PRZYCZYNY ZBIEŻNOŚCI (dokąd zmierza ewolucja?)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "PRZYCZYNY ZBIEŻNOŚCI (dokąd zmierza ewolucja?)"

Nina Grzelak
7 lat temu
Przeglądów:

1 Wstęp do biologii 11. PRZYCZYNY ZBIEŻNOŚCI (dokąd zmierza ewolucja?) Jerzy Dzik Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW 2015

UWARUNKOWANIA ewolucji procesy płciowe ograniczają różnorodność w obrębie grup krzyżujących się osobników stymulują jednak tempo ewolucyjnego

2 UWARUNKOWANIA ewolucji procesy płciowe ograniczają różnorodność w obrębie grup krzyżujących się osobników stymulują jednak tempo ewolucyjnego pogłębiania odmienności w różnych liniach mimo to, niespokrewnione organizmy bywają uderzająco podobne do siebie bo są związane niezmiennymi prawami fizyki i chemii

południowoafrykańska Euphorbia obesa ANALOGIE międzykontynentalne europejski wilczomlecz Euphorbia cyparissias sposób na deficyt wody: zmniejszenie powierzchni parowania (kula) i magazynowanie wody w

3 południowoafrykańska Euphorbia obesa ANALOGIE międzykontynentalne europejski wilczomlecz Euphorbia cyparissias sposób na deficyt wody: zmniejszenie powierzchni parowania (kula) i magazynowanie wody w tkankach i wychwytywanie energii słonecznej w dzień a wiązanie dwutlenku węgla w nocy przy otwartych szparkach liście zmienione w kolce chronią przed zwierzętami Echinocactus z Ameryki Płd ulistniony kaktus Pereskia z Ameryki Płd liście zużywają dużo wody

SKRZYPY analogie ponad erami skrzyp polny Equisetum arvense liście kalamitów sprzed 320 mln lat liście redukcja liści i rozbudowa części podziemnych sposobem na ubogie w biogeny i wodę półpustynie na

4 SKRZYPY analogie ponad erami skrzyp polny Equisetum arvense liście kalamitów sprzed 320 mln lat liście redukcja liści i rozbudowa części podziemnych sposobem na ubogie w biogeny i wodę półpustynie na ostrych koniuszkach liści skrapla się mgła E. giganteum z Chile kwiatostan męski żeński Casuarina z Australii kazuaryny pokrewne olszy Alnus też mają bakterie korzeniowe Funkia także zwierzęce analogie bywają odległe w czasie kwiatostan żeński męski

UZĘBIONE PTAKI analogie ponad erami kostne zęby pokrewny pelikanom "pra-albatros" Pelagornis 13 mln lat prawdziwe zęby praptaka odziedziczone po gadzim

5 UZĘBIONE PTAKI analogie ponad erami kostne zęby pokrewny pelikanom "pra-albatros" Pelagornis 13 mln lat prawdziwe zęby praptaka odziedziczone po gadzim przodku kostne zęby wymarłych blaszkodziobych analogią praptak Archaeopteryx 145 mln lat prawdziwe gadzie zęby ani odnowiona funkcja ani anatomia nie są identyczne

konstrukcyjne przestrzeń ekologiczna (spectrum nisz) jest dzielona rozmaicie Lemur Glaucomys Felis

6 NISZE EKOLOGICZNE są niepowtarzalne AMERYKI i EURAZJA Talpa Myrmecophaga AUSTRALIA Notoryctes Myrmecobius Mus Sminthopsis organizmy są podobne, bo wykonywanie podobnych czynności wymusza podobne rozwiązania konstrukcyjne przestrzeń ekologiczna (spectrum nisz) jest dzielona rozmaicie Lemur Glaucomys Felis Dasyurus Phalanger Peraurus Canis są jednak funkcje wymuszające ścisłe podobieństwo PLACENTALIA Thylacinus MARSUPIALIA

HYDRODYNAMIKA uniwersalne zasady fizyki undulacyjny napęd najefektywniejszy na końcu ciała: płetwa ogonowa wspomaganie bezwładności blisko środka ciężkości: płetwy

7 HYDRODYNAMIKA uniwersalne zasady fizyki undulacyjny napęd najefektywniejszy na końcu ciała: płetwa ogonowa wspomaganie bezwładności blisko środka ciężkości: płetwy brzuszne, grzbietowa i analna turbulencje przy krawędzi spływu strzępią płetwę kształt płetw powiązany z prędkością pływania to uniwersalna inżynieryjna przyczyna konwergencji

8 babka Gobius INŻYNIERIA i historia gad ssak lin Tinca ryba karp Cyprinus manat Trichechus morświn Phocaena max. 40 km/h jurajski ichtiozaur pionowa płetwa ogonowa Trachurus kształt płetw powiązany z prędkością pływania ich ustawienie z historią szczepu dlatego płetwa ogonowa ssaków jest pozioma max. 80 km/h tuńczyk Thunnus Istiophorus max. 96 km/h przemieszczanie się powietrzu wymaga podobnych przystosowań

szerzej rozprzestrzeni się genom zawarty w nasionie orzeszek ziemny Arachis

9 Tipuana OWOCE autorotujące Pterocarpus Sapindaceae klon Acer Platypodium Dipteronia motylkowe Fabaceae im dłużej owoc unosi się w powietrzu, tym dalej zaleci tym szerzej rozprzestrzeni się genom zawarty w nasionie orzeszek ziemny Arachis Xanthoceros kasztanowiec Aesculus wynik ustawienia powierzchni nośnej w stosunku do środka ciężkości

się i w toni wodnej długie skrzydła doskonalsze aerodynamicznie ale trudniej nimi poruszać rozszczepienie końców

10 ciąg AERODYNAMIKA ptaków środek powierzchni nośnej środek ciężkości opór aerodynamiczny stabilnie szybujący aeroplan musi mieć środek ciężkości przed środkiem powierzchni nośnej ogon utrzymuje stateczność naciskając do dołu fruwać da się i w toni wodnej długie skrzydła doskonalsze aerodynamicznie ale trudniej nimi poruszać rozszczepienie końców szerokich skrzydeł eliminuje wiry bocian Ciconia * * * jerzyk Apus mewa Larus myszołów Buteo kaczka Anas szpak Sturnus gołąb Columba

ARKTYKA wymarła Alca impennis skrzydła do lotu w wodzie skrzydła do lotu w powietrzu i w

11 PODWODNY lot pingwin Pygoscelis żółw morski Chelonia na północy alki pokrewne mewom na południu pingwiny pokrewne nurom pingwiny petrel nurkujący Pelecanoides ANTARKTYKA ARKTYKA wymarła Alca impennis skrzydła do lotu w wodzie skrzydła do lotu w powietrzu i w wodzie Alca torda możliwa zmiana środowiska lotu fulmar Fulmarus skrzydła do lotu w powietrzu mewy

RYBY latające ryba latająca Exocoetus ryba latająca Thoracopterus sprzed 230 mln lat ucieczka przed drapieżnikami do innego żywiołu mniejszy opór powietrza

12 RYBY latające ryba latająca Exocoetus ryba latająca Thoracopterus sprzed 230 mln lat ucieczka przed drapieżnikami do innego żywiołu mniejszy opór powietrza wykorzystywany do przyspieszenia po wynurzeniu służy temu sztywny dolny płat płetwy ogonowej latający kalmar Ommastrephes środek powierzchni nośnej musi być w odpowiednim miejscu

13 SMOKI latające prolacertid Kuehneosaurus sprzed 220 mln lat błona lotna rozpięta na żebrach zatem w pobliżu środka ciężkości wyselekcjonowana przynajmniej trzykrotnie wśród gadów agama (smok latający) Draco z Płd Azji lot wymaga szczególnie skutecznego przetwarzania informacji

obraz mozaikowy ale ommatidia muchy przenikają się dopiero w "mózgu" obraz

14 ROZUM muchy nocne (superpozycyjne) dzienne (apozycyjne) doskonalenie oczu owadów muchy (nerwowo superpozycyjne) oko złożone skorupiaka Euphausia oczy złożone dają obraz mozaikowy ale ommatidia muchy przenikają się dopiero w "mózgu" obraz jednorodny pamięć długotrwała mózg Drosophila zdolności intelektualne umożliwiają złożone zachowania

NARZĘDZIA a instynkt pająk Deinopsis zarzucający pajęczą sieć na komara w "mózgu" bezkręgowców powstaje trójwymiarowa mapa przestrzeni rozwój odruchów bezwarunkowych sięga aż do wykorzystania

15 NARZĘDZIA a instynkt pająk Deinopsis zarzucający pajęczą sieć na komara w "mózgu" bezkręgowców powstaje trójwymiarowa mapa przestrzeni rozwój odruchów bezwarunkowych sięga aż do wykorzystania "narzędzi" u owadów społecznych swoisty język taniec wywijany pszczół Apis mellifera przekaz informacji Karl von Frisch ( ) odczytał sens tańca pszczół zdolności niezależne od anatomii

złożony behawior rozrodczy zdolność uczenia się (odruchy warunkowe)!

16 INTELIGENCJA głowonogów soczewka nerwy oczne zwój wzrokowy otwór oko ośmiornicy Octopus mózg Vampyroteuthis zwój węchowy oczy z soczewkami; czuły węch bardzo złożony behawior rozrodczy zdolność uczenia się (odruchy warunkowe)! oko łodzika Nautilus bez soczewki (camera obscura) nabywany intelekt nie jest wyłączny dla wyższych kręgowców

ruchowe ] [ czuciowe noga PRZEMIANY mózgu kręgowców kora nowa węch mowa tułów ramię dłoń twarz język słuch rozumienie mowy wzrok równowaga ewolucyjna ekspansja neocortex = neopallium wrodzone ośrodki

17 ruchowe ] [ czuciowe noga PRZEMIANY mózgu kręgowców kora nowa węch mowa tułów ramię dłoń twarz język słuch rozumienie mowy wzrok równowaga ewolucyjna ekspansja neocortex = neopallium wrodzone ośrodki funkcji w mózgu człowieka pierwotnie funkcje oddziałów mózgu stałe ale stopniowo wzrastała ich plastyczność i dominacja uczenia nad instynktem szczególnie w wielowarstwowej korze nowej rozum nie ma ścisłej lokalizacji

człowieka, miliony razy więcej niż genów; synaps 10 15 synapsy to pseudopodia wchodzące w stały związek z

18 kolce synaptyczne DARWINOWSKI mechanizm uczenia się? kadheryny formowanie synapsy przy udziale coraz bardziej specyficznych białek adhezyjnych 10 9 neuronów w mózgu człowieka, miliony razy więcej niż genów; synaps synapsy to pseudopodia wchodzące w stały związek z sąsiednimi komórkami, utrwalany drogą doboru Jean-Pierre Changeaux (1936- ) 1983 (1972) idea selektywnej stabilizacji synaps uczenie się skutkiem selekcji losowo powstających połączeń nerwowych

19 EKSPANSJA życia ewolucja zbieżna i równoległa są powszechne nakładając się na różnicowanie form żywych przez wzrost złożoności i upraszczanie zwiększając upakowanie ekosystemów ale w nieprzewidywalnych kierunkach ten darwinowski mechanizm może działać i poza biologią

Podobne dokumenty

PRZYCZYNY ZBIEŻNOŚCI (dokąd zmierza ewolucja?)

Wstęp do biologii 11. PRZYCZYNY ZBIEŻNOŚCI (dokąd zmierza ewolucja?) Jerzy Dzik Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW 2017 UWARUNKOWANIA ewolucji procesy płciowe ograniczają różnorodność w obrębie