Előadás és szeminárium 5. Bevezetés Biológiai embertan II. Előadás és szeminárium 5. Bevezetés

A szemináriumra olvasott szöveg Darwin: A fajok eredete. IX-X. fejezet. Összefoglalás és befejezés

Leouvenhook, 1699.

Sejtelmélet és endoszimbiózis 17. század: sejtes struktúrák észlelése (mikroszkóp és a mikroszkópos technika fölfedezése nyomán) A sejt szerepének értelmezése változó. A mai elképzelés a 19. században 2. felében rögzítődött. Ez vezetett el számos új eredmény fölállításáig: anatómia, embriológia, örökléstan, fiziológia, patológia Sejtalkotók fölfedezése (= plasztiszok és mitokondriumok eredetileg önálló mikroorganizmusok voltak) – miként értelmezik a sejtek együttélését s miként a sejt és a sejtalkotók együttesét?

1665. Robert Hooke (1653 – 1703): Micrographia c 1665. Robert Hooke (1653 – 1703): Micrographia c. mű (kamrácskák = cellulae megfigyelése)- az első növényi sejtek Ezek után röviddel: Marcello Malpighi (1628 – 1649) – az első állati sejtek megfigyelése (vörösvértestek) Az élőlények elemi építőköveit ezek után monászoknak nevezik. Ez Leibniz monásztana és Pierre Gassendi atomista nézete (1649) után alakul ki - Nem tételeznek fel a sejtek között kapcsolatot

Robert Hook

Micrographia, 1665.

Malpighi

A sejtekből létrejövő biológiai egység 1820 – 1840: mikroszkóplencsék konstruálása – ez vezet el a pontos megfigyelésekig; a finomszerkezet fölfedezése. Az élősejtekben plazma (=sarkode) található 1831. A sejtmag felfedezése; Robert Brown (1773 – 1858) 1838-39: a sejtelmélet Mattias Jacob Schleiden (1804 – 1881): Adalékok a fitogenezishez, 1838 - sejtmag a sejtképző: ha elég nagy, sejt lesz belőle (Julius Sachs ezt az ősnemzésre hasonlító nézetet hamar megcáfolja) - az organizmus önálló mikroorganizmusok egységének tekinti, a sejteknek önálló és az egész részeként való élete van Theodor Schwann (1810 – 1882) - kiterjeszti az állatokra is, de a „szabad sejtképződés” elméletét ugyancsak átveszi Rudolf Virchow (1821 - 1902) - a „szabad sejtképződés” elméletét lecseréli - „omnis cellula a cellula” 1855 – a sejtek kizárólagosan sejtosztódás révén keletkezhetnek

Brown, R.

Sejtállam Haeckel javaslata: az állatvilág felosztása: egysejtűekre (protozoon) és többsejtűekre (metazoon) A sejtek koordinációját, a szervezet működését a 19. században az ‘állam’ analógiájával metaforizálták Az együttműködés valódi magyarázatát Darwin fogja nyújtani (kiválazstódás-elmélet) a biológiában az elsődleges saját érdek a túlélő utódok magas száma (fitness) és nem az organizmus jóléte nem elegendő a közösség, hanem az egyed érdekeit is figyelembe kell venni ennek ellentmond-e, az hogy az organizmus legtöbb sejtje nem szaporodik csak a csírasejtekből jön létre új generáció? Darwin szerint: az együttműködés alapja a genetikai rokonság (a „család” metaforája versus „állam”)

Endoszimbiózis (a sejt is összetett képződmény) A 19. században két magyarázat volt az organellumok (sejtszervecskék) létezésére Differenciálódás elmélete Endoszimbiózis elmélete Scimper (1883) –plasztiszok Merezskovszkij (1905) - kékalgákhoz hasonlatosak a kromatoforák Elmélete: együttműködésre alapul (a darwini versengéssel áll szemben) Anton de Bary (1831 – 1888): szimbiózis fogalmának bevezetése (parazitizmus és mutualizmus) A sejt részei között nincs genetikai rokonság („nem család”) – mindkét fél előnyeit biztosítani kell (viselkedési stratégiák alakulnak ki – tudat és erkölcs nélkül) - kooperatív viselkedésre a kooperáció a válasz – kialakul a szociális biológia

Anton De Bary

Genetika Öröklődés = tulajdonságok átvitele a generációk között. A szaporodásra 2 elv jellemző: öröklődés és a variáció. Az örökléskutatás-történet problémái: Miért hasonlít az utód a szülőre? anyagi ok? lélek? természeti erő? Miért nem azonos az utód és a szülő minden szempontból? mivel a két szülő közti átmeneti forma jön létre? mivel a szerzett tulajdonságok átörökítődnek?

Anyagi ok – magelmélet Hippokratész: pángenezis tana (a mag tartalmazza az egyed minden részének darabját) Arisztotelész: hematogén magelmélet ( a mag a vérből keletkezik; a férfi nemzőereje: lelki princípium + nő anyaga) ha a férfi nem tudja érvényesíteni erejét, nőt nemz… Preformáció (vagy a petesetből v. a spermiumból származik kizárólag az utód) Felülvizsgálata - családfakutatások - tenyésztési kísérletek mindkét szülő szerepe azonos

Hippokratész

Mieza romjai Arisztotelész

Rendszertan által felvetett kérdés: a szaporodás és az öröklődés egy fajon belül játszódik le - magának a fajnak a definíciójává válik a szaporodási képesség - a létrejövő utód variációi a faj keretein belül maradnak - mindez nem magyarázza a változékonyságot A 18. sz.-ban úgy vélik, hogy a környezet befolyásolja az utódot, s örökletes változás lehetséges (pl. sötétebb bőr) – Lamarchoz kötik ezt a vélekedést (lamarkizmus) - Darwin is elfogadja ezt (pángenezis-elmélete mutatja)

C. Darwin

Csíraplazma-modell Darwin szerint: a test és a mag egymás után, váltakozva jön létre Ezt modellt cáfolja meg August Weismann (1834 – 1914) megfigyelte, hogy a csírasejtek már az élet korai szakaszában elkülönülnek a testsejtektől szerinte az öröklődés a csírasejtek kontinuitásán alapul (a szervezetek halandók, de hordozzák a halhatatlan csíraplazmát) Következmény: a szerzett tulajdonságok nem örökítődnek tovább, Ez annyiban újítás: hogy az elmélet az örökítő anyagra fókuszál (és nem a szervezetre) (ezt a szemléletet képviseli: Richard Dawkins: Az önző gén, 1941)

Ha a szerzett tulajdonságok nem örökíthetőek át, akkor hogyan jönnek létre a genetikai variációk? Weismann: Ivaros szaporodás teremti meg az egyedi alapokat – ezek szelektálódása vezet majd el az új fajhoz. Azaz: ő nem azt állítja, hogy a szülők tulajdonságai összekeverednek az utódban! (nem két elvegyült folyadék) 1875: Oscar Hertwig megállapítja: 1 hímivarsejt és 1 petesejt összeolvadása a kiindulás felismerik,: a petesejt sejtmagvában van a genetikai anyag Az összeolvadás kiemelt jelentőségű - az utód nem a szülő tulajdonságok elvegyülése eredményeként, hanem mozaikosan rendelkezik a tulajdonságokkal A variációk két fajtáját tételezik a 20. század elejéig

August Weismann

variációk Örökölhető tulajdonságok - kontinuus (Darwin ezeket hangsúlyozta különösen, de nem tisztázta a mibenlétét) - diszkontinuus variációk Hugo de Vries (1845 – 1935) holland botanikus, Mendel munkássága újrafelfedezője Egyetlen fajon (Ligetszépe) végzett kisérletekre alapozta a hipotézisét A variabilitás két formáját megkülönbözteti fluktuáló - ez nem evoluciós tényező diszkontinuus ugrások (= mutáció) – a faji határok átlépéséhez vezet

Hugo de Vries

Gregor Mendel (1822 – 1884) 1865, kvantitatív vizsgálatainak az első eredményei (tulajdonságokkal foglalkozik és a nem az egyed összképével) Megállapításai: A növény az ivarsejtek 2 formáját termeli, amelyek vagy az anyai vagy az apai jelleget tartalmazzák Az összeolvadt sejtben minden tulajdonságot 2 „eleme (apai és anyai) képvisel. (Ezeket az elemeket alléloknak nevezte) Az elemek (allélok) a generációk során változatlanul fennmaradnak, és a 2. generációtól a dominánsak mellett a recesszívek is megjelennek, mégpedig 3:1 arányban)

Ágostonosok kolostora, Brno, 1920. Mendel

1900, Menden munkáinak újrafelfedezése - a mendeli törvények megfogalmazása = a genetika létrejötte 1909-ig a korszak neve: mendelizmus - felfedezik, hogy a medneli faktorok és a kromoszómák viselkedése párhuzamba hozható Az öröklődő faktorok a kormoszómákban vannak 1910, Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945) Drosophila, patkány és egér-kísérletek - De Vries mutációelméletének ellenőrzése

2-3 hét a generációs ciklus Citológiai változások figyelése 4 pár kromoszóma 2-3 hét a generációs ciklus Citológiai változások figyelése Thomas Morgan

Mutációkat idéz elő 1910? Egyik hím ecetmuslica szeme fehér – kiderül, hogy a mendeli szabályok szerint öröklődött (recesszív tulajdonság9 Csak a hímeknél fordult elő (nemhez kötött tulajdonság), azaz a koromoszómához rendelhető a fenotipusos tulajdonság Következő lépés: a kromoszómán lokalizálják a géneket Két gén közötti kromoszómatörés (crossing ower) valószínűsége annál csekélyebb, minél kisebb a kromoszómán a két gén közti távolság Következtetés: a gének a kromoszómán lineálisan helyezkednek el; és 4 kapcsolási csoport van (azaz 4 kromoszóma) Felismerik, hogy egy fenotipus fölött több gén is kontrollt gyakorolhat; és hogy a különböző génhelyek között kölcsönhatások léteznek

DNS kettős hélixének leírása (1953, James Watson és Francis Crick) 20. század: az öröklődési folyamatok kémiai alapjainak leírása (Molekuláris biológia kialakulása) DNS kettős hélixének leírása (1953, James Watson és Francis Crick) DNS működésének leírása Nukleinsavak (19. századtól ismerik) – de a szerepük csak 1930 körül tisztázódik (nem a fehérjék az örökítő anyagok, hanem ezek, 1944, Oswald Theodore) DNS (a felépítésútmutatója – RNS (proteinek felé közvetítő anyag): azaz a szerzett tulajdonságokat nem lehet átörökíteni 1965, a genetikai kód A genomok vizsgálata rendszertani rokonság megállapítására is jó 1970, bio- és géntechnológia (1973, az első idegen DNS egy baktériumban) 1990-ben kezdődött a Human Genom Project (2001) 1996. sütőélesztő 1998: fonálféreg 2000: közönséges lúdfű, ecetmuslica

Koncz Csaba

Következő órára olvasmány Kádár Zoltán – Tóth Anna: Az egyszarvú és egyéb állatfajták Bizáncban www.neumann-haz.hu Mary Shelley: Frankenstein

tételek Pápai Páriz Ferenc: Pax corporis előszó +Szablyár Ferenc: A Pax corporis írója Paulus Zacchias: A házastársi kötelességről, előszó Darwin: A fajok eredete. Kampis György előszava Spencer Wells: Az ember útja 1-75. o