Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy.

Transkrypt

1 Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy.

2 Dobór naturalny } Działa na dowolne aspekty zmienności fenotypowej } W ewolucji ma znaczenie gdy działa na te aspekty fenotypu, które są odziedziczalne en.wikipedia.org/wiki/image:mutation_and_selection_diagram.svg 2

3 Przeżycie najlepiej przystosowanego } Survival of the fittest (Herbert Spencer) } Sformułowanie mylące } Nie chodzi o przeżycie, czy ogólną kondycję, tylko o sukces reprodukcyjny } Istotne tylko te elementy, które są odziedziczalne } Czy tautologia? } Obserwacja, że różne warianty mają różne prawdopodobieństwo przekazania genów potomstwu w danym środowisku nie jest trywialna } Nie wszystkie cechy wpływające na sukces reprodukcyjny są przedmiotem doboru (tylko te, które są odziedziczalne)! } Częsty błąd tzw. darwinizmu społecznego i zwulgaryzowanej socjobiologii 3

4 Przetrwają najsilniejsi, walka o byt? } Kolejne błędne sformułowania } Wszystkie osobniki, które odnoszą sukces reprodukcyjny, mają wkład w pulę genów następnego pokolenia } Konkurencja nie jest jedynym, ani najważniejszym czynnikiem doboru } Gatunki dzielące to samo środowisko zajmują różne nisze, rzadko konkurują 4

5 Czy zawsze powstanie wariant optymalny? } Krajobraz fitness (funkcja fitness w zależności od genotypu) } Przejście z A do B niewielkimi krokami może być niemożliwe } Niektóre rozwiązania poza zasięgiem ewolucji } Np. natura nie wynalazła koła 5

6 Działanie doboru } Dobór kierunkowy } Przesuwa rozkład cechy } Dobór stabilizujący } Utrzymuje średni fenotyp, odrzuca skrajne } Dobór równoważący utrzymuje różnorodność alleli } Dobór różnicujący } Faworyzuje wartości skrajne prowadzi do specjacji 6

7 Przykład: Krępak nabrzozak (Biston betularia) Opisane przez J.B.S. Haldane a ý þ en.wikipedia.org/wiki/image:biston.betularia.f.carbonaria.7209.jpg en.wikipedia.org/wiki/j._b._s._haldane Ubarwienie maskujące Zanieczyszczenie środowiska (rewolucja przemysłowa) faworyzowało odmianę ciemną W ostatnich dekadach powrót do form jasnych Dobór kierunkowy

8 Dobór stabilizujący } Najczęstsza forma, zwłaszcza w stabilnych warunkach } Np. waga urodzeniowa niemowląt } Za mała źle (mniejsze szanse na przeżycie, podatność na infekcje) } Za duża źle (mniejsza szansa przeżycia porodu) } Dobór oczyszczający } informacja ze środowiska w postaci doboru równoważy utratę informacji na skutek mutacji 8

9 Dobór równoważący } Utrzymuje różnorodność alleli } Faworyzowanie heterozygot } Selekcja wariantów rzadkich 9

10 Anemia sierpowata } Mutacje w genie β-globiny } Szczególnie częsta u Afrykanów } Choroba recesywna, ale w warunkach niskiego ciśnienia (wysoko w górach) heterozygoty chorują } Dodatkowy fenotyp oporność na malarię, fenotyp dominujący 10

11 Anemia sierpowata } Dobór równoważący faworyzuje heterozygoty gdy: } w środowisku występuje zarodzieć malarii } ciśnienie powietrza jest wysokie (niziny) 11

12 Anemia sierpowata Częstość allelu HbS Występowanie malarii (historyczne) 12

13 Nosiciele allelu HbS Lassana Diarra (Real Madryt, rep. Francji) 13 Ryan Clark (Pittsburgh Steelers)

14 Selekcja wariantów rzadkich } Przykład wstężyk (Cepea nemoralis) } Bardzo duża zmienność wzorów i barw skorupki } Selekcja przez drapieżniki ptaki } Uczą się najszybciej rozpoznawać osobniki typowe, co faworyzuje te nietypowe 14

15 Allele MHC } Główny kompleks zgodności tkankowej } Białka uczestniczące w rozpoznawaniu swój-obcy } Bardzo różnorodne } Przy wyborze partnera preferowany taki, który ma inne allele MHC } ryby } myszy } człowiek? (Wedekind 1995) } } kobiety wybierają partnerów o innych allelach MHC kierując się zapachem efekt nie występuje u zażywających doustne środki antykoncepcyjne 15

16 Dobór różnicujący } Faworyzowane fenotypy skrajne } Stosunkowo rzadki, ale pozwala na specjację bez bariery geograficznej 16

17 Człowiek jako czynnik doboru różnicującego Częściej zbierane rośliny o średniej liczbie kolców. Preferencje estetyczne wybór typowych okazów. 17

18 Szczególne rodzaje doboru } Dobór płciowy } Dobór krewniaczy } Dobór grupowy? 18

19 Dobór i złożone zachowania } Nie istnieje dobór grupowy ( dobro gatunku ) } Istnieje dobór krewniaczy } Istnieją złożone strategie sygnałów } Sygnały } Cechy wpływające na behawior innego osobnika (tego samego lub innego gaunku) odbiorcy } Sygnał uczciwy cecha skorelowana z ukrytą cechą korzystną dla odbiorcy np. handicap Zahaviego cechy kosztowne są uczciwymi sygnałami } Strategie stabilne ewolucyjnie } Pojęcie teorii gier, rozszerzenie równowagi Nasha } strategia, która jest odporna na pojawienie się w populacji osobników jej nie stosujących 19

20 A wszystko u ądzono w celu rozmnażania: Ludzkie gesty, błysk zębów, śmiechy wysilone Michel Houellebecq p eł J. Sosnowski 20

21 Dobór płciowy } Sukces reprodukcyjny uzależniony od preferencji potencjalnych partnerów (atrakcyjności) } Konkurencja między osobnikami tej samej płci } Często prowadzi do powstania cech niekorzystnych z punktu widzenia przetrwania osobnika } Dobór naturalny działa poprzez sukces reprodukcyjny, nie przeżycie osobnika 21

22 Dobór płciowy } Zaproponowany przez Darwina } Dobrze udokumentowane dowody znacznie później: } M. Andersson, 1982 wikłacze olbrzymie (Euplectes progne) większy sukces reprodukcyjny samców z dłuższymi ogonami 22

23 Dobór płciowy } Dlaczego prowadzi niekiedy do cech niepotrzebnych, a nawet szkodliwych? } Teoria Fishera uciekająca selekcja: } Dodatnie sprzężenie zwrotne 23 Samice wybierają partnerów z dłuższym ogonem w potomstwie więcej osobników z długimi ogonami W kolejnym pokoleniu więcej samców z długimi ogonami i samic preferujących długie ogony

24 Dobór płciowy } Hipoteza seksownych synów } Samica wybiera samca, który przekaże synom cechy zwiększające szanse wyboru przez samice } Dla samicy korzystne upodobania takie, jak u większości } Problemy hipotezy } Każda nowa cecha jest początkowo rzadka i nietypowa } Nie tłumaczy wzrostu intensywności cechy (np. długości ogona) preferencja wartości średniej 24

25 Dobór płciowy } Teoria handicapu (Zahavi, 1975) } Oparta na teorii gier } Komunikacja między osobnikami } Cecha kosztowna (np. długi kolorowy ogon) jest sygnałem dobrego stany zdrowia ( jakości genów ) 25

26 Teoria handicapu } Handicap i altruizm } Tymal arabski (Turdoides squamiceps) } Żyje w grupach } Niespokrewnione osobniki obdarowują się pożywieniem, pomagają w gnieździe, czyszczą się itp. } Zachowanie altruistyczne jako sygnał jakości 26

27 U człowieka } Kość prącia (bakulum) } Występuje u wielu zwierząt, w tym naczelnych } Usztywnia prącie podczas kopulacji } U człowieka brak } Zdolność do kopulacji przy braku usztywniającej kości sygnałem dobrego stanu zdrowia? Bakulum psa 27