evolúcióelmélet és az evolúció mechanizmusaimaragyongyver/altalanos biologia...12/4/2014 1...

12/4/2014

1

Evolúcióelmélet és az evolúció mechanizmusai

Az élet Darwini szemlélete

Melyek az evolúció bizonyítékai a világban?

EVOLÚCIÓ: VÁLTOZATOSSÁG Mutáció

Horizontális géntranszfer

Genetikai rekombináció

Mutáció: sarlóssejtes

vérszegénység Horizontális géntranszfer

Rekombináció

12/4/2014

2

Mutáció

4

EVOLÚCIÓ: POPULÁCIÓ SZINTEN ÉRTELMEZHETŐ

• Populáció?

• Génkészlet (gene pool): az adott populációban előforduló összes allélt nevezzük.

• Evolúció mechanizmusai

– természetes szelekció

– genetikai sodródás

– génáramlás

12/4/2014

3

EVOLÚCIÓ MECHANIZMUSAI

Természetes szelekció

Genetikai sodródás

Génáramlás

EVOLÚCIÓ: MECHANIZMUSAI

Természetes szelekció

Genetikai sodródás

Génáramlás

Zigóta kialakulása előtti Zigóta kialakulása utáni szelekció

12/4/2014

4

KOMPATIBILITÁS: MECHANIKAI ÉS BIOKÉMIAI

FEROMONOK TÍPUSAI:

Aggregációs

Jelző v. szignál

Territoriális

Ivari

12/4/2014

5

IVARI SZELEKCIÓ

EVOLÚCIÓ: MECHANIZMUSAI Természetes szelekció

Genetikai sodródás

Génáramlás

1. Stabilizáló szelekció - Az átlagostól eltérő jellegekre

negatív szelekciós hatás irányul.

2. Szétválasztó szelekció - A folyamat egy adott

jellemző mentén a szélsőséges értékeknek kedvez.

3. Irányító szelekció - Akkor következik be, ha egy

allélnek nagyobb a fitnesze, mint vetélytársainak, ezáltal

a gyakorisága megnő a génkészletben.

12/4/2014

6

EVOLÚCIÓ: MECHANIZMUSAI

Természetes szelekció

Genetikai sodródás

Génáramlás

Kis génállományban az allélfrekvencia

egyik generációról a másikra

megváltozhat – génsodródás

EVOLÚCIÓ: MECHANIZMUSAI

Természetes szelekció

Genetikai sodródás

Génáramlás Génáramlás – allélek mozgása a

populációban szaporodással,

migrációval

2 populáció között

12/4/2014

7

EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK

Adaptáció

Koevolúció

Fajképződés

Kihalás

Divergens

evolúció

Konvergens

evolúció

Az evolúció során azt a folyamatot nevezzük adaptációnak, melynek során bizonyos

tulajdonságokat hordozó élőlények növelik a populációbeli arányukat más, alternatív

tulajdonságokat mutató fajtársaik kárára.

EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció

Koevolúció

Fajképződés

Kihalás

A koevolúció azt mutatja, hogy az élőlény

alkalmazkodása során élő környezetével is

kölcsönhatásban fejlődött.

A fecskefarkú lepke és a kerti ruta

koevolúciója

A kolibrik és madármegporzású

növények koevolúciója

12/4/2014

8

EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció

Koevolúció

Fajképződés

Kihalás

Bates féle

mimikri

EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció

Koevolúció

Fajképződés

Kihalás

12/4/2014

9

EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció

Koevolúció

Fajképződés

Kihalás

Fajok közötti szaporodást gátló tényezők:

Megtermékenyítés előtti (időbeni, viselkedés, gametikus, élőhely)

Megtermékenyítés utáni (hibrid életképességének csökkenése)

EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció

Koevolúció

Fajképződés

Kihalás

12/4/2014

10

Szilúr-Ordovícium

57% génuszoknak

Rákok, trilobiták

Késő Devon

Állkapocs nélküli halak

50% génuszoknak

Perm-Triász

Szárazföldi

emlősök, rovarok

83% génuszoknak

Triász-Júra

Őshüllők, kétéltűek

48% génuszoknak

Kréta-Paleogén

dinoszauruszok

50% génuszoknak

20

HOGYAN ALAKULT KI AZ ÉLET?

12/4/2014

11

Az élet történetének

fontosabb állomásai

AZ ÉLET KIALAKULÁSA Evolúciós törzsfa

Közös ős (egyszerű, prokarióta szervezet)

22

12/4/2014

12

23

Sztromatolit - rétegelt kő Nyugat-Ausztrália, Dél-Afrika, 3.5 milliárd év

24

12/4/2014

13

FÖLDI ÉLET KIALAKULÁSA

4 milliárd év Föld kérge megszilárdul

3.5 milliárd év Baktériumok

?

FÖLDI ÉLET KIALAKULÁSA

Molekulák aggregálódása: Önreprodukció Metabolizmus Ma: nem jön létre élő anyag az élettelenből

Földi körülmények: Atmoszféra Fény Vulkanikus tevékenység Meteorit UV sugárzás

12/4/2014

14

1 lépés

• Kis vegyületek

• Monomérek

2 lépés

• Polimérek

• Fehérjék stb.

3 lépés

• Probionták kialakulása (más belső körülmény)

4 lépés

• Öröklődés kialakulása

FÖLDI ÉLET KIALAKULÁSA: KÉMIAI EVOLÚCIÓ

SZERVES VEGYÜLETEK ABIOTIKUS SZINTÉZISE

Oparin & Haldane (1920)

Redukáló atmoszféra: H2O, H2, CH4, NH3, CO, CO2, N2

UV sugárzás

Egyszerű molek. → első

szerves molekulák

Milley & Urey (1953): cukrok, lipidek, purin és pirimidin bázisok, ATP 28

12/4/2014

15

Polimérek

Aminosavak →protein (enzim)

AS koktél: forró homok, agyag vagy kövön polimerizál

Protenoidok létrejötte

Sidney W. Fox

Protobionták

Molekula aggregátumok

Lipidek liposzómákat alkotnak

Hideg vízben a fehérjék összeszerveződnek (protenoid)

30

12/4/2014

16

RNS az első örökítő anyag

Önreprodukció

Protobionták örökítő anyaga: RNS

RNS autokatalitikus

31

AZ ÉLET KIALAKULÁSA 32

12/4/2014

17

Fajok rendszerezése: országok

Vége...