Evolúcióelmélet és az evolúció mechanizmusai Az élet Darwini szemlélete Melyek az evolúció bizonyítékai a világban? EVOLÚCIÓ: VÁLTOZATOSSÁG Mutáció Horizontális géntranszfer Genetikai rekombináció Rekombináció Mutáció: sarlóssejtes vérszegénység Horizontális géntranszfer 1
Mutáció EVOLÚCIÓ: POPULÁCIÓ SZINTEN ÉRTELMEZHETŐ Populáció? Génkészlet (gene pool): az adott populációban előforduló összes allélt nevezzük. Evolúció mechanizmusai természetes szelekció genetikai sodródás génáramlás 4 2
EVOLÚCIÓ MECHANIZMUSAI Természetes szelekció Genetikai sodródás Génáramlás EVOLÚCIÓ: MECHANIZMUSAI Természetes szelekció Genetikai sodródás Génáramlás Zigóta kialakulása előtti Zigóta kialakulása utáni szelekció 3
KOMPATIBILITÁS: MECHANIKAI ÉS BIOKÉMIAI FEROMONOK TÍPUSAI: Aggregációs Jelző v. szignál Territoriális Ivari 4
IVARI SZELEKCIÓ EVOLÚCIÓ: MECHANIZMUSAI Természetes szelekció Genetikai sodródás Génáramlás 1. Stabilizáló szelekció - Az átlagostól eltérő jellegekre negatív szelekciós hatás irányul. 2. Szétválasztó szelekció - A folyamat egy adott jellemző mentén a szélsőséges értékeknek kedvez. 3. Irányító szelekció - Akkor következik be, ha egy allélnek nagyobb a fitnesze, mint vetélytársainak, ezáltal a gyakorisága megnő a génkészletben. 5
EVOLÚCIÓ: MECHANIZMUSAI Természetes szelekció Genetikai sodródás Génáramlás Kis génállományban az allélfrekvencia egyik generációról a másikra megváltozhat génsodródás EVOLÚCIÓ: MECHANIZMUSAI Természetes szelekció Genetikai sodródás Génáramlás Génáramlás allélek mozgása a populációban szaporodással, migrációval 2 populáció között 6
EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció Koevolúció Fajképződés Kihalás Konvergens evolúció Divergens evolúció Az evolúció során azt a folyamatot nevezzük adaptációnak, melynek során bizonyos tulajdonságokat hordozó élőlények növelik a populációbeli arányukat más, alternatív tulajdonságokat mutató fajtársaik kárára. EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció Koevolúció Fajképződés Kihalás A kolibrik és madármegporzású növények koevolúciója A koevolúció azt mutatja, hogy az élőlény alkalmazkodása során élő környezetével is kölcsönhatásban fejlődött. A fecskefarkú lepke és a kerti ruta koevolúciója 7
EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció Koevolúció Fajképződés Kihalás Bates féle mimikri EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció Koevolúció Fajképződés Kihalás 8
EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció Koevolúció Fajképződés Kihalás Fajok közötti szaporodást gátló tényezők: Megtermékenyítés előtti (időbeni, viselkedés, gametikus, élőhely) Megtermékenyítés utáni (hibrid életképességének csökkenése) EVOLÚCIÓS VÁLTOZÁSOK Adaptáció Koevolúció Fajképződés Kihalás 9
Kréta-Paleogén dinoszauruszok 50% génuszoknak Triász-Júra Őshüllők, kétéltűek 48% génuszoknak Perm-Triász Szárazföldi emlősök, rovarok 83% génuszoknak Késő Devon Állkapocs nélküli halak 50% génuszoknak Szilúr-Ordovícium 57% génuszoknak Rákok, trilobiták HOGYAN ALAKULT KI AZ ÉLET? 20 10
Az élet történetének fontosabb állomásai AZ ÉLET KIALAKULÁSA Evolúciós törzsfa Közös ős (egyszerű, prokarióta szervezet) 22 11
Sztromatolit - rétegelt kő Nyugat-Ausztrália, Dél-Afrika, 3.5 milliárd év 23 24 12
FÖLDI ÉLET KIALAKULÁSA? 4 milliárd év Föld kérge megszilárdul 3.5 milliárd év Baktériumok FÖLDI ÉLET KIALAKULÁSA Molekulák aggregálódása: Önreprodukció Metabolizmus Ma: nem jön létre élő anyag az élettelenből Földi körülmények: Atmoszféra Fény Vulkanikus tevékenység Meteorit UV sugárzás 13
FÖLDI ÉLET KIALAKULÁSA: KÉMIAI EVOLÚCIÓ 1 lépés 2 lépés 3 lépés 4 lépés Kis vegyületek Monomérek Polimérek Fehérjék stb. Probionták kialakulása (más belső körülmény) Öröklődés kialakulása SZERVES VEGYÜLETEK ABIOTIKUS SZINTÉZISE Oparin & Haldane (1920) Redukáló atmoszféra: H 2 O, H 2, CH 4, NH 3, CO, CO 2, N 2 UV sugárzás Egyszerű molek. első szerves molekulák Milley & Urey (1953): cukrok, lipidek, purin és pirimidin bázisok, ATP 28 14
Polimérek Aminosavak protein (enzim) AS koktél: forró homok, agyag vagy kövön polimerizál Protenoidok létrejötte Sidney W. Fox Protobionták Molekula aggregátumok Lipidek liposzómákat alkotnak Hideg vízben a fehérjék összeszerveződnek (protenoid) 30 15
RNS az első örökítő anyag Önreprodukció Protobionták örökítő anyaga: RNS RNS autokatalitikus 31 AZ ÉLET KIALAKULÁSA 32 16
Fajok rendszerezése: országok Vége... 17