Koevolúció. Kölcsönös egymásra hatás fajok evolúciójában

Átírás

1 Koevolúció Kölcsönös egymásra hatás fajok evolúciójában

2 Koevolúció Gén-génért koevolúció Specifikus koevololúció Guild koevolúció (diffúz koevolúció)

3 Gén-génért modell - példa Haszonnövények (rozs) és rozsdagombák (Puccinia graminis)

4 Gén-génért modell - rendszer RR rr VV Inkompatibilis Kompatibilis vv Kompatibilis Kompatibilis R domináns gén a gazdában, ami rezisztenciát okoz. r recesszív gén, ami fogékonnyá tesz. V domináns gén a patogénben, ami avirulensé tesz, v recesszív gén, ami virulenciát okoz. A rezisztencia és az avirulencia általában domináns.

5 Gén-génért modell egyszerű kimenet Valamilyen ciklikus dinamika, egy egyszerű fegyverkezési verseny Ritka előny Polimorfizmus

6 Nem minden a gén-génért modell Zöld gabona levéltetü (Schizaphis graminum) és a búza kapcsolata (rezisztencia a nyálának bomlasztó hatására) 3 lókuszos sarkantyúskabóca (Nilaparvata lugens) és a rizs kapcsolata sok génen alapul

7 Specifikus koevolúció Szimbiózis Eukarióták eredete Specifikus pollinátorok (Yucca, füge) Hangya növény mutualizmus Hangya levéltetű mutualizmus

8 Szimbiózis Autotrófikus Tápanyag kiegészítés Nitrogén fixáció Emésztés elősegítése Fényforrás

9 Autotrófikus szimbiózis Óriás csőféreg + -proteobacteria Zsákállatok + Prochloron Zúzmók

10 Tápanyag kiegészítés szimbiózis Levéltetvek + Buchnera aphidicola : az aminosav szegény növényi nedvekkel táplálkozó levéltetveknek aminosavakat szintetizál. Bakteriocytákban tárolják a baktériumokat. Ember + E.coli v. Bacteroides

11 Nitrogén fixáció szimbiózis Pillangósok + Rhizobia

12 Emésztés elősegítése szimbiózis Termeszek bélrendszerében baktréiumok és archeák teszik lehetővé a cellulóz emésztést Kérődzők is szimbiontákkal bontatják a cellulózt

13 Fényforrás szimbiózis Anomalopidae családba tartozó lámpáshalak fényszervében Photobacterium állítja elő a fényt

14 Eukarióták eredete Az organellumok endoszimbióták Bakteriális eredetükre több bizonyíték is van (pl. kör alakú DNS) A nukleáris genom organellum koevolúció során a gének jelentős része a nukleáris genomba vándorolt át. Ami nem az vagy a kettős membránon nem átvihető fehérje, vagy gyorsan szükséges az organellum máködéséhez.

15 Mitokondrium -proteobacteria Ősi eukarióta szerzemény, ami egyes esetekben (Giardia) elveszhet / csökevényes lehet

16 Elsődleges plasztisz Cyanobaktériumból Ilyen van a zöld növényekben, a vörös moszatokban és a glaukopytákban Eucapsis

17 Másodlagos plasztisz Egy plasztisszal rendelkező eukarióta endoszimbiózisa egy másik eukarióta sejttel Cryptophyta

18 Specifikus pollinátorok Jukka

19 Jukka Jukka moly I Jukka moly porozza be a Jukkát. Cserébe a termőbe (ováriumba) helyezik a petéiket. A termés biztosítja a fejlődő lárvák tápanyagszükségletét Csak a kifejlődő (tehát megtermékenyített és megtartott) termésben fejlődhet ki a Jukka moly lárvája

20 Jukka Jukka moly II Amennyiben egy virágba sok petét raktak, úgy azt szelektíven abortálja A moly próbál üres virágba petézni. Feromon jel mutatja, hogy melyik virágba lett már petézve Y. filamentosa termésen kb hegnél volt az optimális a érés valószínűsége

21 Specifikus pollinátorok: füge

22 Hangya növény mutualizmus A hangya otthon kap A növényt (Acacia) védik a növényevőktől, egyes esetekben a többi növénytől is

23 Hangya - levéltetvek Cukros mézharmatot választanak ki a levéltetvek Hangyák őrzik a levéltetveket Általában nem specifikus

24 Mutualizmus Interspecifikus segítségnyújtás Folytonosság a kizsákmányolás és a mutualizmus között Folytonosság az interspecifikus intraspecifikus tengelyen

25 Szarvasmarha és a nyűvágó A nyűvágó megeszi a kullancsokat a nagytestű kérődzőkről. És mivel nagy testű állaton van, így kényelmesen, biztonságban ehet. Mindenki jól jár. Biztos?

26 Szarvasmarha és a nyűvágó A madarak fülzsírt, bőrdarabkákat és nyílt sebekből vért esznek Kedvelik a már vérrel telt kullancsokat Nem kimutatható, hogy a kullancs szám csökkenne az emlősökön A nyílt sebek száma viszont nő Az emlősök próbálják elhajtani a madarakat

27 Guild koevolúció Müller féle mimikri Pollinátorok Préda-predátor koevolúció Kompetíció

28 Fegyverkezési verseny Red Queen Folyamatosan szaladnom kell, hogy egyhelyben maradjak

29 Makroevolúció

30 Makroevolúció Magasabb taxonómiai csoportok evolúciója Egy homályos fogalom, ami elégséges fenotipikus változást jelent, amitől a leszármazási vonal egy új nemzettségbe vagy magasabb taxonómia csoportba fog tartozni Futuyama: Evolution

31 Makroevolúció fogalma Mikroevolúció makroevolúció Gradualizmus Pontozott egyensúly, nagy lépések Kihalások és divergencia

32 Evolúciós visszafordulások Röpképtelen rovar ősök -> Repülő rovarok -> Másodlagosan röpképtelen rovarok Vízi emlősök úszói Klonalitás növényeknél

33 Evolúciós visszafordulások tüdőtlenszalamandra-félék Nincs vízi lárva Van vízi lárva

34 Visszafordíthatatlan változások Mitokondrium sejtszervecske (akkor is, ha a sejtlégzéshez nem kell, pl. Giardia, Trachipleistophora hominis, Entamoeba histolytica) Szexuális szaporodás emlősökben (genetikai imprinting) Szexuális szaporodás nyitvatermőkben

35 Mozaik evolúció Primitív egy jelleg, ami ősi Fejlett egy jelleg, amely levezetett Minden faj ősi és levezetett bélyegek mozaikja. Öt ujjúság például ősi jellemző (emberre jellemző); a fogatlan alsó álkapocs a békáknál meg levezetett bélyeg. Nincs értelme primitívebb és fejlettebb élőlényekről beszélni.

36 Evolúciós mintázatok - egyedfejlődés Graduális változás (pl. csőralak és méret) Rekapituláció Egyedivé válás Heterokrónia Allometria Heterotópia Összetettség növekedése / csökkenése

37 Rekapituláció Ősi jelleg az ontogenezis során megjelenik. 5 ujjúság csirkékben Kopoltyúívek emlősöknél

38 Egyedivé válás Fogak az evolúció során a hüllőkben tapasztalható uniformról egyedivé különülnek el (4 fajta fog az emlősökben) Másodlagosan elveszhet, pl. delfineknél

39 Heterokrónia Egyes egyedfejlődési események idejének és sebességének változása Paedomorfózis (Axolotl)

40 Allometria Egy élőlény különböző részeinek különböző mértékű növekedése Denevérek szárnya Ember feje a testhez képest kevéssé nő születés után. A láb viszont jóval többet.

41 Heterotópia Egy fenotípusos karakter valahol máshol jelenik meg. Kaktuszokban a szár fotoszintetizál Liánoknál a szárból nőnek gyökerek Sezamoidok mint kezdetleges csontok (pl. panda hüvelykujja)

42 Összetettség növekedése / csökkenése Összetettség növelésére biztos sok példát tudunk Az ősi virágokban sokkal több szirom, porzó és termő van A halak koponyájában több csont Ősi jellemző az 5 ujj, ami többször redukálódott (pl. lovak)

43 Evolúciós trend Hasonló irányú, ismétlődő változás ugyanabban a leszármazási vonalban, vagy több leszármazási vonalban párhuzamosan Kevesebb virágrész, magasabb kromoszómaszám növényeknél Lovaknál (Equidae) a testméret folyamatosan nőt

44 Adaptív radiáció Diverzifikáló evolúciós folyamat: új élőhelyre való eljutáskor (Darwin pintyek); kompetítorok kihalásakor (emlősök); valamilyen evolúciós újdonság megjelenésekor (szárazföld meghódítása)