EVBI – Evolutie en biodiversiteit
Deeltoets 1
Thema 1: Micro-evolutie
Hoorcollege 1
❖ Evolutie: veranderen/ontwikkelen. Verandering in de genetische samenstelling van een populatie
over de tijd.
▪ Genetische samenstelling van een populatie verandert, veranderingen moeten doorgegeven
worden aan de volgende generatie.
❖ Vier ingrediënten nodig voor evolutie:
▪ Variatie binnen een soort
▪ Selectiedruk/differential survival: verschil in mogelijkheid tot overleving en voortplanting
(fitness) > selectie.
▪ Erfelijkheid: gewenste eigenschap moet kunnen doorgegeven worden
▪ Overproductie: meer individuelen worden geboren dan kunnen overleven
❖ Is natuurlijke selectie het enige mechanisme dat voor evolutie zorgt? Nope:
▪ Genetische drift
▪ Migratie/gene flow
▪ Mutatie
▪ Seksuele selectie/
▪ Epigenetische overerving
❖ Survival of the fittest: degene die het meest passen in de omgeving hebben grotere kansen te
overleven en hebben meer nageslacht aan wie zij de gewenste eigenschappen doorgeven.
▪ Fitness: hoe goed een individu past in zijn omgeving. Overlevingscapaciteit,
Kracht/gezondheid. Reproductie capaciteit.
▪ Absolute fitness (W): gemeten in termen van echte output. Hoeveel nakomelingen heb je als
individu gekregen
▪ Relatieve fitness (w): gemeten in vergelijking met het reproductieve succes van anderen.
▪ Evolutionaire fitness is de bijdrage van een individu aan de genenpoel van de volgende
generatie, relatief t.o.v. de bijdragen van anderen.
Alleen succesvol door reproductie EN overleving.
Hoorcollege 2
The origin of species
❖ Darwin reisde met the Beagle, schreef hier na een essay met zijn ideeën over natuurlijke selectie.
Wallace had zelfde ideeën.
❖ Selectie kan grondige veranderingen veroorzaken, denk aan artificiële selectie/domesticatie. Zo gaat
het ook in de natuur, daar blijven de dieren met gewenste eigenschappen in leven.
▪ Je selecteert op 1 kenmerk, maar niet alleen dit eigenschap verandert, een hele verzameling.
▪ Planten: alle zaden moeten tegelijkertijd rijp zijn, vast blijven zitten, grote zaden, meer in
pakketjes, vlies om vrucht heen dun, niet veel zijtakken, verlies van giftige/onsmakelijke
stoffen.
❖ Gedomesticeerde organismen zijn niet goed aangepast; ze kunnen niet in het wild leven en hebben de
bescherming van mensen nodig (pesticiden enz.). Ze zijn daarentegen wel heel succesvol in het
verspreiden van hun genen, ze hebben een hoge fitness.
▪ Pesticiden ondergaan ook selectie, insecten kunnen resistent worden.
, ❖ 4 observaties:
▪ Struggle for survival: zorgt voor een limiet van groei. Dieren gaan competeren met elkaar.
❖ Evolutie door natuurlijke selectie
▪ Eigenschap erfelijk? + volgen over meerdere generaties
Er zijn maar 2 genen (BMP4 en CaM1) zijn betrokken bij het vormgeven van de bek.
Veranderingen in evolutie gaan snel als er maar een beperkt aantal genen bij
betrokken zijn.
❖ 3 ingrediënten nodig voor verschil tussen overleving/doorgeven van allelen en genen.
❖ Natuurlijke selectie werkt in op het fenotype: wat zichtbaar is (gedrag, uiterlijk). Sommige genotypen
komen niet tot uiting via het fenotype.
▪ By acting on phenotypes, selection indirectly leads to an adaption of a population to its
environment by increasing/ maintaining favourable genotypes
❖ Directionele selectie: selectie gaat naar bijvoorbeeld een donkere kleur
❖ Diversifiërende selectie: lichte muizen blijven in lichte bos, donker in het donkere bos.
❖ Stabiliserende selectie:
Welk bewijs hebben we dat er evolutie heeft plaatsgevonden?
1. Fossielen
▪ Paard was ooit zo groot als een hond > alle tussenvormen laten evolutie zien
▪ Walvissen leefden eerst in op land, langzaam geëvolueerd tot in de zee
▪ Transitionele fossielen: Archaeopteryx is een reptiel en vogel EN Tiktaalik is een vis en
amfibie.
2. Homologieën en sporen van evolutionaire geschiedenis in organismen
▪ Overeenkomsten in bouwstructuur tussen organismen door een gemeenschappelijke
voorouder. Functie kan wel verschillen.
▪ Op niveau van DNA tot botten enz.
, ▪ Gemeenschappelijke voorouders met elkaar > DNA/eiwitten komen veel meer met elkaar
overeen
▪ Rudimentaire structuren zoals staartbotje bij de mens, heupbot bij slang.
3. Biogeografie: continentale drift (Pangea > splitst) verklaart geografische locatie van fossielen
▪ Zelfde voorouders, lijken op elkaar ondanks de verschillende locaties waar ze leven
▪ Convergente evolutie: afhankelijk van de plek waar je gaat leven zijn er bepaalde eisen die er
toe leiden dat organismen een heel erg overeenkomstig fenotype gaan vertonen. Dieren lijken
op elkaar maar hoeven dan niet per se een gemeenschappelijke voorouder te hebben.
4. Directe observaties van evolutionaire veranderingen
▪ Domesticatie/kunstmatige selectie
▪ Veldstudies en experimentele onderzoeken
Lenski: E. coli laten delen in 12 verschillende flessen, bacteriën met gewenste
eigenschappen zullen andere bacteriën verdringen, gemiddelde fitness is omhoog
gegaan i.v.m. oorspronkelijke cellijn; ze kunnen nu beter met voedingsbodem omgaan
(adaptie).
5. Vorming van nieuwe soorten gedurende de tijd
Hoorcollege 3 Genetische drift
Evolutie door natuurlijke selectie als biologische wet?
❖ Als er variatie is in eigenschappen in een populatie
❖ Als de omgeving niet alle individuen kan ondersteunen
❖ Als sommige individuen meer nageslacht hebben
❖ Als nageslacht eigenschappen overerft
❖ Als de omgeving niet verandert
DAN zullen die individuen in de populatie met de meest aangepaste eigenschappen overheersen: survival of
the fittest > evolutie van populatie
Darwin’s theorie is een van de meeste controversiele theorie;
1. Het bestaan van evolutie: soorten veranderen nou eenmaal, genetische informatie verandert. Het is
een FEIT.
2. Mechanismen die evolutie mogelijk maken, hoe: dat is een onderwerp van debat. Welke mechanismen
wegen nou het zwaarst? Natuurlijke, seksuele, kin selectie? En wat is het niveau? Het gen, het
individu, de populatie?
Wanneer gaan populaties nou evolueren?
❖ Populatie: een lokale groep van individuen die tot hetzelfde soort behoren
❖ Genenpool: alle allelen van alle genloci in een populatie
❖ Genotype: overerfbare informatie in een organisme
❖ Is er een verandering in de genetische samenstelling in een populatie van de ene generatie op de
ander?
Hardy-Weinberg evenwicht en evolutie van populaties > populatiegenetica
❖ Door onderzoek van Mendel, 2 individuen met elkaar kruisen alleen dan voor de hele populatie.
❖ Allel frequentie: p + q = 1. Genotype frequentie: p2 + 2pq + q2.
▪ Frequentie blijft gelijk in generaties als er geen evolutie is: HW evenwicht. Wijkt het af van het
evenwicht dan is er evolutie.
❖ Wanneer is een populatie in evenwicht?
▪ Geen mutatie, geen selectie (seksueel en natuurlijk), geen migratie, geen genetische drift.
▪ Evolutie vindt plaats bij mutatie, non-random mating, migratie, genetische drift, selectie.
❖ Soms komen ongunstige recessieve allelen veel voor in een populatie, hoe?: het allel kan ook een
voordeel bieden onder sommige omstandigheden
Factoren die evolutie veroorzaken
❖ Mutatie: zorgen voor variatie > nieuwe allelen. Ze kunnen neutraal, voordelig of ongunstig zijn.
Recombinatie zorgt ook voor genetische variatie.
, ❖ Non-random mating: paring wordt gedaan op basis van afstand (paren met buren) en seksuele
selectie (voorkeur voor fenotype). Voorkeur voor hetzelfde type: assortief, voorkeur voor verschil
non-assortive.
❖ Gene flow: introductie en uitwisseling van allelen tussen populaties door migratie van
individuen/gameten. Het kan adaptief zijn maar vaak is het niet zo. Genetische verschillen tussen
populatie wordt kleiner. De allelen nemen daarentegen wel toe.
❖ Genetische drift:
▪ verandering van de samenstelling van allelen op basis van toeval.
▪ Kans gebeurtenissen bepalen of individuen toevallig wel/niet overleven. Het is dus niet
adaptief, het is random.
▪ Het kan tot allel fixatie leiden: 1 allel verdwijnt en er blijft er 1 over.
Fixatie kans: groot in kleine populaties en verwaarloosbaar in grote populaties
(minder fluctuaties). Allelen kunnen over- en ondergerepresenteerd worden.
▪ Survival of the luckiest
▪ Genetische drift vindt meer plaats bij:
Bottleneck effect: populatiegrootte gaat naar beneden door milieuschade/founder
effect > overbleven populatie is veel minder divers en niet-presentatief voor de
originele populatie.
Founder effect: als een paar individuen van een populatie gaat migreren en zich ergens
anders gaan vestigen > als kleine populatie hebben ze minder variatie bij zich.
▪ Maak je de populatie groter, dan zie je dat een gunstige eigenschap over langere generaties in
de populatie blijft. Dat komt omdat bij kleinere populaties de genetische drift sterker is dan
natuurlijke selectie. Bij grotere populaties is natuurlijke selectie sterker.
❖ Selectie
▪ Seksuele selectie; het kiezen van partners > handicap-hypothese + good genes- hypothese >
mannelijke versiersels/dimorfisme
▪ Natuurlijke selectie: enige evolutionaire mechanisme dat allelen voortrekt die fitness
verbeteren van het organisme in zijn omgeving. Het werkt met het fenotype, daarmee zal
indirect het genotype meeveranderen.
Directionele: een extreme van het fenotype wordt begunstigt, andere extreme is
ongunstig. Het werkt in op populaties, niet individuen
Disruptief: begunstigt individuen met beide extremen van fenotypen, werkt tegen het
gemiddelde.
Stabiliserende: begunstigt gemiddelde varianten, werkt tegen extreme fenotypen.
▪ Natuurlijke selectie werkt er niet naartoe om het best aangepaste dier te creëren, maar het
filtert deze er wel uit. Het is geen doelgerichte proces, niet om een populatie te perfectioneren.
Deeltoets 1
Thema 1: Micro-evolutie
Hoorcollege 1
❖ Evolutie: veranderen/ontwikkelen. Verandering in de genetische samenstelling van een populatie
over de tijd.
▪ Genetische samenstelling van een populatie verandert, veranderingen moeten doorgegeven
worden aan de volgende generatie.
❖ Vier ingrediënten nodig voor evolutie:
▪ Variatie binnen een soort
▪ Selectiedruk/differential survival: verschil in mogelijkheid tot overleving en voortplanting
(fitness) > selectie.
▪ Erfelijkheid: gewenste eigenschap moet kunnen doorgegeven worden
▪ Overproductie: meer individuelen worden geboren dan kunnen overleven
❖ Is natuurlijke selectie het enige mechanisme dat voor evolutie zorgt? Nope:
▪ Genetische drift
▪ Migratie/gene flow
▪ Mutatie
▪ Seksuele selectie/
▪ Epigenetische overerving
❖ Survival of the fittest: degene die het meest passen in de omgeving hebben grotere kansen te
overleven en hebben meer nageslacht aan wie zij de gewenste eigenschappen doorgeven.
▪ Fitness: hoe goed een individu past in zijn omgeving. Overlevingscapaciteit,
Kracht/gezondheid. Reproductie capaciteit.
▪ Absolute fitness (W): gemeten in termen van echte output. Hoeveel nakomelingen heb je als
individu gekregen
▪ Relatieve fitness (w): gemeten in vergelijking met het reproductieve succes van anderen.
▪ Evolutionaire fitness is de bijdrage van een individu aan de genenpoel van de volgende
generatie, relatief t.o.v. de bijdragen van anderen.
Alleen succesvol door reproductie EN overleving.
Hoorcollege 2
The origin of species
❖ Darwin reisde met the Beagle, schreef hier na een essay met zijn ideeën over natuurlijke selectie.
Wallace had zelfde ideeën.
❖ Selectie kan grondige veranderingen veroorzaken, denk aan artificiële selectie/domesticatie. Zo gaat
het ook in de natuur, daar blijven de dieren met gewenste eigenschappen in leven.
▪ Je selecteert op 1 kenmerk, maar niet alleen dit eigenschap verandert, een hele verzameling.
▪ Planten: alle zaden moeten tegelijkertijd rijp zijn, vast blijven zitten, grote zaden, meer in
pakketjes, vlies om vrucht heen dun, niet veel zijtakken, verlies van giftige/onsmakelijke
stoffen.
❖ Gedomesticeerde organismen zijn niet goed aangepast; ze kunnen niet in het wild leven en hebben de
bescherming van mensen nodig (pesticiden enz.). Ze zijn daarentegen wel heel succesvol in het
verspreiden van hun genen, ze hebben een hoge fitness.
▪ Pesticiden ondergaan ook selectie, insecten kunnen resistent worden.
, ❖ 4 observaties:
▪ Struggle for survival: zorgt voor een limiet van groei. Dieren gaan competeren met elkaar.
❖ Evolutie door natuurlijke selectie
▪ Eigenschap erfelijk? + volgen over meerdere generaties
Er zijn maar 2 genen (BMP4 en CaM1) zijn betrokken bij het vormgeven van de bek.
Veranderingen in evolutie gaan snel als er maar een beperkt aantal genen bij
betrokken zijn.
❖ 3 ingrediënten nodig voor verschil tussen overleving/doorgeven van allelen en genen.
❖ Natuurlijke selectie werkt in op het fenotype: wat zichtbaar is (gedrag, uiterlijk). Sommige genotypen
komen niet tot uiting via het fenotype.
▪ By acting on phenotypes, selection indirectly leads to an adaption of a population to its
environment by increasing/ maintaining favourable genotypes
❖ Directionele selectie: selectie gaat naar bijvoorbeeld een donkere kleur
❖ Diversifiërende selectie: lichte muizen blijven in lichte bos, donker in het donkere bos.
❖ Stabiliserende selectie:
Welk bewijs hebben we dat er evolutie heeft plaatsgevonden?
1. Fossielen
▪ Paard was ooit zo groot als een hond > alle tussenvormen laten evolutie zien
▪ Walvissen leefden eerst in op land, langzaam geëvolueerd tot in de zee
▪ Transitionele fossielen: Archaeopteryx is een reptiel en vogel EN Tiktaalik is een vis en
amfibie.
2. Homologieën en sporen van evolutionaire geschiedenis in organismen
▪ Overeenkomsten in bouwstructuur tussen organismen door een gemeenschappelijke
voorouder. Functie kan wel verschillen.
▪ Op niveau van DNA tot botten enz.
, ▪ Gemeenschappelijke voorouders met elkaar > DNA/eiwitten komen veel meer met elkaar
overeen
▪ Rudimentaire structuren zoals staartbotje bij de mens, heupbot bij slang.
3. Biogeografie: continentale drift (Pangea > splitst) verklaart geografische locatie van fossielen
▪ Zelfde voorouders, lijken op elkaar ondanks de verschillende locaties waar ze leven
▪ Convergente evolutie: afhankelijk van de plek waar je gaat leven zijn er bepaalde eisen die er
toe leiden dat organismen een heel erg overeenkomstig fenotype gaan vertonen. Dieren lijken
op elkaar maar hoeven dan niet per se een gemeenschappelijke voorouder te hebben.
4. Directe observaties van evolutionaire veranderingen
▪ Domesticatie/kunstmatige selectie
▪ Veldstudies en experimentele onderzoeken
Lenski: E. coli laten delen in 12 verschillende flessen, bacteriën met gewenste
eigenschappen zullen andere bacteriën verdringen, gemiddelde fitness is omhoog
gegaan i.v.m. oorspronkelijke cellijn; ze kunnen nu beter met voedingsbodem omgaan
(adaptie).
5. Vorming van nieuwe soorten gedurende de tijd
Hoorcollege 3 Genetische drift
Evolutie door natuurlijke selectie als biologische wet?
❖ Als er variatie is in eigenschappen in een populatie
❖ Als de omgeving niet alle individuen kan ondersteunen
❖ Als sommige individuen meer nageslacht hebben
❖ Als nageslacht eigenschappen overerft
❖ Als de omgeving niet verandert
DAN zullen die individuen in de populatie met de meest aangepaste eigenschappen overheersen: survival of
the fittest > evolutie van populatie
Darwin’s theorie is een van de meeste controversiele theorie;
1. Het bestaan van evolutie: soorten veranderen nou eenmaal, genetische informatie verandert. Het is
een FEIT.
2. Mechanismen die evolutie mogelijk maken, hoe: dat is een onderwerp van debat. Welke mechanismen
wegen nou het zwaarst? Natuurlijke, seksuele, kin selectie? En wat is het niveau? Het gen, het
individu, de populatie?
Wanneer gaan populaties nou evolueren?
❖ Populatie: een lokale groep van individuen die tot hetzelfde soort behoren
❖ Genenpool: alle allelen van alle genloci in een populatie
❖ Genotype: overerfbare informatie in een organisme
❖ Is er een verandering in de genetische samenstelling in een populatie van de ene generatie op de
ander?
Hardy-Weinberg evenwicht en evolutie van populaties > populatiegenetica
❖ Door onderzoek van Mendel, 2 individuen met elkaar kruisen alleen dan voor de hele populatie.
❖ Allel frequentie: p + q = 1. Genotype frequentie: p2 + 2pq + q2.
▪ Frequentie blijft gelijk in generaties als er geen evolutie is: HW evenwicht. Wijkt het af van het
evenwicht dan is er evolutie.
❖ Wanneer is een populatie in evenwicht?
▪ Geen mutatie, geen selectie (seksueel en natuurlijk), geen migratie, geen genetische drift.
▪ Evolutie vindt plaats bij mutatie, non-random mating, migratie, genetische drift, selectie.
❖ Soms komen ongunstige recessieve allelen veel voor in een populatie, hoe?: het allel kan ook een
voordeel bieden onder sommige omstandigheden
Factoren die evolutie veroorzaken
❖ Mutatie: zorgen voor variatie > nieuwe allelen. Ze kunnen neutraal, voordelig of ongunstig zijn.
Recombinatie zorgt ook voor genetische variatie.
, ❖ Non-random mating: paring wordt gedaan op basis van afstand (paren met buren) en seksuele
selectie (voorkeur voor fenotype). Voorkeur voor hetzelfde type: assortief, voorkeur voor verschil
non-assortive.
❖ Gene flow: introductie en uitwisseling van allelen tussen populaties door migratie van
individuen/gameten. Het kan adaptief zijn maar vaak is het niet zo. Genetische verschillen tussen
populatie wordt kleiner. De allelen nemen daarentegen wel toe.
❖ Genetische drift:
▪ verandering van de samenstelling van allelen op basis van toeval.
▪ Kans gebeurtenissen bepalen of individuen toevallig wel/niet overleven. Het is dus niet
adaptief, het is random.
▪ Het kan tot allel fixatie leiden: 1 allel verdwijnt en er blijft er 1 over.
Fixatie kans: groot in kleine populaties en verwaarloosbaar in grote populaties
(minder fluctuaties). Allelen kunnen over- en ondergerepresenteerd worden.
▪ Survival of the luckiest
▪ Genetische drift vindt meer plaats bij:
Bottleneck effect: populatiegrootte gaat naar beneden door milieuschade/founder
effect > overbleven populatie is veel minder divers en niet-presentatief voor de
originele populatie.
Founder effect: als een paar individuen van een populatie gaat migreren en zich ergens
anders gaan vestigen > als kleine populatie hebben ze minder variatie bij zich.
▪ Maak je de populatie groter, dan zie je dat een gunstige eigenschap over langere generaties in
de populatie blijft. Dat komt omdat bij kleinere populaties de genetische drift sterker is dan
natuurlijke selectie. Bij grotere populaties is natuurlijke selectie sterker.
❖ Selectie
▪ Seksuele selectie; het kiezen van partners > handicap-hypothese + good genes- hypothese >
mannelijke versiersels/dimorfisme
▪ Natuurlijke selectie: enige evolutionaire mechanisme dat allelen voortrekt die fitness
verbeteren van het organisme in zijn omgeving. Het werkt met het fenotype, daarmee zal
indirect het genotype meeveranderen.
Directionele: een extreme van het fenotype wordt begunstigt, andere extreme is
ongunstig. Het werkt in op populaties, niet individuen
Disruptief: begunstigt individuen met beide extremen van fenotypen, werkt tegen het
gemiddelde.
Stabiliserende: begunstigt gemiddelde varianten, werkt tegen extreme fenotypen.
▪ Natuurlijke selectie werkt er niet naartoe om het best aangepaste dier te creëren, maar het
filtert deze er wel uit. Het is geen doelgerichte proces, niet om een populatie te perfectioneren.
