9: EVOLUSJON PÅ ARTSNIVÅ OG ARTSDANNELSE

Bios 2 - Cappelen Damm

Naturlig utvalg

Den best tilpassede har best survival odds og reproduktiv suksess

On the Origin of Species

Darwins publikasjon som introduserte naturlig utvalg, som forklarte evolusjon

Seksuell seleksjon

Make velges basert på attraksjon

Interseksuell seleksjon

Hunnen velger hanner basert på kriterier

Intraseksuell seleksjon

Hannene konkurrerer om å bli valgt av hunnen for paring

Naturlig seleksjon

Den dårligst tilpassede velges bort av naturen

Darwins teori om utvikling i 5 trekk

1: organismene formerer seg raskt

2: det er genetisk variasjon i populasjonene

3: det oppstår konkurranse når det blir mange individer

4: individer med de beste egenskaper har størst survival odds og RS

5: positive genetiske egenskaper føres videre til neste generasjon

Om evolusjon

• Har ikke mål eller hensikt

• Ingen ytre kraft står for seleksjon

• Skjer gradvis

• Startes og drives av mutasjoner

Lamarcks evolusjonsteori

Alle arter har en iboende trang til å endre/forbedre seg

Kunstig utvalg

Mennesker velger planter og dyr med bestemte egenskaper og lar disse formere seg for å føre ønskede gener videre

Dimitrij Baljajevs forsøk

Lot de tammeste sølvrevene formere seg → fikk sølvrever tamme som hunder, samt hengende ører, logring, lekenhet og lærevillighet

Genetisk kobling

Fenomen der gener nedarves sammen fordi de ligger nært hverandre på samme kromosom

Darwins studier om finker på Galapagosøyene

Størrelsen på nebbene til de 14 artene varierte fordi artene er tilpasset forskjellige miljøkrav

Populasjonsgenetikk

Studier av geners utbredelse og nedarving i populasjoner

Genfrekvens

Hyppigheten av et gen

Genlager

En populasjons samling av gener og alleler (genutgaver)

Hvis gener har endret seg…

Mutasjoner

Hvis gener har forsvunnet…

Utvandring og naturlig utvalg

Hvis nye gener dukker opp…

Innvandring

Mikroevolusjon

Endring innad i arten

Makroevolusjon

Endring som fører til artsdannelse

Større populasjoner har større genetisk variasjon enn små fordi…

Flere mutasjoner, mindre genetisk drift, større genflyt og større genlager

Hardy Weinbergs likevekt

Viser hvilke betingelser som må oppfylles for å hindre evolusjon → evolusjon er umulig å unngå

Konklusjon til Hardy Weinberg

1: minst 1 av premissene brytes alltid, som gjør at

2: genfrekvensen endres, som gjør at

3: det skjer evolusjon

Betingelser for at genlageret ikke skal endres

1: ingen mutasjoner

2: ingen genflyt

3: tilfeldig formering

4: ingen gendrift

5: ingen seleksjon

Genetisk drift

Tilfeldig endring i en populasjons genlager, feks. ulykker

p

Dominant homozygots genotypefrekvens

q

Recessiv homozygots genotypefrekvens

pq

Heterozygot genotypefrekvens

p+q=…

1

Typer seleksjon som fører til evolusjon

Stabiliserende, retningsbestemt og disruptiv

Stabiliserende seleksjon

Gjennomsnittsindividene er best tilpasset og favoriseres, slik at variasjonen endres uten å endre gjennomsnittet

Retningsbestemt seleksjon

En av sidene favoriseres, slik at seleksjonen får gjennomsnittet til å bevege seg mot et bestemt karaktertrekk

Disruptiv seleksjon

Ytterpunktene favoriseres, som fører til en todeling av et karaktertrekk

Vertikal genoverføring

Gener overføres fra foreldre til avkom

• Innad i arten

• Seksuelt

• Tradisjonell arv

Horisontal genoverføring

Gener overføres direkte mellom organismer

• Mellom arter

• Ikke seksuelt

Alge+sopp=…

Lav

Krav for artsdannelse

Genflyt mellom populasjoner må stoppe/sterkt reduseres

Allopatrisk artsdannelse

Geografisk adskillelse

• Mest vanlig

Moderne allopatri

• Vegbygging

• Byutvidelse

• Demninger

Sympatrisk artsdannelse

Artsdannelse uten fysiske barrierer

Resultat av

• Ny/ulik nisjebruk

• Polyploidisering

Polyploidisering

Endring i kromosomantall (dobles/flerdobles osv.)

Kjønnsceller er…

Haploide

Vanlige celler er…

Diploide

Aneuploidi

+1/-1 kromosom (eks. downs)

Norsk potet

Tetraploid med 48 kromosomer (vs. 12 hos villtype)

Hvete

Hexaploid med 42 kromosomer (vs. 7 hos villtype)

Polyploidisering: hos hvem?

• Hovedsaklig planter

• Noen dyr

• Enkelte celler hos noen organismer

  • Silkeorm m/1000 kromosomer i spinnkjertlene

Polyploidisering: hvorfor?

Kan gi økt genetisk variasjon i ekstreme leveområder/vekstområder, der det ikke er mange individer å velge mellom

Prezygotiske mekanismer

Hindrer befruktning

• Geografisk adskillelse

• Ulik parringstid

• Ulik kurtise

• Ulike kjønnsorganer

Postzygotiske mekanismer

Hindrer naturlig utvikling av feilaktig befruktet egg

• Sterile avkom (hybrider)

Bevis for evolusjon

• Fossiler

• Anatomiske fellestrekk

• Fysiologiske fellestrekk

• Fylogenetiske fellestrekk

• Genetiske fellestrekk

• Plante- og dyregeograft

• DNA-analyser

Sekvensering

Bestemmelse av baserekkefølge i DNA

Fylogenetiske trær

Slektskapstrær som fører tilbake til felles stamformer

DNA-analyser

Bruker sekvensering

Sammenligning av viktige molekyler i høyerestående organismer

Hemoglobin - sammenligner forskjeller i aminosyresammensetningen hos de ulike artene

Hva forteller det oss når to arter har få forskjeller i aminosyresammensetningen i hemoglobinet?

At de er nærmere i slekt

Hva har vært den tradisjonelle måten å ordne arter på i et systematisk hierarki?

Å se på organismenes fenotype

Utfordringer med den tradisjonelle måten?

Problematisk når artene ligner på hverandre eller i møte med mikroorganismer

Darwin

Skjønte at egenskaper var arvelige, men visste ikke om gener

Mendel

Dokumenterte arv gjennom sine erteplanteforsøk, men visste ikke om gener

Weismann

Fastslo at arvestoffet befant seg i cellekjernen

Watson og Crick

Beskrev DNA som arvestoff i 1953

Flaskehalseffekten

Noen individer med litt avvikende gensammensetninger overlever en ulykke og formerer seg derfor mer effektivt enn andre

Grunnleggereffekten

Noen individer med litt avvikende gensammensetning kommer tilfeldigvis til et nytt sted og utvikler seg isolert fra den opprinnelige populasjonen

Mimikry

At en art etterligner en annen på en slik måte at den får beskyttelse eller en fordel i kampen om å overleve