Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

EVOLÚCIÓ. Mivel foglakozik az evolúció mint tudomány? Hogyan alakult ki az élet sokfélesége? Hogyan alakult ki az élet élettelen kémiai rendszerekből?

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "EVOLÚCIÓ. Mivel foglakozik az evolúció mint tudomány? Hogyan alakult ki az élet sokfélesége? Hogyan alakult ki az élet élettelen kémiai rendszerekből?"— Előadás másolata:

1 EVOLÚCIÓ

2 Mivel foglakozik az evolúció mint tudomány? Hogyan alakult ki az élet sokfélesége? Hogyan alakult ki az élet élettelen kémiai rendszerekből?

3 AZ EVOLÚCIÓ NÉHÁNY BIZONYÍTÉKA Kövületek

4 Elágazó evolúció: Darwin pintyek

5 Összehasonlító anatómia Embriológiai hasonlóság

6 Rekapituláció pl. sziláscetek embrióinak foga. Csökevényes struktúrák pl. barlangi állatok szeme.

7 Homológia pl. madárszárny, emlős végtagcsontok

8 Az élet biokémiai egysége Nukleinsavak, genetikai kód, fehérje enzimek Homokiralitás: L-aminosavak, D-cukrok, így D-nukleotidok Molekuláris óra

9 Evolúciós egységek kritériumai 1.Szaporodás 2.Öröklődés 3.Változékonyság Szelekció akkor megy végbe, ha vannak olyan bélyegek, amelyek öröklődnek és különböző túlélési esélyt és/vagy különböző termékenységet garantálnak. Rátermettség: túlélés és/vagy termékenység

10 Rátermettség ●Abszolút fitnesze A-nak 10/3 B-nek 4/2 ●Relatív fitnesze A-nak 1 B-nek (4/2) / (10/3)=0.6

11 Evolúciós egységek 1.Gének 2.Sejtek, sejtszervecskék 3.Egyedek 4.Mémek pl. technikai tudás, mondókák, elméletek, nyelvek.

12 NEUTRÁLIS EVOLÚCIÓ Az evolúció az egymást követő populációk összetételének változása. Kis populációk esetén ilyen változásokat válthat ki a véletlen túlélés is. Pl. genetikai sodródás. Sok tulajdonság a szelekció szempontjából közömbös. Nem magyarázza az adaptációt.

13 Példa neutrális mutációkra A genetikai kód redundáns, azaz általában több kodon határoz meg egy aminosavat. A harmadik nukleotid általában „kotyog”. A genetikai kódban sok aminosav-csere közel neutrális, hasonló szerkezetű és funkciójú fehérjét eredményez.

14 Darwin evolúcióelmélete A fajok nem állandók. Minden élőlény közös ősöktől származik. Az evolúció fokozatos. A fajok megsokszorozódnak. Természetes szelekció.

15 A populációk exponenciálisan növekednének (Malthus). A populációk mérete ingadozik bár, de határok között marad Az egyedek erőforrásai korlátozottak (Malthus) Következtetés: az egyedek között intenzív verseny folyik.

16 A populáció tagjai között különbségek vannak. E variabilitás nagyrészt öröklődik. Vannak olyan különbségek, amelyek miatt az egyedek eltérő valószínűséggel érik meg a szaporodást, és különböző számú utóddal rendelkeznek. Az evolúció a sok nemzedéken keresztül zajló természetes szelekció eredménye.

17 A VARIÁCIÓ FORRÁSA Genotípus—fenotípus (reakciónorma) Mutáció Génduplikáció Génáramlás Nem véletlen párosodás Ivaros szaporodás Laterális géntranszfer

18 Véletlenszerűek-e a mutációk? Nem: ui. a mutációk gyakorisága függ a környezettől (pl. UV), az adott gén pozícójától, a DNS replikációt végző enzimek hatékonyságától Igen: ui. nincs szisztematikus kapcsolat a mutációk megjelenése és hatása között, a mutációk nem irányítottak.

19 Neo-darwinizmus A szelekció random variánsok közül válogatja ki a legrátermettebbet. Szerzett tulajdonságok öröklődése nem lehetséges. A folyamat „fa” szerű. (A sikeres variáns lehet kevésbé bonyolult.) Filogenetikus törzsfa vagy hálózat, kihalásokkal.

20 Lamarckizmus A megfelelő variáns jelenik meg. A szerzett tulajdonságok öröklődnek. Lineáris fejlődés. „Az élőlények velejáró törekvése felmászni a természet létráján.”

21 Érvek a szerzett tulajdonságok öröklődése ellen Molekuláris biológia centrális dogmája: csak a DNS-ben tárolt információ öröklődik. Csíravonal szétválása (Weismann): Az egyedfejlődés korai szakaszában szétválnak a csíra és a szomatikus sejtvonalak. Betegségek és sérülések.

22 A biológia magyarázó elvei Mechanisztikus: Hogyan működik az adott objektum? Evolúciós: Miért pont úgy működik? Hogyan alakult ki? Miért nem tűnik el? Pl. Miért nem ragad a pók a saját hálójába?

23 Az evolúciós szemlélet mint egységes keret Milyen evolúciós hajtóerők alakították ki az élőlények jellegeit: természetes szelekció, neutrális folyamatok, történeti kényszerek Eredet és történeti rekonstrukció: Fajok és nagyobb csoportok leszármazása.

24 Az evolúcióbiológia ágazatai Populáció- és evolúciógenetika: populáción belüli génváltozatok terjedésével (mikroevolúcióval) foglalkozik. A szelekció, mutáció, rekombináció relatív szerepe. Evolúciós ökológia: A különböző fenotipikus jellegek hogyan járulnak a szaporodási sikerhez. Molekuláris evolúció, genomika: Az adaptáció genetikai hátterét és a genom szerveződését vizsgálja. Evolúciós rendszertan: Evolúciós törzsfák konstrukciója leszármazások alapján. Paleontológia (őslénytan): Fajok és életközösségek hosszú távú evolúciója és kihalási mintázatok.

25 Az evolúcióbiológia néhány kulcskérdése: Visszafordíthatók-e egyes evolúciós változások? Az evolúció sok apró lépés sorozata, vagy hosszú „változatlan” időszakokat gyors, ugrásokban gazdag változások időszaka követ (graduális kontra pontozott egyensúly)? Hogyan alakultak ki és maradtak fent altruista (önzetlen) jellegek?

26 Mikrobiális szelekciós kísérletek Rövid generációs idő Kontrollált környezeti körülmények A növekedési ráta (fitnesz) mérhető A kiszelektálódott és az ősi vonalak jellegzetességei és genomjai is összehasonlíthatók

27 Midig „tökéletesedés-e” az evolúció? Naiv kép: az evolúció során maximalizálódik a rátermettség, ui. mindig a rátermettebb variációk terjednek el. DE: Sok változat neutrális Lokális optimumok Önző versus altruista tulajdonságok. Darwin: A természetes szelekció csupán a fennálló körülményekhez való alkalmazkodást eredményezi.

28 MIKROEVOLÚCIÓ Abiogén szelekció Adaptáció Stabilizáló szelekció pl. a kifejezetten hosszabb és kifejezetten rövidebb szárnyú verebek gyakoribbak a viharban elpusztult egyedek között, mint a veréb-populációban általában. Optimális tulajdonságok, pl. szem

29 Evolúciós játékelmélet biogén szelekció Játékelméleti konfliktusnak nevezünk olyan szituációkat, amikor egy egyed utódszáma nemcsak a saját fenotípusától, hanem a vele kölcsönható egyedek tulajdonságaitól is függ. A populáció átlagos utódszáma nem maximális. Pl. gyermekgyilkos oroszlánok.

30 Az altruizmus problémája Valamely egyed a saját rátermettségét csökkenti, miközben a másokét növeli. Miért nem szelektálódik ki ez a tulajdonság? Pl. vérszívó denevérek, kölcsönös hosszú távú előny. (Mutualizmus: pl. pollináció)

31 Euszocialitás: az altruizmus egy szélsőséges este Euszocialitás: több generáció él együtt, reproduktív munkamegosztás, kooperáció az utódok nevelésében, további munkamegosztás: pl hangyák, termeszek, méhek, csupasz turkáló

32 Rokonszelekció (Hamilton szabály) Ha egy egyed saját rokonának segít, akkor tulajdonképpen saját génjeinek terjesztésében vesz részt. rB>C, ahol, r: rokonsági fok, B: a rokon akceptor nyeresége, C: donor költsége

33 MAKROEVOLÚCIÓ A faj szintje fölött zajló evolúció Makro versus mikroevolúció Adaptív radiáció

34 Konvergencia: Közel azonos „kihívásokra” közel azonos megoldások születnek. Pl. halak és cetek uszonya, kaktusz és kutyatej, emlős és polip szem…

35 Történeti okok miatt visszafordíthatatlan bélyegek Mitokondriumok és a plasztiszok szabadon élő baktériumok voltak, mára azonban csak az eukarióta sejtek részeként osztódhatnak. Sok gén átkerült a nukleuszba, vagy elveszett. Emlősök mind csak szexuálisan szaporodhatnak. Ok: genetikai imprinting: az anyai és az apai kromoszómák eltérő génaktivitása. Egy aszexuális mutánsban génaktivitási hiány lépne fel. Nyitvatermőkben sincs aszexualitás, mert a plasztiszt a spermium, a mitokondriumot a petesejt tartalmazza.

36 A komplex adaptáció kérdése Az evolúciós elmélet arra törekszik, hogy ne csak az evolúció végállapotát magyarázza, hanem az összes köztes lépésnek jobbnak kell lennie az előzőnél. E folyamat inkább barkácsoláshoz hasonlít mint mérnöki tervezéshez.

37 Az evolúció nagy lépései Replikálódó molekulák  komplementekbe zárt molekulapopulációk Független replikátorok  kromoszómák RNS mint enzim  DNS és fehérje Prokarióták  eukarióták Ivartalan klónok  ivaros szaporodás Egysejtűek  állatok, növények, gombák Magányos egyedek  kolóniák Főemlős társadalmak  emberi társadalom és nyelvkészség eredete


Letölteni ppt "EVOLÚCIÓ. Mivel foglakozik az evolúció mint tudomány? Hogyan alakult ki az élet sokfélesége? Hogyan alakult ki az élet élettelen kémiai rendszerekből?"

Hasonló előadás


Google Hirdetések