Ślady wspólnego pochodzenia. Biogeografia.

Podobne dokumenty
Ślady wspólnego pochodzenia. Biogeografia.

Teoria ewolucji. Dobór naturalny.

Teoria ewolucji. Ślady wspólnego pochodzenia. Dobór sztuczny i naturalny.

Wspólne pochodzenie. Ślady ewolucji.

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy.

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy.

Teoria ewolucji. Ślady wspólnego pochodzenia. Dobór sztuczny i naturalny.

Wspólne pochodzenie. Ślady ewolucji

Ślady wspólnego pochodzenia c.d. Dobór naturalny.

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór p ciowy i krewniaczy. Adaptacje.

Działanie doboru. Dobór kierunkowy. Dobór stabilizujący. Dobór różnicujący. Przesuwa rozkład cechy. Utrzymuje średni fenotyp, odrzuca skrajne

Dobór naturalny. Formy i scenariusze działania doboru

Teoria ewolucji. Podstawy wspólne pochodzenie.

Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.

Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.

Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

Wspólne pochodzenie. Ślady ewolucji

Ewolucjonizm NEODARWINIZM. Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

Elementy teorii informacji w ewolucji

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf.

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja.

o cechach dziedziczonych decyduje środowisko, a gatunki mogą łatwo i spontanicznie przechodzić jedne w drugie

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Dobór naturalny. Ewolucjonizm i eugenika

plezjomorfie: podobieństwa dziedziczone po dalszych przodkach (c. atawistyczna)

Modelowanie ewolucji. Dobór i dryf genetyczny

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

Selekcja, dobór hodowlany. ESPZiWP

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT

Teoria ewolucji. Dobór naturalny.

Ekologia wyk. 1. wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych

Biologiczne podstawy ewolucji. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

Teoria ewolucji. Dryf genetyczny. Losy gatunków: specjacja i wymieranie.

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

Mechanizmy zmienności ewolucyjnej. Podstawy ewolucji molekularnej.

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 1 Biologia I MGR /

Zmienność ewolucyjna. Ewolucja molekularna

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

Algorytm genetyczny (genetic algorithm)-

Ekologia molekularna. wykład 1

Teoria ewolucji. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Podstawy ewolucji molekularnej

NaCoBeZu klasa 8 Dział Temat nacobezu programu I. Genetyka 1. Czym jest genetyka? 2. Nośnik informacji genetycznej DNA 3. Podziały komórkowe

Historia informacji genetycznej. Jak ewolucja tworzy nową informację (z ma ą dygresją).

I. Genetyka. Dział programu Lp. Temat konieczny podstawowy rozszerzający

CECHY ILOŚCIOWE PARAMETRY GENETYCZNE

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

Ekologia ogólna. wykład 3

Różnorodność genetyczna człowieka

Składniki jądrowego genomu człowieka

Bliskie Spotkanie z Biologią. Genetyka populacji

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Genetyka populacyjna

Genetyka populacyjna. Populacja

Różnorodność genetyczna człowieka. Ewolucja i eugenika

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT 1. RÓWNOWAGA GENETYCZNA POPULACJI. Prowadzący: dr Wioleta Drobik Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt

ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra Dział VII. EKOLOGIA NAUKA O ŚRODOWISKU

Rozkład materiału z biologii do klasy III.

Wspólne pochodzenie. Ślady ewolucji.

nosiciel choroby chora. mężczyzna kobieta. pleć nieokreślona. małżeństwo rozwiedzione. małżeństwo. potomstworodzeństwo

Genetyka i reszta świata. Medycyna, biotechnologia, bioetyka i przyszłość człowieka

Wykład Bioinformatyka Bioinformatyka. Wykład 7. E. Banachowicz. Zakład Biofizyki Molekularnej IF UAM. Ewolucyjne podstawy Bioinformatyki

Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

Genetyka populacyjna. Populacja

Podstawy genetyki IV. Mutacje

Imię i nazwisko...kl...

BIOLOGIA EGZAMIN KLASYFIKACYJNY 2015/16. KLASA III Gimnazjum. Imię:... Nazwisko:... Data:...

Badanie doboru naturalnego na poziomie molekularnym

Strategie ewolucyjne zwiększające sukces reprodukcyjny krewnych kosztem własnego (Hamiliton, 1964) Dostosowanie łączne (inclusive fitness)

Zadania maturalne z biologii - 7

2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ

a) Zapisz genotyp tego mężczyzny... oraz zaznacz poniżej (A, B, C lub D), jaki procent gamet tego mężczyzny będzie miało genotyp ax b.

Dobór naturalny i dryf

GENETYKA. Genetyka. Dziedziczność przekazywanie cech rodziców potomstwu Zmienność występowanie różnic pomiędzy różnymi osobnikami tego samego gatunku

Podstawy genetyki populacji. Populacje o skończonej liczebności. Dryf. Modele wielogenowe.

1 Genetykapopulacyjna

Zadania z genetyki. Jacek Grzebyta. 21.XII.2005 version Powered by Λ. L A TEX 4 Unicode

GIMNAZJUM SPRAWDZIANY SUKCES W NAUCE

Szacowanie wartości hodowlanej. Zarządzanie populacjami

[ IMIĘ I NAZWISKO:. KLASA NR.. ] Zadania genetyczne

Tematyka zajęć z biologii

Nuttall przeprowadził testy precypitacyjne białek surowicy, aby wykazać związek filogenetyczny między różnymi grupami zwierząt.

Zmienność ewolucyjna. Ewolucja molekularna

Teoria ewolucji. Dobór płciowy i krewniaczy. Adaptacje. Dryf genetyczny.

1 Podstawowe pojęcia z zakresu genetyki. 2 Podstawowy model dziedziczenia

Podstawy ewolucji molekularnej. Ewolucja sekwencji DNA i białek

Przedmiotowe zasady oceniania wymagania na poszczególne oceny szkolne

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8

PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 5 ANALIZA FILOGENETYCZNA

PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY

GENETYCZNE PODSTAWY ZMIENNOŚCI ORGANIZMÓW ZASADY DZIEDZICZENIA CECH PODSTAWY GENETYKI POPULACYJNEJ

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z BIOLOGII KLASA 8 DOBRY. DZIAŁ 1. Genetyka (10 godzin)

Zmienność. środa, 23 listopada 11

Jak powstają nowe gatunki. Katarzyna Gontek

Genomika Porównawcza. Agnieszka Rakowska Instytut Informatyki i Matematyki Komputerowej Uniwersytet Jagiellooski

Algorytmy genetyczne w optymalizacji

Transkrypt:

Ślady wspólnego pochodzenia Biogeografia.

Drzewo i klasyfikacja hierarchiczna Włosy, mleko Owodnia Płuca, kończyny Kręgosłup

Klasyfikacja na podstawie cech molekularnych Drzewo pokrewieństwa można odtwarzać na podstawie analizy sekwencji DNA i białek Tzw. filogenetyka molekularna Drzewa konstruowane na postawie różnych genów wykazują bardzo dużą zgodność Oznacza to, że wszystkie (przynajmniej większość) geny ewoluowały razem z całymi genomami organizmów Wyjątki poziomy (horyzontalny) transfer genów

Filogenetyka Klasyfikacja na podstawie filogenezy historii ewolucyjnej Kladystyka najbardziej sformalizowana Klad grupa monofiletyczna, obejmuje wszystkich potomków danego wspólnego przodka Np. gady nie stanowią kladu (nie obejmują ptaków)

Biogeografia Pokrewieństwo (np. badane molekularnie) zwykle koreluje z podobnym rozmieszczeniem geograficznym prosta konsekwencja ewolucji przez specjację Campanulaceae (dzwonkowate) (Givnish et al. 2009)

Torbacze Najstarsze skamieniałości w Ameryce Północnej ~75 mln. lat temu w Ameryce Południowej ~55 mln. lat temu w Australii Jak się tam dostały? Linie torbaczy amerykańskich i australijskich rozeszły się ~50 mln. lat temu Australia była wtedy jeszcze połączona z Antarktydą

Wędrówki kontynentów Na skutek ruchu płyt tektonicznych skorupy Ziemi kontynenty się przemieszczały, łączyły i rozpadały 180 mln lat temu - Pangea

Wędrówki kontynentów 188-120 mln lat temu - Pangea rozpada się na kontynent północny (Laurazja) i południowy (Gondwana)

Wędrówki kontynentów 120-60 mln lat temu - rozpad Gondwany Torbacze (z Laurazji) pozostają na terenie Australii i Ameryki Pd., giną na Antarktydzie W Laurazji powstają ssaki łożyskowe, nie mają dostępu do Australii, ale opanowują Eurazję i obie Ameryki

Historia Gondwany http://www.pbs.org/wgbh/nova/eden/media/stt.html

Z Ameryki do Australii

Dobór

Mechanizmy ewolucji Generujące zmienność mutacje rearanżacje genomu horyzontalny transfer genów interakcje genomów symbioza, łączenie genomów Działające na warianty wytworzone przez zmienność dobór naturalny dryf genetyczny

Mechanizm zmian ewolucyjnych Dobór naturalny sztuczny Dryf

Dobór sztuczny Stopniowe zmiany kierowane przez selekcję mogą dać spektakularne efekty Brassica oleracea var. silvestris (brzoskiew) Brassica oleracea odmiany uprawne

Dobór sztuczny

Jak rozpoznać kukurydzę modyfikowaną genetycznie? Niemodyfikowana Modyfikowana

Dobór sztuczny Stopniowe zmiany kierowane przez selekcję mogą dać spektakularne efekty

Wyścig z patogenami - oporność Staphylococcus aureus 1928: odkrycie penicyliny (Alexander Flemming) 1943: masowa produkcja i stosowanie penicyliny 1947: odkryte pierwsze oporne szczepy S. aureus 1997: S. aureus nabywa oporność na wankomycynę Dziś: 50% infekcji S. aureus oporne na penicylinę, metycylinę, erytromycynę i tetracyklinę Problem: oporność nie tylko na pojedyncze, ale i na wiele antybiotyków

Oporność na penicylinę Bakterie Pneumococcus u dzieci, Islandia

Podstawy ewolucji - zmienność Replikacja informacji genetycznej wprowadza zmienność losowe błędy w replikacji (nieuniknione) rearanżacje genomu horyzontalny transfer genów interakcje genomów symbioza, łączenie genomów

Podstawy ewolucji - dobór Replikacja informacji genetycznej wprowadza zmienność Wytworzone przez zmienność warianty nie są równocenne Różne warianty mają różne dostosowanie (fitness) różne prawdopodobieństwo przekazania informacji kolejnym pokoleniom w danych warunkach środowiska

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

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

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

Przetrwają najsilniejsi, walka o byt? Kolejne błędne sformułowania Wszystkie osobniki, które odnoszą sukces reprodukcyjny, mają wkład w pulę genów następnego pokolenia Przetrwanie dostatecznie dobrego

Przetrwają najsilniejsi, walka o byt? Konkurencja nie jest jedynym, ani najważniejszym czynnikiem doboru Gatunki dzielące to samo środowisko zajmują różne nisze, rzadko konkurują Istnieją mechanizmy doboru skutkujące ewolucją strategii kooperacyjnych

Czy zawsze 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

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

Przykład: Krępak nabrzozak Biston betularia Ubarwienie maskujące Zanieczyszczenie środowiska (rewolucja przemysłowa) faworyzowało odmianę ciemną J.B.S. Haldane W ostatnich dekadach powrót do form jasnych Dobór kierunkowy

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

Dobór równoważący Utrzymuje różnorodność alleli Faworyzowanie heterozygot Selekcja wariantów rzadkich

Anemia sierpowata Mutacje w genie β-globiny Szczególnie częsta u osób pochodzących z Afryki równikowej Choroba recesywna, ale w warunkach niskiego ciśnienia (wysoko w górach) heterozygoty chorują Dodatkowy fenotyp oporność na malarię, fenotyp dominujący

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

Anemia sierpowata Częstość allelu HbS Występowanie malarii (historyczne)

Znani nosiciele allelu HbS Lassana Diarra (ex. Real Madryt, ex. rep. Francji) Ryan Clark (Pittsburgh Steelers)

HbS i sport W latach 2004-2008 5 przypadków śmierci u zawodników akademickiej ligi futbolu amerykańskiego powiązanych z nosicielstwem anemii sierpowatej ~2% wszystkich (reszta to inne choroby, urazy i przyczyny niezwiązane z uprawianym sportem) ryzyko u nosicieli 37 x wyższe, niż u homozygot dominujących Źródło: Br J Sports Med. 2012 Apr;46(5):325-30.

Dobór zależny od częstości Dodatni korzystne warianty częstsze Ujemny korzystne warianty rzadsze forma doboru równoważącego np. stosunek płci (50:50)

Dodatni dobor zależny od częstości Kolor jest sygnałem ostrzegawczym (owady niejadalne) Drapieżniki uczą się unikać Korzystny jest kolor najczęstszy na danym terenie Borer et al. Positive frequency-dependent selection on warning color in Alpine leaf beetles. Evolution. 2010. (12):3629-33.

Ujemny dobór zależny od częstości Kwiaty stoplamka bzowego (Dactylorhiza sambucina) to tzw. fałszywy sygnał nie zawierają nektaru Owady po pierwszym kontakcie szukają kwiatu odmiennego koloru Sukces reprodukcyjny odwrotnie proporcjonalny do częstości allelu

Selekcja wariantów rzadkich dobór apostatyczny 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

Allele MHC Główny kompleks zgodności tkankowej Białka uczestniczące w rozpoznawaniu swój-obcy Bardzo różnorodne Przy wyborze partnera preferowany taki, który ma inne allele MHC (główny kompleks zgodności tkankowej - immunologiczny dowód osobisty ) ryby myszy człowiek

A u człowieka? Wedekind 1995 kobiety wybierają partnerów o odmiennych allelach MHC, kierując się zapachem efekt nie występuje u zażywających doustne środki antykoncepcyjne Efekt Westermarcka awersja seksualna u osób wychowujących się razem w okresie niemowlęctwa i wczesnego dzieciństwa osłabiony u osób pozbawionych węchu