Ewolucjonizm NEODARWINIZM Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach
Główne paradygmaty biologii Wspólne początki życia Komórka jako podstawowo jednostka funkcjonalna DNA jako nośnik informacji Związek struktury i funkcji Życie tworzy struktury dyssypatywne Ogromna zmienność i bogactwo form Jedność i różnorodność wśród organizmów żywych - ewolucja
Podróż Darwina na Beagle Długa podróż (5 lat), pełna inspirujących obserwacji i doświadczeń.
Obserwacje Darwina Istnienie odziedziczalnej zmienności w populacjach Populacje wydają więcej potomstwa niż może pomieścić środowisko Populacje są przystosowane do życia w swoich środowiskach
Główne założenia darwinowskiej teorii ewolucji Dziedziczność otrzymywanie materiału genetycznego rodziców, zgodnie z zasadami genetyki. Zmienność proces dziedziczności nie jest dokładny, pojawiają się mutacje, rekombinacje, transfer genów. Ograniczone zasoby organizmy konkurują o zasoby środowiska Dostosowanie [ang. fitness] cechy ułatwiają konkurencję o zasoby, są korzystniejsze w danych warunkach środowiska niż inne cechy. Różna przeżywalność i rozrodczość osobniki bardziej dostosowane mają większe szanse przeżycia i wydania na świat potomstwa niż osobniki mniej dostosowane.
Kumulatywny efekt selekcji naturalnej przykłady
Źródło odziedziczalnej zmienności rekombinacyjna (mieszanie materiału genetycznego, powstawanie nowych kombinacji genetycznych), oparta na: zjawisku crossing over niezależnej segregacji chromosomów łączeniu się gamet różnych osobników
Płeć ewolucja rozmnażania płciowego
Źródło odziedziczalnej zmienności mutacyjna (powstanie nowej jakości genetycznej): genów chromosomów genomów
Mutacje genetyczne są problematyczne
Nasze mutanty Mutanty szlaku syntezy barwników wzrokowych u świerszcza domowego (Acheta domesticus) yellow, white wild yellow white
Mechanizmy
Mechanizmami ewolucji określa się procesy prowadzące do zmiany częstości alleli w populacji. Najogólniej można wyróżnić dwa typy mechanizmów ewolucji: 1. mechanizmy ukierunkowane zwane doborem [ang. selection], gdzie kierunek ewolucji jest określony koniecznością wynikającą z dostosowania fenotypu; 2. mechanizmy neutralne, o całkowicie losowym podłożu, zwane ogólnie ewolucją neutralną.
Rodzaje doboru Naturalny Płciowy Krewniaczy Sztuczny CO JEST PRESJĄ SELEKCYJNĄ?
Typy doboru wg efektu
Dryf genetyczny proces polegający na fluktuacji częstości występowania danego allelu w populacji, nie wynikający z mutacji, migracji ani z doboru naturalnego
Przepływ genów rozprzestrzenianie się genów pomiędzy populacjami.
Obserwowalne efekty procesów ewolucyjnych
Adaptacja Wymarcie Kooperacja Specjacja > filogenetyka Koewolucja
Adaptacja Jest ewolucyjnym procesem w trakcie którego populacja organizmów z czasem staje się lepiej dostosowana do życia w zajmowanej niszy i rozmnażania (fitness) Cecha adaptatywna jest elementem wzorca rozwojowego organizmu, który umożliwia lub zwiększa jego szansę przeżycia i rozrodu Adaptacja powstaje ze stopniowej modyfikacji istniejących struktur. Struktury o podobnej budowie mogą mieć różne funkcje.
Mimetyzm i mimikra MIMICRA MIMETYZM Struktury analogiczne i homologiczne
Proces biologiczny, w wyniku którego powstają nowe gatunki organizmów. Zachodzi na skutek wytworzenia się bariery rozrodczej pomiędzy wyjściowymi populacjami, czyli ograniczenia wymiany genów pomiędzy nimi. Czym jest gatunek? Specjacja
Kooperacja SYMBIOZA ALTRUIZM
Filogenetyka Drzewa budowane zwykle w oparciu o dane anatomiczne/morfologiczne. Od pewnego czasu badanie filogenezy w oparciu o dane molekularne. Historyczny rozwój grup organizmów obrazujący ich wyłanianie się z grup wcześniejszych. Im krótszy łącznik (droga) pomiędzy grupami tym bliższe pokrewieństwo
Ciekawe ewolucyjne zasady Haeckela Dollo Cope Willistona
Zasada Heckla Ontogeneza powtarza filogenezę
Zasada Dollo Struktury utracone raz nie mogą być już odzyskane Trudnym jest zduplikować genetyczny mechanizm rozwoju struktury, jeśli zostały odrzucone
Zasada Copea Obserwuje się wzrost masy i rozmiarów ciała organizmów w filogenezie Dlaczego?
Zasada Willistona W oparciu o bazowe rozwiązania następuje redukcja jak i zróżnicowanie struktur pomiędzy grupami Specjalizacja struktur do określonych celów