11/5/2012

1

EVOLUTIONBiology 145

Lecture 15 – Rates of Evolution

11/5/2012

2

Rate of evolutionary change

R = LnX2 –LnX1

Δt

1 Darwin = 2.718/million years

(0.1 D  ~ 30% change per million years

Rates of Evolution – mammals ‐ ~ 0.05 – 0.1 Darwins

BUT…  bursts of rapid evolution, ~ 10 Darwins.

Red deer, Jersey,   ~ 260 Darwins

Evolution under ARTIFICIAL selection can be 100,000 x faster!

Rates of evolution are often INVERSELY correlated with the time interval examined:

Interval length

Rate

GRADUALISM versus PUNCTUATED EQUILIBRIUM

11/5/2012

3

Punctuated Equilibrium versus Richard Goldschmidts’s “Hopeful monster” theory  (1930’s  ‐ 1940’s)

“I do, however, predict that during this decade Goldschmidt will be largely vindicated in the world of evolutionary biology.....As a Darwinian, I wish to defend Goldschmidt's postulate that macroevolution is not simply microevolution extrapolated, and that major structural transitions can occur rapidly without a smooth series of intermediate stages. “ S. J. Gould

Lake Turkana, Kenya

Stasis …… punctuated equilibrium?

11/5/2012

4

Trilobites:  gradualism?

Gradualism –many small steps

Punctuated Equilibrium – fewer, larger, steps 

Are Gradualism and Punctuated Equilibrium really different?

Rate

TIME

Adaptive radiations

"evolutionary divergence of members of a single phyletic line into a series of rather different niches or adaptive zones“  Mayer.

Ammonites –environmental change

11/5/2012

5

Adaptive Radiation ‐ Cichlid fishes – “adaptive breakthrough”

Lake Malawi – 785 m deep –4.5 million yrs old –at least 500 spcichlids! Monophyletic!

The cichlid breakthrough –pharyngeal jaws

Adaptive radiations – isolated archipelagoes – habitat breakthrough

Hawaiian Silverswords

11/5/2012

6

Hawaiian honeycreepers

And, of course, Darwin’s Finches!