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
white yellow
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
Specjacja
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?
Kooperacja
SYMBIOZA
ALTRUIZM
Filogenetyka
Historyczny rozwój grup organizmów
obrazujący ich wyłanianie się z grup
wcześniejszych.
Drzewa budowane zwykle w oparciu o dane anatomiczne/morfologiczne.
Od pewnego czasu badanie filogenezy w oparciu o dane molekularne.
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
Top Related