder doorgeven. Het betekent niet gewoon kracht of grootte. Een klein, goed verborgen insect kan meer nakomelingen krijgen dan een groot insect dat gemakkelijk te zien is. Overleven helpt, maar wie overleeft zonder zich voort te planten geeft geen eigenschappen door.

Soorten verschillen ook in wat ze kunnen verdragen. Waterlelies passen bij vijvers. Cactussen hebben meestal drogere grond nodig en vissen hebben water nodig om te ademen. Eén leefgebied kan niet bieden wat ieder organisme nodig heeft.

Een vijver kan tijdens een droogte krimpen. Een weg kan een bos in tweeën delen. Als de omstandigheden veranderen, kunnen organismen water, beschutting of routes naar voedsel en partners verliezen.

Volg de verandering

Abiotische factoren zijn de niet-levende onderdelen van een leefgebied. Daaronder vallen licht, temperatuur, water, bodem, zoutgehalte en wind. Elke soort groeit en overleeft het best binnen een bepaald bereik van omstandigheden.

Droogte, overstromingen en stormen veranderen leefgebieden op natuurlijke wijze. Mensen veranderen leefgebieden ook, door wegen aan te leggen, bossen te kappen, water te vervuilen of andere soorten binnen te brengen. Sommige organismen kunnen daar goed mee omgaan. Andere verhuizen, nemen in aantal af of verdwijnen van die plek. Planten bereiken nieuwe plekken vooral via zaden.

Onderzoek één omstandigheid

Stel je drie bakken voor, elk met 20 radijszaadjes. Het water bevat 0, 10 of 20 milliliter zout per liter. Licht, temperatuur, bodem en de hoeveelheid water blijven gelijk. Na één week ontkiemen 18, 12 en 4 zaden.

Vergelijk het patroon: bij meer zout ontkiemden minder zaden. Doordat je de andere omstandigheden gelijk houdt, kun je dat verschil met het zout verbinden. Veel zaden geven een bruikbaarder resultaat dan één zaad, omdat afzonderlijke zaden verschillen. Het onderzoek meet hoeveel zaden na één week ontkiemen; het telt geen volgroeide planten.

Lees hoe een populatie verandert

Stel je voor dat kikkers zes voorjaren lang worden geteld: 48, 52, 50, 31, 17 en 22. Na de derde telling begint een droogte. Vóór de laatste telling komt de regen terug.

Het aantal daalt van 50 naar 17: een afname van 33. Kikkers hebben water nodig voor hun eitjes en kikkervisjes hebben het nodig om te groeien. Een krimpende vijver verkleint het voortplantingsgebied. De latere stijging van 17 naar 22 past bij de terugkeer van het water. De tellingen laten het patroon zien; kennis van wat kikkers nodig hebben, helpt het verklaren.

Beoordeel een bruikbare oplossing

Een faunatunnel kan plekken die door een weg zijn gescheiden weer verbinden. Nestkastjes kunnen sommige verloren nestholtes vervangen. Door inheemse planten aan te planten, kun je voedsel en beschutting herstellen.

Vraag je af welke behoefte de oplossing vervult. Zoek naar bewijs, zoals dieren die een tunnel gebruiken en minder verkeersslachtoffers onder dieren. Vergelijk ook de kosten en mogelijke nieuwe problemen. Een snelle verandering kan individuen geen nieuwe erfelijke aanpassingen laten ontwikkelen.

Een fossiel kan een tand, een bladafdruk of een reeks voetafdrukken zijn. Deze aanwijzingen bewaren delen of sporen van leven van lang geleden.

Twee soorten aanwijzingen

Een lichaamsfossiel bewaart een deel van een organisme, zoals een schelp, bot of blad. Een sporenfossiel legt iets vast wat het organisme deed, zoals een voetafdruk of hol maken. Fossielen zijn meestal minstens duizenden jaren oud; veel zijn miljoenen jaren oud.

De meeste organismen worden nooit fossielen. Hun resten rotten weg of worden opgegeten. Vooral zachte lichamen blijven zelden bewaard. Het fossielenbestand, alle fossielen die tot nu toe zijn gevonden, heeft daardoor gaten.

Hoe resten bewaard kunnen blijven

Een dood dier kan snel worden begraven in modder of zand. Zachte delen vergaan, terwijl harde delen langer blijven bestaan. Er komt meer sediment bovenop en dat drukt oudere lagen samen tot gesteente.

Water met mineralen kan ruimtes in een bot vullen of het materiaal ervan vervangen. Zo kan gesteente in de vorm van het bot achterblijven. Andere fossielen bevatten de oorspronkelijke schelp of het oorspronkelijke bot, afgeplatte resten of een afdruk. Veel later kunnen opheffing en erosie het fossiel blootleggen.

Niet alles blijft op deze manier bewaard. Barnsteen is verharde boomhars waarin insecten kunnen vastzitten. Teerputten bewaren dieren die erin vastzitten. In bevroren grond zijn delen van mammoeten bewaard gebleven, waaronder huid en haar.

Leg de plek en de laag vast

Een paleontoloog onderzoekt fossielen. Daarvoor moet je zorgvuldig graven, meten, gegevens vastleggen en vergelijken. De positie van een fossiel is even belangrijk als zijn vorm.

In lagen sedimentgesteente die niet zijn omgekeerd, zijn de onderste lagen ouder. Nieuwe lagen kwamen boven op oudere lagen terecht. Door vast te leggen in welke laag een fossiel zit, kun je het samen met andere vondsten in de tijd plaatsen.

Stel je voor dat je een schelp en een voetafdruk in verschillende lagen vindt. Leg elke vindplaats vast voordat je iets verplaatst. Zonder die gegevens verliest een wetenschapper belangrijk bewijs over hun ouderdom en omgeving.

De ontdekkingen van Mary Anning

Mary Anning leefde van 1799 tot 1847 in Lyme Regis in Engeland. Als meisje vond ze samen met haar broer Joseph een skelet van een ichthyosaurus. In 1823 vond ze het eerste bijna complete skelet van een plesiosaurus. Dit waren zeereptielen uit de tijd van de dinosauriërs.

Haar vondsten hielpen wetenschappers begrijpen dat veel dieren uit het verleden niet meer bestaan. Niet alle fossielen zijn dinosauriërs: schelpen, planten en kleine zeedieren worden veel vaker gevonden.

Een fossiel vertelt meer als je zijn vorm, vindplaats en ouderdom met elkaar verbindt. Verschillende soorten aanwijzingen beantwoorden verschillende vragen over leven uit het verleden.

Lees het lichaam en zijn sporen

Puntige tanden wijzen op het grijpen en snijden van voedsel zoals vlees. Brede, platte tanden en kiezen wijzen op het fijnmalen van planten. De grootte van botten helpt de lichaamsgrootte te schatten. Voetafdrukken laten zien hoe een dier bewoog; verschillende sporenreeksen kunnen erop wijzen dat dieren samen reisden. Fossiele bladeren en hout laten zien welke planten in de buurt groeiden.

Sommige fossielen behoren tot uitgestorven groepen, waaronder trilobieten en ammonieten. Hun fossielen laten zien dat er ooit dieren bestonden die anders waren dan de dieren die nu leven.

Lees hoe een plek door de tijd verandert

Stel je drie lagen in een klif voor die niet zijn omgekeerd:

Begin bij de oudste laag onderaan. Lees naar boven, naar de jongste laag. De plek veranderde van zee in land met planten. Later lieten landdieren er voetafdrukken achter. De fossielen ondersteunen deze volgorde over een lange tijd.

Zeefossielen hoog in de bergen laten zien dat hun gesteente onder water is ontstaan. Later werd het gesteente omhooggeduwd toen bergen ontstonden. De vroegere zee hoefde niet zo hoog te komen als de bergtoppen van nu.

Wetenschappers hebben ook fossiele bossen op Antarctica gevonden. Boomstammen, wortels en bladeren laten zien dat dit ijskoude land ooit omstandigheden had waarin bomen konden groeien.

Vergelijk vroegere en levende dieren

Vroege verwanten van paarden leefden meer dan 50 miljoen jaar geleden. Ze waren ongeveer zo groot als een vos, met vier tenen aan elke voorvoet en drie aan elke achtervoet. Moderne paarden zijn groter en staan op één teen per voet. Fossielen uit verschillende tijden laten veranderingen zien in voeten, tanden en grootte. Er bestonden veel verwante takken; deze vondsten zijn geen rij afzonderlijke paarden die opgroeien.

Archaeopteryx leefde ongeveer 150 miljoen jaar geleden. Hij had veren en vleugels, maar ook tanden en een lange, benige staart. Deze combinatie van kenmerken helpt het verband te leggen tussen vogels en hun voorouders onder de dinosauriërs.

Een fossiel geeft aanwijzingen, geen volledige vastlegging. Kleuren en geluiden laten meestal weinig direct bewijs achter. Wetenschappers vergelijken veel fossielen en organismen en passen hun verklaringen aan als nieuwe vondsten meer informatie geven.

Een miljoen jaar is al moeilijk voor te stellen. De aarde is ongeveer 4,5 miljard jaar oud. Eén miljard betekent duizend miljoen.

Zet het leven op volgorde

Het eerste eenvoudige leven verscheen meer dan 3,5 miljard jaar geleden. Gedurende het grootste deel van de geschiedenis van de aarde was bijna al het leven heel klein en leefde het in water.

Van oud naar nieuw markeren deze gebeurtenissen de geschiedenis:

• Eerste eenvoudige leven: meer dan 3,5 miljard jaar geleden.
• Eerste vissen: meer dan 500 miljoen jaar geleden.
• Eerste dinosauriërs: ongeveer 230 miljoen jaar geleden.
• Eerste bloeiende planten: meer dan 130 miljoen jaar geleden.
• Uitsterven van de dinosauriërs die geen vogels zijn: ongeveer 66 miljoen jaar geleden.
• Eerste moderne mensen: ongeveer 300.000 jaar geleden.

Een groter aantal jaren geleden betekent verder terug in het verleden. “Vandaag” staat aan het nieuwste uiteinde van een tijdlijn.

Maak een lange tijdlijn

Laat 1 cm staan voor 1 miljoen jaar. Voor de 4500 miljoen jaar van de aarde is een lijn van 4500 cm nodig. Dat is 45 m, langer dan een basketbalveld.

Meet 66 cm terug vanaf het uiteinde “vandaag” voor het uitsterven van de dinosauriërs die geen vogels zijn. Moderne mensen verschenen 0,3 miljoen jaar geleden. Dat neemt naast vandaag maar 0,3 cm, oftewel 3 mm, in. Het kleine deel voor de mens is op de hele lijn moeilijk te zien.

Een ander beeld perst de hele geschiedenis van de aarde samen in één dag. De dinosauriërs die geen vogels zijn, sterven ongeveer 21 minuten voor middernacht uit. Moderne mensen verschijnen ongeveer 6 seconden voor middernacht.

Tel generaties

Een generatie is een stap van ouders naar nakomelingen. Als generaties 25 jaar duren, bevat één miljoen jaar:

Dat zijn 40.000 generaties. Muizen kunnen binnen enkele maanden jongen krijgen, dus hebben ze in dezelfde tijd veel meer generaties. De duur van een generatie is belangrijk als je groepen vergelijkt.

Wetenschappers onderzoeken gesteentelagen en natuurlijke klokken in sommige gesteenten om ouderdommen te bepalen. Kleine hoeveelheden stoffen veranderen over lange tijd in een gelijkmatig tempo. Fossielen helpen vervolgens te laten zien wat er in verschillende tijden leefde.

Moderne mensen leefden niet tegelijk met de laatste dinosauriërs die geen vogels zijn. Tussen het uitsterven van die dinosauriërs en het verschijnen van onze soort zit ongeveer 65,7 miljoen jaar. Vogels zijn levende nakomelingen van dinosauriërs, dus door “die geen vogels zijn” toe te voegen blijft de uitspraak juist.

Een groeiend dier verandert tijdens zijn leven. Evolutie is iets anders: erfelijke eigenschappen veranderen in een groep over vele generaties. Over zeer lange tijd kunnen veranderingen tot nieuwe soorten leiden.

Volg het erfelijke verschil

Gebruik de kevers op bruine bladeren om natuurlijke selectie te volgen:

1. De kevers verschillen: sommige zijn groen en andere bruin.
2. Door de bruine kleur is een kever daar moeilijker te zien voor vogels.
3. Meer bruine kevers overleven en planten zich voort.
4. Hun nakomelingen erven meestal ook een bruine kleur.
5. Over vele generaties wordt de bruine kleur algemener.

Geen groene kever wordt bruin omdat hij zich wil verbergen. De groep verandert doordat verschillende individuen verschillende aantallen nakomelingen krijgen. Overerving verbindt het voordeel van de ene generatie met de volgende.

Alleen overleven is niet genoeg voor deze verandering. Een kever zonder nakomelingen geeft zijn eigenschappen niet door. Ook hoeft een nuttige eigenschap niet in elk leefgebied te helpen. Op groene bladeren hebben groene kevers misschien het voordeel.

Mensen die de aanwijzingen verbonden

Charles Darwin en Alfred Russel Wallace bestudeerden organismen op veel plekken. Ieder werkte het idee van natuurlijke selectie uit. Hun ideeën werden in 1858 samen gepresenteerd. Darwin legde het idee in 1859 uit in On the Origin of Species.

Darwin bezocht de Galápagoseilanden in 1835. Op de eilanden leven vinken met verschillende snavels. Dikke snavels kraken harde zaden; dunne, puntige snavels kunnen insecten oppikken. Bewijs verbindt deze vinken met gedeelde voorouders die lang geleden de eilanden bereikten. Verschillende takken werden geschikt voor verschillend voedsel.

Fossielen en takken

Tot de fossielen van vroege walvissen behoren dieren met poten. Ze verbinden walvissen met viervoetige landzoogdieren die ongeveer 50 miljoen jaar geleden leefden. Ook fossielen van paarden laten veranderingen over lange tijd zien.

Evolutie lijkt op een vertakkende boom. Mensen en de chimpansees van nu delen voorouders van lang geleden. Mensen zijn niet ontstaan uit de chimpansees die nu leven. Beide takken zijn veranderd sinds hun gedeelde voorouders leefden.

Natuurlijke selectie heeft geen plan voor een uiteindelijk, perfect dier. Ze kan nuttige eigenschappen algemeen maken onder de omstandigheden die er op dat moment zijn. Sommige erfelijke veranderingen gebeuren toevallig en helpen niet. Het idee van Lamarck over het uitrekken van de nek mist het verschil: een verandering door uitrekken tijdens het leven wordt niet als erfelijke langere nek doorgegeven.

Een lege vijver betekent niet dat de kikkersoort overal is verdwenen. Uitsterven betekent dat elk lid van een soort is gestorven. Er kunnen geen nakomelingen van die soort meer geboren worden.

Wat brengt een soort in gevaar?

Een bedreigde soort loopt een zeer groot risico om in het wild uit te sterven. De aantallen kunnen klein zijn, snel dalen of bedreigd worden door verlies van leefgebied.

Soorten kunnen de omstandigheden die ze nodig hebben verliezen door klimaatveranderingen, rampen, jacht, verlies van leefgebied of de komst van roofdieren en ziekten. Sommige individuen trekken weg of kunnen ermee omgaan; andere niet. Als de hele soort verdwijnt, is die uitgestorven.

De meeste soorten die ooit hebben geleefd, zijn nu uitgestorven. Uitsterven gebeurde al lang voordat er mensen waren. Ongeveer 66 miljoen jaar geleden sloeg een planetoïde in bij wat nu Mexico is. Branden, stof en afkoeling die daarop volgden, waren de belangrijkste oorzaak van het verdwijnen van dinosauriërs die geen vogels zijn en veel andere groepen. Sommige zoogdieren en vogels overleefden.

Verschillende wegen naar uitsterven

Dodo’s leefden op Mauritius. Het waren vogels die niet konden vliegen en op de grond nestelden. Nadat zeelieden aankwamen, brachten jacht en geïntroduceerde dieren hen in gevaar. Dieren waaronder ratten en varkens aten eieren. De laatste algemeen aanvaarde waarneming van een dodo was in 1662; de laatste waarneming is geen exacte datum voor de dood van de laatste vogel.

Trekduiven vlogen ooit in enorme zwermen boven Noord-Amerika. Door intensieve jacht en het kappen van bossen namen hun aantallen af. De laatste bekende vogel, Martha, stierf op 1 september 1914 in de Cincinnati Zoo. Zelfs een soort die ooit heel talrijk was, kan verdwijnen.

Wolharige mammoeten hadden een dikke vacht, kleine oren en vet voor koude omstandigheden. Door opwarming na de laatste ijstijd werd hun koude graslandleefgebied kleiner en mensen joegen op hen. De meeste verdwenen ongeveer 10.000 jaar geleden. Een kleine groep hield stand op Wrangel tot ongeveer 4000 jaar geleden.

Help voordat het laatste individu verdwijnt

Door leefgebieden te beschermen blijven voedsel, beschutting en voortplantingsplaatsen behouden. Het stoppen van illegale jacht vermindert verliezen. Door roofdieren te verwijderen die door mensen zijn binnengebracht, kun je nesten op eilanden beschermen. Fokprogramma’s kunnen soms dieren leveren om uit te zetten.

Het aantal Californische condors daalde tot minder dan 30 vogels. De laatste wilde vogels werden in 1987 ondergebracht in fokprogramma’s. Door fokken en uitzetten steeg hun aantal tot enkele honderden, waarvan eind 2025 meer dan de helft in het wild leefde. Ook als de aantallen stijgen, blijft bescherming belangrijk.