Az evolúció genetikai alapjai

Hogyan járultak hozzá munkásságukkal az evolúció elméletének megszületéséhez?

Cuvier: az összehasonlító anatómia, az őslénytan megalapítója volt. Ő kezdte el sorba rendezni a fosszíliákat (kövületeket). Hozzá fűződnek a katasztrófa elméletek.

Lamarck: a szerzett tulajdonságok öröklődnek.

A fejlődés 2 tényező által történik: - idő ( szerepét túlhangsúlyozta), - környezet( a szervek létrejötte vmilyen alkalmazkodás eredménye).

Linné: mesterséges rendszer, külső hasonlóság alapján rendszerez. Kettős vezetéktan…………(nemzetség) ………(faj).

/faj→ nemzet → család → rend → osztály törzs /

Darwin: természetes szelekció, természetes rendszer, a fajokat leszármazásuk alapján rendszerezte.

Populáció génállomány: a populációban levő allélok összessége, amely megoszlik a szaporodási közösséget alkotó egyedek között.

Populáció géngyakorisága: a génállományt alkotó allélok előfordulásának gyakorisága.

Hardy – Weinberg szabály: p²+2pq+q²=1

Kizárólag a rekombináció útján, az allélgyakoriság nem változik meg a populációban az egymást követő nemzedékek során → az ideális populációra a genetikai egyensúly állandósága jellemző.

AA-p² Aa-pq aa-q²

p+q=1 → p=1-q

(p+q) ²=p²+2pq+q²

p²+(2pq/2)= p+p(1-p)= p

Mi a különbség az ideális és a reális populáció között?

A természetben létező reális populációkban folyamatos változás tapasztalható → a populáció génállományát alkotó különböző allélok gyakorisága is megváltozhat.

Az ideális populációra a genetikai egyensúly jellemző.

Populációk géngyakoriságát megváltoztató hatások:

→ GENETIKAI SODRÓDÁS, amikor egy populációban a szaporodó egyedek száma jelentősen csökken, a ritkább allélok közül egyesek végleg ki is veszhetnek a populációból, vagy mások véglegesen megmaradhatnak.

Szélsőséges esete az alapító hatás (egy tenyészpár elszakad a populációjától /nyilvánvalóan az alapító pár nem hordozza az egyes allélokat az eredeti populációban megtalálható arányokban/→ a belőlük keletkező új populáció teljesen új allélgyakorisággal rendelkezik).

→GÉNÁRAMLÁS, az egyede populációk közötti vándorlása idézi elő. Megváltoztatja a géngyakorisági arányokat.

→Új MUTÁNSOK MEGJELENÉSE, ha jelentéktelen a genetikai sodródás, és sikerül elég nagy gyakorisággal elterjedniük, akkor fennmaradhatnak a populációban, és befolyásolják a géngyakorisági viszonyokat. Sok - sok nemzedék alatt igen jelentős változásokat okoz egy populáción belül.

→SZELEKCIÓ, a faj fennmaradása szempontjából a legelőnyösebb allélok szelekcióval válogatódnak ki és terjednek el.

Genetikai rátermettség /fitnes/: a sikeres szaporodást, az utódnemzedékekben való genetikai megjelenését nevezzük így. 0 - 1

0→Az adott allélt egyetlen egyed sem hordozza /életképtelen, nincs utód /.

1→A genotípus ugyanolyan arányban lesz jelen a következő nemzedékben mint a szüleiben volt.

A rátermettség mértéke tehát az illető allélnak a populációban sikeres elszaporodását jelzi.

Szelekciós együttható:

Stabilizáló szelekció: a populációban egy adott tulajdonságra átlag értékeket mutató egyedek sikeresebben szaporodnak, mint a fenotípus szélső értékeit képviselő egyedek.

Pl.: pázsitfűfaj populációja…

Irányító szelekció: fennmaradás szempontjából valamilyen lényeges tulajdonságban, a populáció átlaga egyik vagy másik szélső érték irányába eltolódik.

Pl.: nyírfaaraszoló lepkék…

Szétválasztó szelekció: eredetileg egységes környezeti tényezők élő faj populációját olyan szelekciós hatások érik, amelyek a szélső értékű egyedek eltérő igényeinek megfelelőbb életfeltételeket teremtenek.

Pl.: tk. 126 o.

Természetes ↔ mesterséges szelekció:

Mesterséges szelekciónak nevezzük ha az ember a számára legtökéletesebb egyedet továbbtenyésztés céljára kiválasztja.

Természetes szelekció: a faj fennmaradása szempontjából a legelőnyösebb allélok term. szelekcióval válogatódnak ki és terjednek el.

Adaptáció: /alkalmazkodás /

Olyan genetikai változásokkal jár együtt, amik következtében a populáció pontosan illeszkedik a környezethez. Az adaptáció során kialakult változások ÖRÖKLŐDNEK.

Modifikáció: a környezethez való rövid távú alkalmazkodás, nem öröklődik.

Mimikri: adaptációból eredő hasonlóság, ami az evolúció folyamán alakult ki.

Pl.: orchidea → rovar / botsáska → águtánzás / kaméleon → színváltoztatás

A populációban lezajló evolúciós folyamat jellemzői:

A nemzedékeken keresztül, kis lépésekben ható genetikai változások a populáción belül, természetes szelekció.

Izoláció: több fajnál a populációk kisebb nagyobb mértékben különböznek egymástól, amely azonban egy bizonyos határon túl már az illető populációk elszigetelődéséhez izolációjához vezetnek.

Földrajzi izoláció: megszünteti a szabad génáramlást a populációk között pl.: folyó, hegy. Hosszú idő elteltével az elszigetelődött populációban számtalan nemzedéken keresztül tartó evolúciós folyamat olyan genetikai, és ezen keresztül olyan fenotípusbeli változásokhoz vezethet, amelyek megakadályozzák az eredeti fajhoz való visszatérést, → új faj keletkezését eredményezhetik.

Faj ↔ alfaj:

Az alfaj lényeges külső tulajdonságokban eltér az eredeti fajtól, de képes vele szaporodni. (eredeti)faj → alfaj .. → .. (új)faj

Szaporodási izoláció: két faj ugyan azon a területen él, de különböző ökológiai igénnyel:

1..búvóhely, táplálék szempontjából.

2..eltérő szaporodási viselkedésben, eltérő időszakban szaporodnak, megváltozhat a párzószervük.

3..ivarsejztek kromoszómális különbsége.

Adaptív radiáció / szétterjedés /: a populációk szétterjedése újabb élőhelyekre, és az ezzel együtt járó fokozatos adaptációjuk az új környezethez.

Pl.: Darwin – pintyek szétterjedése a Galapagos – szigeteken.

A földön élők életmódja hasonlít dél – amerikai őseik életmódjára (magevők ), míg a fákon lakók már nem magvakkal, hanem rovarokkal táplálkoznak. 14 egymástól jól elkülöníthető ökológiai igényű faj jött létre. A legszembetűnőbb eltérés a fajok között a csőr alakja.

Konvergencia / összetartó fejlődés /: amikor egész más ősöktől származó csoportok között felületes hasonlóság alakul ki, mivel azonos ökológiai viszonyokhoz adaptálódtak az evolúció során.

Pl.: Ausztrál erszényes emlősök

Divergencia / széttartó fejlődés /: közös ősből származó fajok változatos élőhelyekre történő adaptív szétterjedés útján, egyre nagyobb mértékben térhetnek el egymástól.