Versengés és szelekció

Kúpos fóka, Halichoerus grypus

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): 1265-1274.

Himantoglossum hircinum Bakbűzű sallangvirág Magyarországon nem fordul elő

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: 313-324. Miért lesz a két egyenes párhuzamos?, (stabil populáció struktúra, amihez konstans növekedési ráta tartozik)

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 1 𝑁 𝑑𝑁 𝑑𝑡 =r

Egyedszám ingadozás az örvös légykapó odutelepen

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

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.

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

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

Szelekciós koefficiens becslése s = rA-rB = szelekciós koefficiens

Két kovamoszat faj funkcionális válasza a szilikát koncentrációra

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

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

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

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).

Az ipari melanizmus megjelenése és visszaszorulása

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

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

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

Drosophila melanogaster Lárva táplálkozási gén: forR :”görgő” Maintaining a behaviour polymorphism by frequency-dependent selection on a single gene Nature 447, 210-212 (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

Csak a két homozigóta típus szerepel! Maintaining a behaviour polymorphism by frequency-dependent selection on a single gene Nature 447, 210-212 (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

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

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

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

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.

Küszöbszelekció

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.

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

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

Küszöbszelekció

Széncinegék felderítő viselkedésének öröklődése