Versengés és szelekció

Az előadások a következő témára: "Versengés és szelekció"— Előadás másolata:

1 Versengés és szelekció

2 Kúpos fóka, Halichoerus grypus

3 Huzamos ideig tartó exponenciális növekedés kúpos fóka populációban
Bowen, W. D., J. McMillan, et al. (2003). "Sustained exponential population growth of grey seals at Sable Island, nova Scotia." Ices Journal of Marine Science 60(6):

4 Himantoglossum hircinum
Bakbűzű sallangvirág Magyarországon nem fordul elő

5 Pfeifer, M. , K. Wiegand, et al. (2006)
Pfeifer, M., K. Wiegand, et al. (2006). "Long-term demographic fluctuations in an orchid species driven by weather: implications for conservation planning.„ Journal of Applied Ecology 43: Miért lesz a két egyenes párhuzamos?, (stabil populáció struktúra, amihez konstans növekedési ráta tartozik)

6 Populációdinamikai rátermettség = populáció növekedési sebessége
Populációdinamikai rátermettsége, vagy röviden rátermettsége szaporodási egységeknek van. Szaporodási egység: allél, (haplotípus) klonálisan szaporodó egyed, egy faj egy egyede 𝑁 𝑡+1 𝑁 𝑡 =𝜆 𝑁 𝑑𝑁 𝑑𝑡 =r

7 Egyedszám ingadozás az örvös légykapó odutelepen

8 Populációk átlagos növekedési rátái idősorok alapján
𝑙𝑛 𝑁 𝑡 2 − 𝑙𝑛 𝑁 𝑡 1 = 𝑙𝑛 𝑁 𝑡 2 𝑁 𝑡 1 = 𝑟 𝑡 2 − 𝑡 1

9 Az exponenciális túlnövés mechanizmusa
Ha egy szaporodási egység két változatának exponenciális ütemben szaporodó populációja különböző ütemben növekszik, azaz akkor a létszámuk aránya exponenciálisan csökken a lassabb ütemben növekvő változat kárára.

10 Baktériumtörzsek közti szelekció
Bell, 1984 kemosztát, E. coli törzsek Pásztor, Oborny: Ökológia, 101.oldal

11 Szelekció baci populációban
E. coli tenyészet galaktóz limitált kultúra, 2 ismétlés laktóz limitált kultúra, 3 ismétlés Szelekció baci populációban

12 Szelekciós koefficiens becslése
s = rA-rB = szelekciós koefficiens

13 Két kovamoszat faj funkcionális válasza a szilikát koncentrációra

14 Az egyensúlyi forráskoncentrációt kialakító tényezők
relatív növekedési ráta biomassza veszteség Forrás koncentráció A versenyt a kisebb R* értékkel rendelkező faj nyeri meg.

15 A forráskoncentráció csökken és stabilizálódik két kovamoszat faj versengése közben
Az a változat nyer, amelyiknek magasabb a növekedési rátája alacsony szilikát koncentráción.

16 Hőmérséklet tolerancia és az R* hőmérsékletfüggése
R* hőmérsékletfüggése a két kovamoszat fajban Hőmérséklet tolerancia a két kovamoszat fajban

17 Két kovamoszat faj közti versengés tenyészetben
Asterionella formosa és Synedra ulna egyedszámának aránya az idő függvényében 24°C-on, azonos egyedszámokról indítva a kompetíciós kísérletet. Ezen a hőmérsékleten a Synedra kiszorítja az Asterionella-t (data from Tilman, Mattson and Langer 1981).

18 Az ipari melanizmus megjelenése és visszaszorulása

19 Az ipari melanizmus példája
polimorfizmus rovarevő madarak szelektáló tényező környezeti feltétel = háttér színe

20 Ipari melanizmus: a sötét forma visszaszorulása a hetvenes években
A sötét és világos forma arányának természetes logaritmusa Egy lokusz, 2 allél domináns öröklődés

21 Amikor a szelekció nem vezet kizáráshoz: ritka előny
Az egyes változatok rátermettsége a populáció összetételének a függvénye. Az egyes allélok átlagos rátermettsége a relatív gyakoriságuk függvénye. Tétel: Gyakoriságfüggő szelekció esetén, egyensúlyi állapotban minden változat rátermettsége azonos. r=0 λ=1

22 Drosophila melanogaster Lárva táplálkozási gén: forR :”görgő”
Maintaining a behaviour polymorphism by frequency-dependent selection on a single gene Nature 447, (10 May 2007) Drosophila melanogaster Lárva táplálkozási gén: forR :”görgő” forS :”ülő” cGMP függő protein-kináz szintje más mozgásmennyiség, forma más lárva stádiumban versengés van a táplálékért

23 Csak a két homozigóta típus szerepel!
Maintaining a behaviour polymorphism by frequency-dependent selection on a single gene Nature 447, (10 May 2007) Kísérlet: faktorok Lárva denzitás/forrásmennyiség (20 ill. 40 db) Relatív gyakoriságok változtatása Csak a két homozigóta típus szerepel! (III. Kromoszómán lokalizált zöld fluorescens fehérjével jelölték a homozigótákat) Rátermettség mértéke: bebábozódó lárvák aránya 1 ismétlés

24 frequency x genotype interaction F2,2 = 96.789, p = 0.010!
görgő ülő alacsony denzitás görgő ülő magas denzitás

25 Az élővilág diverzifikálódásra hajlamos
Dykhuizen 1998 Az élővilág diverzifikálódásra hajlamos Cross-feeding jelensége Helling et. al.1987, Rosenzweig et.al. 1994 kísérlete alapján.

26 Mennyiségi jellegeken folyó szelekció fajtái
Irányító szelekció rátermettség gyakoriság Stabilizáló szelekció Szétválasztó szelekció Fenotípusos érték

27 Az örökölhetőség becslése
Ha valamilyen mértékben örökölhető egy tulajdonság, akkor az átlagtól nagyon eltérő szülők utódainak átlaga is eltér az átlagtól és a másik irányú szélsőség utódainak átlagától is.

28 Küszöbszelekció

29 Örökölhetőség becslése sok szülőpár utódai alapján: szülőátlag-
utódátlag regresszióval b = h2 R = h2S a kiválasztott szülők csoportja Szükséges, hogy a pontok egy egyenesre essenek és ne valamilyen görbére illeszkedje-nek! A lineáris illeszkedéshez elégséges feltétel, ha a szülői és az utódpopuláció együt-tes eloszlása normális.

30 Heritabilitás becslés természetes populációkban
Geospiza fortis, közép földipinty Galapagos, Boag et. al. 1983 Heritabilitás, tenyészérték azonos, Fenotípusos érték, genetikai érték különböző!

31 Katasztrofális időjárás okozta irányító szelekció
Katasztrofális időjárás okozta irányító szelekció. Darwin pintyek, aszály, csőr és testméret nagyobbodás

32 Küszöbszelekció

33 Széncinegék felderítő viselkedésének öröklődése