|
Hardy-Weinberg Speciace Aktualizováno: |
Předpoklady Hardy-Weinbergova principu
Hardy-Weinberg zásada vyžaduje, aby tam být:
migrace
mutace
Žádný výběr
Velké populace.
Páření je náhodné
Užitečnost Hardy-Weinbergova principu
Hardy-Weinberg poskytuje teoretický benchmark, proti kterému skutečná populace může být ve srovnání.
dochází k odchylkám od předpokladů: Hardy-Weinberg poskytuje referenční bod pro hodnocení příčin a důsledků odletů.
genetický drift: náhodné změny genových frekvencí
genetickým driftem se rozumí náhodná změna genových frekvencí v populaci.
některé takové změny jsou „neutrální“: změny frekvencí alel, když alely nemají okamžitý důsledek pro biologii populace. Příklad: synonymní kodony kódují stejné aminokyseliny a vytvářejí tak přesně stejný protein.
příklady genetického driftu
úzký profil populace. Druhy dočasně redukované na velmi nízký počet ztrácejí genetickou rozmanitost. Příklad: gepardi-nízká populace během pleistocénu; sloní tuleni-lovili téměř vyhynutí během 19. století.
zakladatelský efekt. Populace založené jen několika jedinci mají neobvyklé genové frekvence.
Význam genetický drift
Zakladatel účinek může založit novou populaci s neobvyklými genových frekvencí, které se stanou základem nové úpravy.
úzký profil způsobuje sníženou genetickou rozmanitost.
u neutrálních alel se genetický drift vyskytuje ve všech populacích a druzích. V důsledku toho oddělené populace (a druhy) hromadí genetické rozdíly.
Genový tok
Genový tok znamená pohyb jednotlivých organismů z jedné populace do jiné, nebo jednoduše pohybu gamet (např. pyl).
genový tok přibližuje genové frekvence sousedních populací. Tok genů má opačný účinek zakladatelského účinku: pokud k němu dojde, zabraňuje hromadění genetických rozdílů.
význam toku genů
pokud k němu dojde, tok genů udržuje sousední populace svázané dohromady.
Pokud populace jsou samostatné dost být považován za samostatný druh, musí být překážky, aby se zabránilo významnému toku genů.
Mutace
Mutace jsou spontánní změny v genetickém materiálu. Tyto změny zahrnují:
Bodové mutace: změny jednoho párů bází v DNA
Frame shift mutace: odstranění nebo vložení jednoho extra pár bází (kodon=3 základny).
chromozomální změny: duplikace, delece, inverze, translokace.
význam mutace
mutace zavádějí nové alely. Obvykle jsou nové alely škodlivé. Několik málo, v novém environmentálním kontextu, se ukáže jako prospěšné. (Možná ne hned!)
některé chromozomální mutace (např. inverze) vytvářejí bariéry reprodukce mezi novým chromozomálním uspořádáním a uspořádáním předků.
non-náhodné Páření
Hardy-Weinberg princip předpokládá náhodné Páření: výběr partnera bez ohledu na genotyp.
non-random Páření znamená, že výběr partnera je ovlivněn fenotypovými rozdíly založenými na základních genotypových rozdílech.
příklad náhodného Páření: sexuální selekce
u některých druhů získávají samci harémy a monopolizují samice. (Los, sloní pečeti, koně, lvi atd.) Obvykle jsou samci těchto druhů mnohem větší než samice.
u některých druhů si ženy vybírají atraktivnější kamarády. (Pávi, dřevorubci, octomilky aj.)
význam náhodného Páření.
sexuální dimorfismus (nápadné rozdíly mezi oběma pohlavími) je výsledkem náhodného Páření. Tento proces je zvláštním případem přirozeného výběru známého jako sexuální výběr.
sexuální výběr může sloužit jako bariéra pro reprodukci mezi blízce podobnými druhy. Příklad: rituály námluv.
shrnutí výjimek z H / W předpokladů.
genetický drift-náhodné změny (zakladatelský efekt, úzký profil a neutrální genetický drift).
genový tok — pohyb alel.
mutace — nový genetický materiál.
náhodné Páření-sexuální výběr atd.
přirozený výběr — adaptivní změny v genofondu.
Hardy-Weinberg pomáhá identifikovat přirozené populační procesy.
každý typ odjezdu vytváří charakteristické odchylky od Hardy-Weinbergových předpovědí.
příklad: výběr způsobuje změny v očekávaných frekvencích genů mezi novorozenými jedinci a dospělými, kteří přežili.
Hardy-Weinberg je statistická „nulová hypotéza“ používaná pro testování populačních genetických dat.
Evoluce, přirozený výběr, genetický drift
je Evoluce: změny v genových frekvencích populace v průběhu několika generací.
přirozený výběr je proces: k němuž dochází, pokud má populace variace, fitness rozdíly, dědičnost.
genetický drift je: náhodné změny genové frekvence z jedné generace na druhou.
evoluce může být výsledkem….
přirozený výběr, pokud se změní prostředí. Přirozený výběr je zodpovědný za adaptivní vývoj.
genetický drift, pokud dojde k náhodným změnám genových frekvencí. Genetický drift neprodukuje adaptivní evoluci. Neutrální alely se mění kvůli genetickému driftu.
co je to druh?
jedinci, kteří patří ke stejnému druhu, jsou „podobní“ (ale co sexuální dimorfismus? nápadné fenotypové rozdíly?, …)
biologický druh je definován jako populace nebo skupina populací, jejichž členové mají potenciál křížit a produkovat plodné potomstvo.
Druh: svázaný dohromady společný genofond
Muly jsou robustní jedinci produkován křížení mezi jedinci ze dvou různých druhů: Kůň x Osel. Ale mezky jsou sterilní-proto oba druhy zůstávají oddělené i přes křížení.
Východní a západní meadowlark vypadají téměř stejně, ale námluvy píseň je velmi různé-nemají křížit.
druh je…
skupina jedinců, kteří se kříží, a proto představují společný genofond.
pokud existují reprodukční bariéry, které brání (trvale) dvěma populacím v křížení, patří k samostatným druhům.
anketa o pravopisu
singulární druh je….
druh
množné číslo druhu je…
druhy
podobné druhy jsou seskupeny jako rod (singulární). Množné číslo je rody: dva nebo více rodů.
speciace: rozdělení druhu na dva nebo více druhů.
byly objeveny různé mechanismy, které mohou způsobit speciaci-rozdělení jednoho druhu (předků) na dva nebo více druhů (potomků).
klíčem je reprodukční izolace. Mechanismy zavádějí bariéry reprodukce. Bariéry mohou být zvýšeny výběrem nebo vymazány křížením. Čas ukáže, které.
Význam reprodukční bariéry
význam reprodukční bariéry je to, že udržení genetické izolace mezi dvěma populacemi. Pokud jsou takové bariéry úplné, populace představují odlišné druhy.
bariéry mohou vznikat různými způsoby. Příklad: geografická izolace následovaná driftem, mutací nebo výběrem, dokud není reprodukční izolace dokončena.
proces speciace
bylo studováno mnoho různých mechanismů.
Dva příklady
*Allopatric speciace–speciace na základě geografické odloučení, a.
* polyploidie-speciace založená na chromozomálním mechanismu.
alopatrická speciace
geografická izolace je jedním z mechanismů, které mohou způsobit reprodukční izolaci.
Alopatrická speciace znamená: speciace, která následuje (v průběhu času) po geografické izolaci. Počáteční bariérou reprodukce je fyzická separace. Vzhledem k dostatečnému času (mnoho generací) se mohou hromadit dostatečné rozdíly, aby se oddělení stalo trvalým.
Příklad allopatric speciace
Modro-čele pyskoun (Karibik), a duhový pyskoun (Pacific) jsou velmi podobné. Jejich rodová společná populace byla rozdělena růstem panamské šíje 5 před miliony let.
vzhledem k tomu, že došlo k této alopatrické separaci, oba druhy se změnily nezávisle.
nejednoznačný příklad
Allopatric speciace je proces, který může být přerušen před dokončením.
možný příklad: deermice. Existují 4 úzce související populace na Západě Intermountain. Všechno 4 jsou v některých ohledech odlišné, ale křížené, kromě: dva z poddruhů se neprotínají, i když se překrývají.
jsou tedy tyto druhy nebo jen populace stejného druhu?
dvě populace (v Montaně / Idahu) se překrývají, ale neprotínají se. Proto musí být různé druhy.
oba tyto křížení s dalšími dvěma populacemi, takže geny mohou proudit z jedné do druhé.
odpověď: Čas ukáže. S větší divergencí dojde ke speciaci. Při větším křížení k tomu nedojde.
Speciace: dynamický proces,
Speciace je dynamický proces-to se odehrává na mnoha místech v mnoha populací, ale to je právě obrátil v mnoha místech kříží.
měli bychom očekávat: populace s potenciálem rozcházet se (např. Hlemýžď p238), populace, které se lišily koně a osli), populace, které by mohly být v procesu (deermice).
reprodukční bariéry-mnoho typů. (viz p241).
překážky reprodukce mohou zabránit jakémukoli Páření: chování (námluvy atd.); stanoviště (populace si vybírají různá stanoviště a nikdy se nesetkávají) atd. Takové bariéry jsou prezygotické bariéry. Žádné hnojení.
překážky reprodukce mohou zabránit následnému reprodukčnímu úspěchu: sterilita (hybridy umírají nebo jsou neplodné) atd. Takové bariéry jsou postzygotické bariéry.
Význam polyploidie
výskyt diploidních gamet (vzácné), může vést k polyploidní jedinec po oplodnění.
mnoho rostlin (např. Mendelův hrášek) je hermafroditických.
polyploidie může vést k vzniku nového druhu: kvůli neslučitelnosti mezi rodičem a potomstvem jsou potomci odlišní.
polyploidie: běžné prostředky speciace v rostlinách
běžným prostředkem rozvoje genetické izolace v rostlinách je polyploidie.
na rozdíl od většiny zvířat nejsou další sady chromozomů v mnoha rostlinách rušivé.
rostliny někdy (zřídka) produkují gamety s diploidní sadou chromozomů. Pokud je oplodněno, výsledkem je polyploidní rostlina.
slovní zásoba „ploidy“.
Haploidní-poloviční sadu chromozomů,
Diploidní–dvojité sady chromozómů (norma v typické sexuální organismy)
Triploid–3 sady chromozomů (obvykle sterilní, protože párování chromozomů během meiózy, je nemožné).
tetraploidní-4 sady chromozomů. (Meiosis OK pro jakékoli sudé číslo ploidy.)
pšenice: případ polyploidie a speciace.
moderní pšenice je výsledkem dvou po sobě jdoucích hybridizací (viz obrázek 15.6).
hybridizace 1: pšenice Einkorn s divokou pšenicí. Pšenice Einkorn a divoká pšenice měly každý chromozomy 14. Hybrid (nakonec) měl 28 chromozomů: polyploidii.
druhá hybridizace přinesl chromozomu číslo 42 v moderní pšenice
Zpět do Biologie 102 Přednáška Obrys