Evolutie en biodiversiteit hoorcolleges
HC 1 natuurlijke selectie
Evolutie verklaart zowel de uniformiteit als de variatie van het leven. Het proces van evolutie komt
voor als individuele organisme in een populatie van een soort fenotypische verschillen in een
kenmerk vertonen die een genetische basis hebben die leiden tot verschil in fitness.
Charles Darwin: boek The orgin of species
In plaats van de term evolutie gebruikte Darwin “descent with modification”. In his view, the history
of life is like a tree with branches representing life’s diversity. Darwin’s theory meshed well with the
hierarchy of Linnaeus
Lamarck’s hypothese voor evolutie:
- Use and disuse: delen van het lichaam die veel gebruikt worden worden groter en sterker, en
delen van het lichaam die niet gebruikt worden verslechteren.
- Inheritance of acquired characteristics: modificaties worden overgeërfd.
Artificiële selectie mensen kiezen beste genen domesticatie.
- Belayev en trut: domesticatie experiment van de zilver vos. Over meerdere generaties grote
veranderingen te zien.
- Alle moderne gewassen zijn gemodificeerd door artificiële selectie. Karakteristieke
eigenschappen worden geselecteerd.
- Gedomesticeerde organisme zijn niet goed aangepast op het leven in het wild. Maar vanaf
evolutionaire kant gezien zijn ze goed aangepast omdat ze hun genen goed verspreiden.
- Pesticiden werken maar beperkt omdat insecten resistentie ontwikkelen
Natuurlijke selectie:
Inspiratie uit artificiele selectie 4 observaties (door darwin)
- Verschillen in erfelijke karaktistieke: variatie binnen populatie
- Alle soorten produceren meer nakomelingen dan kunnen overleven (overproductie)
- Competitie voor beperkte resourses (struggle for survival)
- Goeie karakteristieken worden doorgegeven
Gevolgtrekkingen:
- Individuren die goed zijn aangepast aan hun omgeven laten gemiddeld meer nakomenlingen
na: Survival of the fittest
- Na verloop van tijd accumuleren gunstige eigenschappen in de populatie: improved
adaptation
Draagcapaciteit: J-curve en S-curve
Veldstudie in de galapagos eilanden. Evolutie door natuurlijke selectie. Verschil in snavelgrootte was
erfelijk. Organisme met de erfelijke eigenschappen die voordelig zijn in een bepaalde omgeving
hebben gemiddeld meer nakomelingen.
Selectie is op niveau van fenotype, dit staat in indirecte relatie met genotype.
Fenotype = genotype + milieu omstandigheden
,Evidence for evolution:
- Fossils: je ziet de verandering in skelet. Fossielen liggen tussen stratum (gesteentelagen)
Transitie fossiel: combinatie van karaktistieken
- Homologie: overeenkomst in karaktistieken door gemeenschappelijke voorouders
vb. dezelfde botten in verschillende soorten met verschillende functies.
Overeenkomsten in DNA van soorten met gemeenschappelijke voorouders
Rudimentaire structuren: gereduceerde versie van voorouderlijk orgaan. (hebben geen
functie meer maar zijn nog niet verdwenen)
Continental drift: zelfde voorouder voordat continenten uit elkaar dreven. Hoewel er ook
convergent evolution is, verschillende soorten lijken op elkaar zonder dat ze een
gemeenschappelijke voorouder hebben. Door adaptatie gaan ze op elkaar lijken
- Directe observaties van evolutie: Domesticatie/artificiële selectie. Veld
studies/experimenten. Evolutie van drugs resistente bacteriën. Bacterial experimental
evolution.
E. coli experiment: elke dag populaties splitsen. Evolutie kan gevolgd worden.
- Formation of new species in time
Fitness:
De best aangepaste individuen hebben de grootste kans om hun genen door te geven aan hun
nakomelingen survival of the fittest meest succesvol in survival en reproductie succes
- Fitness componenten: (deze dragen bij aan de fitness)
Viability (overlevingskant): de kans dat een zygote overleeft tot en met de reproductieve
leeftijd
Fertiliteit (vruchtbaarheid)
- Absolute fitness: is de bijdrage van een individu/fenotype aan de genenpoel van de volgende
generatie. (berekening absolute fitness = viability x fecunditeit)
- Relatieve fitness: in vergelijking met het reproductie succes van andere individuen
In essentie ben je evolutionair succesvol als je meer nakomelingen produceert dan je
soortgenoten. Alleen dan wordt jou aandeel in de genenpoel van de volgende generatie
iets groter.
Berekening: hoogste absolute fitness delen door absolute fitness van individu/fenotype
Gameten selectie: gameten met een allel dat de bevruchtingskans vergroot hebben een grotere kans
om in de genenpoel te komen.
Fecunditeit: aantal nakomelingen
Hardy-Weinberg evenwicht voorwaarden:
- Geen migratie (geen gene flow)
- Zeer grote populatie (geen genetische drift)
- Geen selectie
- Geen mutaties
- Paring volgens toeval
Allelfrequentie: p + q = 1
Genotypefrequentie: p2 + 2pq +q2 = 1
, HC 2 seksuele selectie en socialiteit
Voorwaarden seksuele selectie:
- Individuele variatie
- Genetisch bepaald
- Beste eigenschappen die voortplantingssucces verhogen verspreiden in de populatie
Asymmetrie in seksuele reproductie
Parental investment (investering in nageslacht) (vaak mannen klein, vrouwen groot)
Voorplantingssucces verhogen:
- Mannen moeten zoveel mogelijk bevruchten
- Vrouwen zijn kieskeurig, wil alleen de beste man voor haar ene ei. Female choice
Intraseksuele selectie: competitie binnen geslacht
Interseksuele selectie: zorgen dat vrouwtjes je het aantrekkelijkst vinden
Ornamenten: interseksuele selectie, aantrekkelijk voor vrouwtje. Intraseksuele selectie, rivalen
imponeren.
Arnamenten: wapenatributen
Seksueel dymorfisme: verschil in uiterlijk tussen mannetjes en vrouwtjes.
Selectie na de paring: Spermacompetitie, intraseksuele selectie.
- Meer sperma: Testisgrootte zegt iets over het paringsgedrag van het vrouwtje.
- sneller sperma,
- betere kwaliteit sperma,
- chemische samenstelling: zorgen dat niemand na jou kan paren
- gunstige plek inbrengen (penisvorm)
Female choice: Vrouw kiest op basis van uiterlijke kenmerken, gedrag, territorium (dominant) en
symmetrisch uiterlijk.
- Relatie uiterlijk en kwaliteit:
Good genes hypothese: uitbundig ornament is eerlijk signaal voor kwaliteit. (voor velle
kleur is gezondheid nodig)
Handicap hypothese: ornamenten vallen op, dit is een soort handicap. Dit laat zien dat ze
goed kunnen overleven ondanks de handicap.
Sexy son hypothese: correlatie tussen vrouwelijk voorkeur en mannelijk extreme
eigenschap. Dochters erven voorkeur en zonen erven extreme eigenschappen. Per
generatie wordt eigenschap extremer. Ornamenten zorgen niet voor hogere fitness
Sensory bias: eigenschap valt op en vrouwtjes hebben seksuele voorkeur.
Red Queen hypothesis: is een hypothese in de evolutionaire biologie die stelt dat soorten zich
voortdurend moeten aanpassen, evolueren en vermenigvuldigen om te overleven, terwijl ze het
opnemen tegen steeds evoluerende tegengestelde soorten. De hypothese was bedoeld om de
constante (leeftijdsonafhankelijke) uitstervingswaarschijnlijkheid te verklaren zoals waargenomen in
HC 1 natuurlijke selectie
Evolutie verklaart zowel de uniformiteit als de variatie van het leven. Het proces van evolutie komt
voor als individuele organisme in een populatie van een soort fenotypische verschillen in een
kenmerk vertonen die een genetische basis hebben die leiden tot verschil in fitness.
Charles Darwin: boek The orgin of species
In plaats van de term evolutie gebruikte Darwin “descent with modification”. In his view, the history
of life is like a tree with branches representing life’s diversity. Darwin’s theory meshed well with the
hierarchy of Linnaeus
Lamarck’s hypothese voor evolutie:
- Use and disuse: delen van het lichaam die veel gebruikt worden worden groter en sterker, en
delen van het lichaam die niet gebruikt worden verslechteren.
- Inheritance of acquired characteristics: modificaties worden overgeërfd.
Artificiële selectie mensen kiezen beste genen domesticatie.
- Belayev en trut: domesticatie experiment van de zilver vos. Over meerdere generaties grote
veranderingen te zien.
- Alle moderne gewassen zijn gemodificeerd door artificiële selectie. Karakteristieke
eigenschappen worden geselecteerd.
- Gedomesticeerde organisme zijn niet goed aangepast op het leven in het wild. Maar vanaf
evolutionaire kant gezien zijn ze goed aangepast omdat ze hun genen goed verspreiden.
- Pesticiden werken maar beperkt omdat insecten resistentie ontwikkelen
Natuurlijke selectie:
Inspiratie uit artificiele selectie 4 observaties (door darwin)
- Verschillen in erfelijke karaktistieke: variatie binnen populatie
- Alle soorten produceren meer nakomelingen dan kunnen overleven (overproductie)
- Competitie voor beperkte resourses (struggle for survival)
- Goeie karakteristieken worden doorgegeven
Gevolgtrekkingen:
- Individuren die goed zijn aangepast aan hun omgeven laten gemiddeld meer nakomenlingen
na: Survival of the fittest
- Na verloop van tijd accumuleren gunstige eigenschappen in de populatie: improved
adaptation
Draagcapaciteit: J-curve en S-curve
Veldstudie in de galapagos eilanden. Evolutie door natuurlijke selectie. Verschil in snavelgrootte was
erfelijk. Organisme met de erfelijke eigenschappen die voordelig zijn in een bepaalde omgeving
hebben gemiddeld meer nakomelingen.
Selectie is op niveau van fenotype, dit staat in indirecte relatie met genotype.
Fenotype = genotype + milieu omstandigheden
,Evidence for evolution:
- Fossils: je ziet de verandering in skelet. Fossielen liggen tussen stratum (gesteentelagen)
Transitie fossiel: combinatie van karaktistieken
- Homologie: overeenkomst in karaktistieken door gemeenschappelijke voorouders
vb. dezelfde botten in verschillende soorten met verschillende functies.
Overeenkomsten in DNA van soorten met gemeenschappelijke voorouders
Rudimentaire structuren: gereduceerde versie van voorouderlijk orgaan. (hebben geen
functie meer maar zijn nog niet verdwenen)
Continental drift: zelfde voorouder voordat continenten uit elkaar dreven. Hoewel er ook
convergent evolution is, verschillende soorten lijken op elkaar zonder dat ze een
gemeenschappelijke voorouder hebben. Door adaptatie gaan ze op elkaar lijken
- Directe observaties van evolutie: Domesticatie/artificiële selectie. Veld
studies/experimenten. Evolutie van drugs resistente bacteriën. Bacterial experimental
evolution.
E. coli experiment: elke dag populaties splitsen. Evolutie kan gevolgd worden.
- Formation of new species in time
Fitness:
De best aangepaste individuen hebben de grootste kans om hun genen door te geven aan hun
nakomelingen survival of the fittest meest succesvol in survival en reproductie succes
- Fitness componenten: (deze dragen bij aan de fitness)
Viability (overlevingskant): de kans dat een zygote overleeft tot en met de reproductieve
leeftijd
Fertiliteit (vruchtbaarheid)
- Absolute fitness: is de bijdrage van een individu/fenotype aan de genenpoel van de volgende
generatie. (berekening absolute fitness = viability x fecunditeit)
- Relatieve fitness: in vergelijking met het reproductie succes van andere individuen
In essentie ben je evolutionair succesvol als je meer nakomelingen produceert dan je
soortgenoten. Alleen dan wordt jou aandeel in de genenpoel van de volgende generatie
iets groter.
Berekening: hoogste absolute fitness delen door absolute fitness van individu/fenotype
Gameten selectie: gameten met een allel dat de bevruchtingskans vergroot hebben een grotere kans
om in de genenpoel te komen.
Fecunditeit: aantal nakomelingen
Hardy-Weinberg evenwicht voorwaarden:
- Geen migratie (geen gene flow)
- Zeer grote populatie (geen genetische drift)
- Geen selectie
- Geen mutaties
- Paring volgens toeval
Allelfrequentie: p + q = 1
Genotypefrequentie: p2 + 2pq +q2 = 1
, HC 2 seksuele selectie en socialiteit
Voorwaarden seksuele selectie:
- Individuele variatie
- Genetisch bepaald
- Beste eigenschappen die voortplantingssucces verhogen verspreiden in de populatie
Asymmetrie in seksuele reproductie
Parental investment (investering in nageslacht) (vaak mannen klein, vrouwen groot)
Voorplantingssucces verhogen:
- Mannen moeten zoveel mogelijk bevruchten
- Vrouwen zijn kieskeurig, wil alleen de beste man voor haar ene ei. Female choice
Intraseksuele selectie: competitie binnen geslacht
Interseksuele selectie: zorgen dat vrouwtjes je het aantrekkelijkst vinden
Ornamenten: interseksuele selectie, aantrekkelijk voor vrouwtje. Intraseksuele selectie, rivalen
imponeren.
Arnamenten: wapenatributen
Seksueel dymorfisme: verschil in uiterlijk tussen mannetjes en vrouwtjes.
Selectie na de paring: Spermacompetitie, intraseksuele selectie.
- Meer sperma: Testisgrootte zegt iets over het paringsgedrag van het vrouwtje.
- sneller sperma,
- betere kwaliteit sperma,
- chemische samenstelling: zorgen dat niemand na jou kan paren
- gunstige plek inbrengen (penisvorm)
Female choice: Vrouw kiest op basis van uiterlijke kenmerken, gedrag, territorium (dominant) en
symmetrisch uiterlijk.
- Relatie uiterlijk en kwaliteit:
Good genes hypothese: uitbundig ornament is eerlijk signaal voor kwaliteit. (voor velle
kleur is gezondheid nodig)
Handicap hypothese: ornamenten vallen op, dit is een soort handicap. Dit laat zien dat ze
goed kunnen overleven ondanks de handicap.
Sexy son hypothese: correlatie tussen vrouwelijk voorkeur en mannelijk extreme
eigenschap. Dochters erven voorkeur en zonen erven extreme eigenschappen. Per
generatie wordt eigenschap extremer. Ornamenten zorgen niet voor hogere fitness
Sensory bias: eigenschap valt op en vrouwtjes hebben seksuele voorkeur.
Red Queen hypothesis: is een hypothese in de evolutionaire biologie die stelt dat soorten zich
voortdurend moeten aanpassen, evolueren en vermenigvuldigen om te overleven, terwijl ze het
opnemen tegen steeds evoluerende tegengestelde soorten. De hypothese was bedoeld om de
constante (leeftijdsonafhankelijke) uitstervingswaarschijnlijkheid te verklaren zoals waargenomen in
