Hoorcollege 5: Evolutie door natuurlijke selectie PDF

Hoor college 5 Charles Darwin: evolutie door natuurlijke selectie 3 basisprincipes van evolutie 1. Variatie: individuen in een population variëren in kenmerken (willekeurig, door DNA mutaties) 2. Erfelijkheid: veel kenmerken zijn overerfelijk (heritable) 3. Selectie: dankzij erfe...

Hoor college 5 Charles Darwin: evolutie door natuurlijke selectie 3 basisprincipes van evolutie 1. Variatie: individuen in een population variëren in kenmerken (willekeurig, door DNA mutaties) 2. Erfelijkheid: veel kenmerken zijn overerfelijk (heritable) 3. Selectie: dankzij erfelijke kenmerken zijn sommige individuen zijn succesvoller in overleven en voortplanten Charles Darwin: natuurlijke selectie Natuurlijke selectie: proces waarbij individuen dankzij bepaalde kenmerken (traits) betere kansen hebben om te overleven en succesvol reproduceren dan individuen zonder deze kenmerken Selectie op kenmerken is random, willekeurig Selectieproces is gericht, consistent, niet-willekeurig “Survival of the fittest” Natuurlijke selectie resulteert in adaptatie: aanpassing aan omgeving Speciation: geen succesvolle voortplanting Speciation: wanneer twee soorten niet langer in staat zijn om levensvatbare, vruchtbare jongen voor te brengen. Allopatric vs sympatric speciation Samenvattend: Evolutie door natuurlijke selectie 1. Variatie Individuen van een soort verschillen met betrekking tot een kenmerk (ontstaat willekeurig, random) 2. Erfelijkheid Kenmerken worden overgegeven van ouder op nakomeling 3. Selectie: verschillen in overleving en reproductief succes Sommigen hebben meer overlevende nakomelingen (hogere ‘fitness’) Natuurlijke selectie in het voordeel van de beter aangepasten (niet random) Evolutie Een verandering in erfelijke eigenschappen binnen een populatie over meerdere generaties Gedrag en evolutie Diergedrag kan meestal verklaart worden door het effect op individuele overleving & voortplantingsucces (=fitness) Gedrag heeft effect op fitness door invloed op bijv partner keuze (mate choice) en foerageergedrag Genetische componenten van gedrag evolueren door natuurlijke selectie Voortplantingsgedrag & partnerkeuze Voortplantingsgedrag wordt bepaald door voortplantingsysteem van de soort Zoeken naar/aantrekken van partners Partnerkeuze Competitie voor partners Ouderzorg Doel: hoog individueel voortplantingsucces = genen doorgeven Voortplantingsystemen Monogamie In monogame systemen paart één man met één vrouw per voortplantingspoging In monogame soorten: ♀ + ♂ dezelfde uiterlijke kenmerken (morphologie): monomorphism Veel vogels zijn sociaal monogaam, maar sexueel nogal promiscuous.... Wanneer is monogamie voordelig? Evolutie van monogamie 1. Mate limitation hypothesis Potentiële partners leven niet vlakbij elkaar (solitaire soorten, groot verspreidingsgebied) 2. Mate guarding hypothesis Individuen kunnen voortplantingsgedrag partner beperken (groter/sterker, mate guarding) 3. Mate assistance hypothesis beide ouders zijn nodig om jongen succesvol groot te brengen (voldoende voedsel aan te leveren, beschermen) 4. Infanticide hypothesis Risico van infanticide is hoog, en voortplantingspartner jongen beschermt Polygamie In polygame soorten paart een individu van het ene geslacht met meerdere partners van het andere geslacht Polygamy: polygyny (♂ ♀ ♀) of polyandry (♀ ♂ ♂) In polygame soorten: ♀ + ♂ verschillende uiterlijke kenmerken (morfologie): dimorphism Polygyny Mannetjes paren met meerdere vrouwtjes Mannetjes zijn vaak groter en kleurrijker dan mannetjes Mannen strijden om vrouwen Vrouwen vervullen ouderzorg sexual dimorphism Polyandry Vrouwtjes paren met meerdere mannetjes Vrouwtjes zijn vaak groter en kleurrijker dan mannetjes Vrouwtjes strijden om mannetjes Mannetjes dragen bij aan/vervullen ouderzorg reversed sexual dimorphism Polyandry als voortplantingssysteem minst voorkomend, 1% van alle vogels, met name in steltlopers Wanneer is polyandrie voordelig? Evolutie van polyandrie  1. Good genes hypothesis / ‘sexy sons’ hypothesis Verschillende voortplantingspartners verhoogt de kans op goede genen voor jongen 2. Genetic compatibility hypothesis Verschillende voortplantingspartners verhoogt de kans op genetisch complementair sperma (= variatie in genotypes bij jongen) 3. Genetic diversity hypothesis verschillende voortplantingspartners verhoogt de genetische diversiteit van jongen (per individueel jong, of in de jongenpopulatie) 4. Inbreeding avoidance hypothesis Verschillende voorplantingspartners verkleint kans op inbreeding Polyandry ten behoeve van genetische diversiteit Polyandry: vaak in soorten waar ♂ en ♀ dicht bij geboorteplek blijven en partners dus genetisch verwant zijn Amerikaanse oeverloper (Spotted sandpiper) Soort broedt in Noord-Amerika, overwintert in Zuid-Amerika Vrouwtjes arriveren eerst in broedgebieden, strijden om groot territorium Vrouwtjes paren met meerdere mannetjes met kleine territoria binnen hun grotere territorium Mannetjes bouwen nest, broeden eieren, zorgen voor jongen VERKLARING? (evolutie = overleving / voortplantingssucces) Nesten bevatten max 4 eieren om goed bebroed te kunnen worden. Door bij meerdere ♂ met tussenpozen eieren te leggen verhogen ze voortplantingssucces en dus ‘fitness’. Voortplantingsysteem & voedselbeschikbaarheid Territoriumgrootte ♀ bepaald door voedselbeschikbaarheid Voortplantingsysteem bepaald door territoriumgrootte Polygynandry in heggenmus Variatie in voedselbeschikbaarheid beïnvloedt verspreiding ♀ en daarmee voortplantingssysteem: weinig voedsel = groot territorium ♀ = mannetje(s) paren met vrouwtje(s) = polyandry/polygynandry veel voedsel = klein territorium ♀ = polygyny/monogame Evolutionaire verklaring? Jonge heggenmussen hebben veel ouderzorg nodig om voldoende voedsel aan te voeren  Mannetjes die gepaard hebben met vrouwtje dragen bij aan ouderzorg Vrouwtjes paren met veel mannetjes vanwege bijdrage ouderzorg mannetjes paren met veel vrouwtjes om ouderschap veilig te stellen Voedselbeschikbaarheid = belangrijke verklaring variatie voortplantingssystemen in vogels Verschil partnerkeuze ♂ vs ♀ Voortplantingssucces ♀ is vaak beperkt door toegang tot resources Voortplantingssucces ♂ is vaak beperkt door toegang tot ♀ Verkeerde partnerkeuze heeft grotere negatieve invloed op fitness (overleving + voortplantingssucces) van het vrouwtje dan van het mannetje