Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Základní evoluční mechanismy Výběr - selekce (přírodní, pohlavní, rodičovský, umělý) Genetický drift Genetický draft (svezení se, selekce na pozadí, selekční.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Základní evoluční mechanismy Výběr - selekce (přírodní, pohlavní, rodičovský, umělý) Genetický drift Genetický draft (svezení se, selekce na pozadí, selekční."— Transkript prezentace:

1 Základní evoluční mechanismy Výběr - selekce (přírodní, pohlavní, rodičovský, umělý) Genetický drift Genetický draft (svezení se, selekce na pozadí, selekční vymetení) Evoluční tahy (mutační, reparační, molekulární, meiotický) Genový tok Speciace Extinkce Druhový výběr

2 Selekce Charles Darwin a jeho pět teorií –Fakt evoluce (stáze, cykličnost) –Společný původ druhů –Mechanismus vzniku diversity –Gradualismus –Selekce Přirozený a přírodní výběr

3 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

4 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely –relativní a absolutní zdatnost

5 Fitness – biologická zdatnost rychlost množení počty potomků, prapotomků, včasnost rozmnožování definice kruhem původně zápas o život konkrétní vlastnost (která se dědí) evolučně stabilní strategie

6 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

7 Fixace alel o různém stupni dominance recesivní dominantní semidominantní 0,5 1, čas (generační doby) frekvence alely

8 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

9 Základní evoluční teorem R.A. Fisher 1930 směr evoluce ve skutečnosti platí pouze pro 2 geny všechno je jinak  w = V A

10 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

11 r-K selekce Logistická rovnice dN/dt = rN(K ‑ N)/K ve skutečnosti polynom: dN/dt = aN + bN 2 kde a = r, b = ‑ r/K dN/dt = 0,4N(400 ‑ N)/ dN/dt = rN(K ‑ N)/K

12 Regulace velikosti populace (turbidostatická a chemostatická regulace) zásobník pumpa čidlo turbidity kultivační nádoba odtok míchačka

13 Turbidostatická a chemostatická selekce dN/dt = N (Min( r, R I k) - D( N+ N 2 )) dN 2 /dt = N 2 (Min( r 2, R I k 2 ) - D( N + N 2 )) dR/dt = D (N+N 2 ) S - D( N + N 2 ) R – – N Min(r/k, R I) - N 2 Min(r 2 /k 2, R I) S=700 S=400 S=553 N50velikost populace R0300množství živiny v kultivační nádobě r0,1maximální růstová rychlost r2r2 0,15maximální růstová rychlost I0,00001rychlost vstupu živiny do buňky k30efektivnost transformace živiny v biomasu k2k2 20efektivnost transformace živiny v biomasu D0,00007vyplavovací konstanta Skoncentrace živiny v mediu N2N2 50velikost populace mutanta

14 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

15 Frekvenčně závislá selekce pozitivní závislost – jarní fenomén, konformita samic negativní závislost – vstavače, dravec frekvence alely fitnis nositele alely frekvence alely fitnis nositele alely

16 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

17 Evolučně stabilní strategie o/2 0o (o-c)/2 Jaká je výsledná proporce jestřábů (p)? Zisk jestřábů: Z J = p(o – c)/2 + (1 – p) o Zisk holubic: Z H = 0 + (1 – p)o/2 v rovnováze: Z J = Z H p(o – c)/2 + (1 – p) o = 0 + (1 – p)o/2 p = o/c = odměna/cena

18 Evolučně stabilní strategie II

19 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

20 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

21 Selekce kvantitativního znaku Generace 1 Generace 2 stabilizující (centripetální) disruptivní (centrifugální) usměrňující (direktivní)

22 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

23 Generace 1 Generace 2 tvrdý výběrměkký výběr Generace 3 30 kg20% Tvrdá a měkká selekce

24 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) (kompetice x mezidruhový x druhový výběr) –rody –alely

25 Skupinová a individuální selekce

26 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) [např. mutabilita] (kompetice x mezidruhový x druhový výběr) –rody - inklusivní a exklusivní zdatnost (rb > c ) –alely

27 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) [např. mutabilita] (kompetice x mezidruhový x druhový výběr) –rody - inklusivní a exklusivní zdatnost (rb > c ) –alely

28 Selekce O co se soutěží –fitness a její „definice kruhem“ –relativní a absolutní zdatnost –základní teorém evoluční biologie –turbidostatická a chemostatická selekce, r-K selekce –frekvenčně závislá selekce –evolučně stabilní strategie Jak se soutěží –negativní × pozitivní, Hill-Robertsonův efekt, svezení se –stabilizující, disruptivní, usměrňující –tvrdý × měkký Kdo soutěží –jedinci –skupiny –druhy (společenstva) –rody –alely

29 Model modrovousů ♀ XX ♂ XY ♀ XX ♂ XY  W : W M 8 : 5 nebo 4 : 5 ????????????? Richard Dawkins

30 ♀♂ tttt0000 ♀♂ tttt0000 ♂ /0 t/0 0/0 t/0 0/0 t/0 Šíření t-haplotypu u myši 0/0 t/0

31 Vznik eusociality u haplodiploidních organismů

32 Změna paradigmatu evoluční biologie Darwin: Jak tento znak zvyšuje biologickou zdatnost jedince? Dawkins: Jak tento znak zvyšuje počet kopií genu zodpovědného za jeho vznik přenesených do další generace?

33 Evolučně stabilní strategie o/2 0o (o-c)/2 Jaká je výsledná proporce jestřábů (p)? Zisk jestřábů: Z J = p(o – c)/2 + (1 – p) o Zisk holubic: Z H = 0 + (1 – p)o/2 v rovnováze: Z J = Z H p(o – c)/2 + (1 – p) o = 0 + (1 – p)o/2 p = o/c = odměna/cena

34 Evolučně stabilní strategie (o-c)/2 Jaká je výsledná proporce žlutých chromozomů (p)? Zisk žlutých chromozomů: Z J = p(o – c)/2 + (1 – p) o Zisk červených chromozomů: Z H = 0 + (1 – p)o/2 v rovnováze: Z J = Z H p(o – c)/2 + (1 – p) o = 0 + (1 – p)o/2 p = o/c = odměna/cena o/2 0o (o-c)/2

35 epistáze Kontextově podmíněný projev genů pleiotropie Gen 1 Gen 2 Gen 3 Gen 4 znak 1 znak 2 znak 3 znak 4 Gen 1 Gen 2 Gen 3 Gen 4 znak 1 znak 2 znak 3 znak 4

36 epistáze Kontextově podmíněný projev genů pleiotropie Gen 1 Gen 2 Gen 3 Gen 4 znak 1 znak 2 znak 3 znak 4 Gen 1 Gen 2 Gen 3 Gen 4 znak 1 znak 2 znak 3 znak 4

37 epistáze Kontextově podmíněný projev genů pleiotropie Gen 1 Gen 2 Gen 3 Gen 4 znak 1 znak 2 znak 3 znak 4 Gen 1 Gen 2 Gen 3 Gen 4 znak 1 znak 2 znak 3 znak 4

38 Kontextově podmíněná zdatnost Tak mi laskavě vysvětli, k čemu jsou mi dobrý kolty proklatě nízko, když mám krátký ruce!

39 Kontextově podmíněná zdatnost

40 Genetická homeostáze

41 čas (5 milionů let) Punktuacionalistická evoluce

42 Ani Darwin, ani Dawkins, proboha co dál? kreacionista

43 sympatrická dichopatrická peripatrická Vznik nového druhu - Speciace

44 kolonizace Role peripatrické specieace v evoluci růst populace homogenizace genetickým driftem adaptace prostřednictvím selekce Zamrzání v důsledku hromadění genetické variability

45 Závěry Kritériem úspěchu v přírodním výběru mohou být různé vlastnosti organismu Díky existenci závislosti biologické zdatnosti na frekvenci jednotlivých genů je konečným kriteriem úspěchu evoluční stabilita strategie Selekce může probíhat na řadě úrovní U pohlavně se rozmnožujících organismů je selekce po většinu času dost neúčinná


Stáhnout ppt "Základní evoluční mechanismy Výběr - selekce (přírodní, pohlavní, rodičovský, umělý) Genetický drift Genetický draft (svezení se, selekce na pozadí, selekční."

Podobné prezentace


Reklamy Google