Ewolucja i jej mechanizmy

Ewolucjonizm egzamin

• Mikrobiologia (Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie)
• Egzamin obejmuje ewolucjonizm i rewolucję darwinowską

I. Ewolucjonizm – rewolucja Darwinowska

• Ewolucja to proces zmian cech u grup organizmów
• Proces zmiany jest przekazywany genetycznie
• Ewolucja zachodzi na poziomie populacji, nie osobników
• Karol Darwin (12.02.1809-19.04.1882)
• Podróż na statku Beagle (1831-1836)
• Teoria doboru naturalnego
• Gatunki wywodzą się od wspólnego przodka
• Postępowe gromadzenie zmian ewolucyjnych
• Teoria ewolucji to pięć teorii:
  • ewolucja cech filetycznych organizmów
  • wspólne pochodzenie
  • gradualizm zmian
  • zmiany populacyjne
  • dobór naturalny
• Neodarwinizm (syntetyczna teoria ewolucji)
• Mikroewolucja i makroewolucja
• Dziedziczenie zmienności z genów i środowiska
• Dziedziczenie zmienności zachodzi poprzez geny i środowisko
• Zmiany ewolucyjne mają charakter procesu populacyjnego
• Losowe fluktuacje w populacji (dryf genetyczny)
• Selekcja naturalna (dobór naturalny)
• Zmienność jest kluczowa dla doboru naturalnego

II. Zmienność – rodzaje i źródła zmienności

• Zróżnicowanie cech w populacji
• Zmienność genetyczna:
  • Rekombinacja mejotyczna
  • Segregacja niezależna chromsomów
  • Losowy dobór gamet
• Zmienność środowiskowa
• Rodzaje mutacji:
  • Rekombinacyjna
  • Mutacyjna
    • Substytucje, delecje, insercje
    • Chromosomowe
• Mutacje punktowe, chromosomowe

III. Zmienność – rodzaje i źródła zmienności

• Zmienność – różnice między osobnikami w obrębie gatunku
• Powodowana czynnikami genetycznymi i środowiskowymi
• Poziomy zmienności:
  • Osobnica
  • Fizjologiczna
  • Komórkowa i subkomórkowa
  • Cząsteczkowa (DNA, białka)
• Źródła zmienności:
  • Mutacje
  • Rekombinacja podczas rozmnażania płciowego
  • Zmienność środowiskowa
• Genetyczna zmienność w populacjach:
• Polimorfizm
• Zmienność genetyczna żywotności
• Depresja wsobna

IV. Podstawowe mechanizmy ewolucji - koncepcja doboru - dobór naturalny, dobór sztuczny

• Dobór naturalny - proces selekcji osobników najlepiej przystosowanych
• Dobór sztuczny - selekcja osobników prowadzona przez człowieka
• Rodzaje doboru naturalnego:
  • Dobór stabilizujący
  • Dobór kierunkowy
  • Dobór rozrywający
• Melanizm przemysłowy – przykład doboru naturalnego

V. Dryf genetyczny

• Dryf genetyczny – przypadkowe zmiany częstości alleli w małej populacji
• Efekt założyciela
• Efekt wąskiego gardła

VI. Adaptacje - dostosowywanie się do środowiska poprzez zmiany ewolucyjne

• Adaptacja - proces dostosowywania się organizmów do środowiska (nabywanie cech korzystnych)
• Adaptacja genetyczna
• Adaptacja fizjologiczna
• Adaptacja biochemiczna
• Adaptacja morfologiczna
• Adaptacja behawioralna
• Adaptacja metaboliczna
• Adaptacja epigenetyczna

VII. Koncepcja gatunku biologicznego - problem gatunku w paleontologii

• Gatunek biologiczny – populacje, których osobniki mogą się krzyżować i wydawać płodne potomstwo
• Chronogatunek – jednostka gatunkowa w kontekście czasu
• Problemy definicji gatunku w paleontologii

VIII. Specjacja - mechanizmy i rodzaje specjacji

• Specjacja – proces powstawania nowych gatunków
• Rodzaje specjacji ze względu na barierę geograficzną:
  • Allopatryczna
  • Sympatryczna
• Rodzaje specjacji ze względu na szybkość:
  • Stopniowa
  • Nagła
• Rodzaje specjacji ze względu na liczbę gatunków:
  • Radiacyjna
  • Filetyczna – powolny proces przekształcania gatunku w inny
• Bariery reprodukcyjne

IX. Dobór płciowy

• Dobór płciowy – dobór samców o cechach, które zwiększają ich sukces reprodukcyjny
• Dymorfizm płciowy
• Przykłady doboru płciowego u różnych gatunków

X. Bariery reprodukcyjne

• Mechanizmy izolacji rozrodczej
• Izolacja prezygotyczna
• Izolacja postzygotyczna
• Przykładowe bariery reprodukcyjne u różnych gatunków
• Izolacja siedliskowa
• Izolacja temporalna
• Izolacja behawioralna
• Izolacja mechaniczna
• Izolacja gametyczna
• Hybrydy – potomstwo krzyżowania się dwóch gatunków
• Bezpłodność hybrydowa

XI. Historia życia na Ziemi - dane kopalne - biostratygrafia

• Biostratygrafia – stratygrafia oparta na skamieniałościach
• Jednostki biostratygraficzne (poziomy)
• Skamieniałości przewodnie

XII. Dryf kontynentów – masowe wymierania – radiacja adaptatywna

• Dryf kontynentów
• Masowe wymierania (5 wielkich)
• Radiacje adaptacyjne
• Radiacje adaptatywne ssaków

XIII. Zegar molekularny

• Metoda szacowania chronologii rozdzielenia się linii ewolucyjnych na podstawie różnic w sekwencjach DNA
• Kalibracja zegara molekularnego
• Dane kopalne
• Biogeograficzne wydarzenia

XIV. Szybkość ewolucji

• Tempo zmian ewolucyjnych zależy od wielu czynników (mutacje, rozmnażanie, środowisko)
• Różne tempo ewolucji dla różnych grup organizmów
• Czas trwania gatunków

XV. Ewolucja neutralna

• Zmiany neutralne z punktu widzenia doboru naturalnego
• Dryf genetyczny jako kluczowy czynnik
• Wpływ na współczesną biologię środowiskową

XVI. Ewolucja kulturowa

• Ewolucja kulturowa
• Memetyka – jednostki informacji kulturowej
• Przykłady ewolucji kulturowej u różnych gatunków

XVII. Jednostki ewolucji

• Jednostki ewolucji
• Jednostki selekcji
• Plejroforeza

XVIII. Dowody potwierdzające teorię ewolucji

• Dowody anatomiczne
  • Homologia (narządy o wspólnym pochodzeniu)
  • Analogia (narządy o podobnej funkcji, ale różnym pochodzeniu)
  • Narządy szczątkowe
• Dowody embriologiczne
• Dowody paleontologiczne
• Dowody biogeograficzne
• Dowody molekularne (genetyczne)

XIX. Trendy filetyczne i filogenetyczne

• Metody ustalania relacji ewolucyjnych
• Morfologiczne cechy
• Cehy molekularne