Evoluce ontogeneze a životního cyklu

Prezentace na téma: "Evoluce ontogeneze a životního cyklu"— Transkript prezentace:

1 Evoluce ontogeneze a životního cyklu

2 Obsah Vznik buněčného cyklu Vznik amfimixie a její důsledky
Vznik mnohobuněčnosti a její důsledky Ontogeneze mnohobuněčného organismu Segregace zárodečné linie Stárnutí organismu Epigenetické procesy Evoluční plasticita organismů Vývinová plasticita a životní strategie

3 Buněčný cyklus předání celého genomu regulace zahájení dělení
+ M předání celého genomu regulace zahájení dělení vznik chromosomů počet chromosomů a variabilita prostředí G2 G1 S

4 Metageneze Morfologické rozdíly mezi haploidní a diploidní buňkou
Rozdílná ekologická role Rozdílná odolnost vůči mutagenům Rozdílná role G1 a G2 fáze v životním cyklu druhu

5 Obsah Vznik buněčného cyklu Vznik amfimixie a její důsledky
Vznik mnohobuněčnosti a její důsledky Ontogeneze mnohobuněčného organismu Segregace zárodečné linie Stárnutí organismu Epigenetické procesy Evoluční plasticita organismů Vývinová plasticita a životní strategie

6 Vznik amfimixie Obnovení ploidie po rozdělení buňky
replikace x syngamie Různé formy syngamie Původní funkce amfimixie – opravy genomu? Hlavní důsledek vzniku amfimixie – přechod od Darwinovské k Dawkinsovské evoluci Vznik meiozy a crossing overu – obrana proti sestrovrahům

7 Sestrovrazi

8 Obsah Vznik buněčného cyklu Vznik amfimixie a její důsledky
Vznik mnohobuněčnosti a její důsledky Ontogeneze mnohobuněčného organismu Segregace zárodečné linie Stárnutí organismu Epigenetické procesy Evoluční plasticita organismů Vývinová plasticita a životní strategie

9 Vznik mnohobuněčnosti
Pseudoaltruistické chování a vznik mnohobuněčnosti diferenciace somatické a germinální linie nutnost udržování genetické uniformity buněk somatické linie

10 Udržování genetické uniformity
Mitóza Hemimeioza

11 Poziční efekt crossing over

12 Výhody mnohobuněčnosti
Evoluční constraints difúze a aktivní transport vznik velké buňky vznik velkého organismu nové ekologické strategie

13 Obsah Vznik buněčného cyklu Vznik amfimixie a její důsledky
Vznik mnohobuněčnosti a její důsledky Ontogeneze mnohobuněčného organismu Segregace zárodečné linie Stárnutí organismu Epigenetické procesy Evoluční plasticita organismů Vývinová plasticita a životní strategie

14 Segregace zárodečné linie
Weismannovská bariéra Menšina živočišných kmenů (ale nejúspěšnější) Obrana před polymorfismem Obrana před genetickým převratem Genetické chiméry Organismy s pevnými buněčnými stěnami a Weismannovská bariéra Sir Sebright efekt

15 Obsah Vznik buněčného cyklu Vznik amfimixie a její důsledky
Vznik mnohobuněčnosti a její důsledky Ontogeneze mnohobuněčného organismu Segregace zárodečné linie Stárnutí organismu Epigenetické procesy Evoluční plasticita organismů Vývinová plasticita a životní strategie

16 Stárnutí Stárnutí jako daň složitosti Stárnutí jako aktivní proces
Asi nikoli naprogramováno – dožití v zajetí Člověk – mortalita vzroste na dvojnásobek každých 8 let, ve vysokém věku se nárůst zpomalí 2,0 1,5 mortalita (rok– 1) 1,0 0,5 0,0 1 2 3 4 5 6 7 stáří (roky)

17 Stárnutí a spolehlivost systému
Technika – kontrola jakosti, organismy - redundance Gompertz zákon (exponenciala) x Weibull zákon – mocninová funkce (technické zařízení) Ve stáří ubývá redundance – mizí rozdíly mezi populacemi, plato Rozdílný stupeň redundance orgánů – selhání jednotlivých orgánů popisuje Weibullův zákon, selhání celku Gompertzův zákon y = xa (mocninová f.) y = ax (exponenciální f.) pravděpodobnost smrti stáří

18 Teorie stárnutí Výhoda v mezidruhové kompetici (uvolňování místa)
Optimalizace nákladů na údržbu Teorie selekčního stínu Teorie antagonistických účinků mutací mutovaná alela pozitivní vliv negativní vliv

19 Obsah Vznik buněčného cyklu Vznik amfimixie a její důsledky
Vznik mnohobuněčnosti a její důsledky Ontogeneze mnohobuněčného organismu Segregace zárodečné linie Stárnutí organismu Epigenetické procesy Evoluční plasticita organismů Vývinová plasticita a životní strategie

20 Vývoj mnohobuněčného organismu
Vznik vývojového cyklu Častá návaznost na cyklus rodozměny Role jednobuněčného stádia v cyklu možnost komplexní tělní stavby genetická uniformita somatických buněk

21 Epigenetické procesy Vývoj (vývin) organismu neřídí přímo genetická informace, ale systémy vytvořené v průběhu tohoto vývoje Spolupráce epigenetických a genetických procesů Množství informace v organismu může převyšovat množství informace v genomu Mechanismus negativní zpětné vazby Odolnost vývojových procesů vůči disturbanci

22 Epigenetické procesy II
Testování funkčnosti vznikajících orgánů krevní řečiště kostní trámčina inervace svalových vláken

23 Vznik inervace svalu I II III IV nervové buňky svalové buňky

24 Epigenetické procesy II
Testování funkčnosti vznikajících orgánů krevní řečiště kostní trámčina inervace svalových vláken inervace sítnice (postranní zraková jádra thalamu)

25 Epigenetické procesy a pravidlo rekapitulace
Haeckelovo pravidlo rekapitulace (von Baerův první embryologický zákon) Vznik rudimentů a atavizmů

26

27 Epigenetické procesy a pravidlo rekapitulace
Haeckelovo pravidlo rekapitulace (von Baerův první embryologický zákon) Vznik rudimentů a atavizmů fylotypové stádium (faryngula obratlovců, segmentovaná páska členovců)

28 Fylotypové stádium exprese Hox genů

29 Obsah Vznik buněčného cyklu Vznik amfimixie a její důsledky
Vznik mnohobuněčnosti a její důsledky Ontogeneze mnohobuněčného organismu Segregace zárodečné linie Stárnutí organismu Epigenetické procesy Evoluční plasticita organismů Vývinová plasticita a životní strategie

30 Heterochronie drobná změna v načasování – velká v morfologii
vývoj reprodukčních a somatických orgánů vývoj somatických orgánů vývoj reprodukčních orgánů název procesu urychlen nezměněn urychlení progenese zpomalen neotenie hypermorfosa

31 Epigeneze a vývojová plasticita
Kasty a pohlaví Larvální stádia Vývojová plasticita – adaptivní odpověď na vnější vlivy Evoluční důsledky

32 Obsah Vznik buněčného cyklu Vznik amfimixie a její důsledky
Vznik mnohobuněčnosti a její důsledky Ontogeneze mnohobuněčného organismu Segregace zárodečné linie Stárnutí organismu Epigenetické procesy Evoluční plasticita organismů Vývinová plasticita a životní strategie

33 Nové ekologické strategie
Díky vývojové plasticitě se obohacuje spektrum možných strategií Biodemografické parametry populace Možnost koexistence podobných druhů Trade offs a investice do různých aktivit Vegetativní růst x množení Genet a jeho ramety

34 Shrnutí Cykličnost životních procesů vyplývá z cykličnosti replikace genomu Ploidita může být obnovena syngamií Amfimixie a její důsledky Vznik mnohobuněčnosti a jeho důsledky Stárnutí mnohobuněčného organismu Ontogeneze a epigenetické procesy Evoluční a vývojová plasticita Plasticita životních strategií