Evolutie en biodiversiteit Les 1: 23-10-2019
Chordata en vertebraten
Criteria voor indeling:
Weefsels: geen echte weefsels vs weefsels afkomstig van 2 of 3 kiembladen.
Radiale vs bilaterale symmetrie. Cnidaria radiaal, ‘hogere’ phyla zijn bilateraal symmetrisch.
Lichaamsholte (coeloom: a-pseudo- en coelomata).
Protostomia vs. deuterostomia.
Protosomia versus Deuterosomia
Protosomia Deuterosomia
Type klieving Spiraal/determinatief Radiaal/niet-determinatief
Type coeloomvorming Splijting Vouwing
Blastoporus wordt Mond Anus
Omkering organen:
DPP en BMP (transforming growth factors) blokkeren
neurovorming. Sog en chordin komen resp. ventraal (arthropod) en
dorsaal (tetrapood) tot expressie en leiden, via deblokkering, tot
vorming van zenuwstelsel ventraal of dorsaal.
Echinodermata (stekelhuidigen)
Adulten hebben 5-delige radiaire symmetrie.
Larvale stadium bilateraal symmetrie (belangrijk voor de splitsing fylogenetische boom).
o Beginstadium geeft verwantschap aan later genexpressie en omgeving.
Bouwplan Echinodermata:
Mond: aan de onderkant.
Maag: in het midden.
Anus: aan de bovenkant.
Systeem van waterdrukte waardoor ze
kunnen bewegen, jagen en ademen.
Ampulla: relax of aanspannen.
Papula: zuurstof opname.
Skelet van calciumplaatjes: uitsteeksels
stekels.
Phylum Echinodermata:
Sessiel of langzaam bewegend.
Endoskelet van calciumplaatjes.
Stekels ter bescherming.
Symmetrie
o Larve: bilateraal.
o Adult: secundair “radiair”.
Watervaatstelsel en buisvoetjes
o Voortbeweging.
o Voedselverwerving.
o Gaswisseling.
Voorplanting
o (A)seksueel: gonaden met spermacellen of eicellen die geloosd worden in zee.
, Evolutie en biodiversiteit Les 1: 23-10-2019
Complexiteit bouwplan:
Lichaamsvorm via regulatie genexpressie
1. Verandering in mate en timing van genexpressie van genen betrokken bij ontwikkeling.
Heterochronie: verschil in duur (langer-korter) waarin een bepaald gen dat bijvoorbeeld bij
botgroei betrokken is tot expressie komt.
o Voorbeeld: kaak (chimp, mens), vinger (vleermuis, pterodactylus).
Paedomorfose: larve/jeugdige karakteristieken blijven behouden in volwassen geslachtsrijp
individu (axolotl, mens).
2. Genen die ruimtelijke organisatie van lichaam bepalen.
Segmentatie genen: aanleg segmenten.
Homeotische genen (hox-gene): ontwikkelingsplan voor elk segment: aanleg van poten,
vleugels, antennae, bloemdelen etc.
Verdubbeling van (sets van) hox-genen: toename complexiteit bouwplan.
Heterochronie
Evolutionaire veranderingen in timing en mate van gebeurtenissen tijdens de ontwikkeling
beïnvloedt relatieve groei van verschillende lichaamsdelen (chimp-mens: groei schedel/kaak,
lente armen en benen).
Effect op lengte van vinger-botjes in vleermuis vs. muis, pterodactylus (vliegend reptiel).
Effect op omvang heup/achterpoten (walvis en slang).
Paedomorfose
Toestand waarin larvale/jeugdige karakteristieken behouden blijven in volwassen
geslachtrijp individu. Bij voorouders waren dit kenmerken van larvale bouwplan.
Evolutie van oxolotl.
Genen berokken bij 3D-organisatie lichaam
Homeotische genen (hox-genen: master control genes) belangrijke functie over honderden
miljoenen jaren.
Homeotische genen coderen voor transcriptiefactoren.
Hox genen behoren tot de homeotische genen die positionele informatie verschaffen tijdens
de ontwikkeling.
Als hox genen op de verkeerde locatie tot expressie
komen, kunnen lichaamsdelen op de verkeerde plek
terechtkomen.
Genen berokken bij 3D-organisatie lichaam
Veranderingen in sequentie van HOX genen
Een mogelijk mechanisme voor de evolutie van insecten met 6 poten vanuit de veel/potige
curstacea voorouder, is in laboratorium onderzoek aangetoond.
Specifieke veranderingen in het Ubx gen kan de ontwikkeling van poten in insecten
onderdrukken.
Evolutie van complexiteit
Genen betrokken bij bouwplan
Sterke toename van diversiteit gedurende Cambrium explosie is een puzzel.
Genen betrokken bij de ontwikkeling kunnen een belangrijke rol spelen.
Veranderingen in expressie speelt een rol bij nieuwe morfologische vormen en
mogelijkheden.
Nieuwe morfologische vormen kunnen worden verklaard door gen
duplicaties: nieuwe ontwikkelingsgenen.
Chordata en vertebraten
Criteria voor indeling:
Weefsels: geen echte weefsels vs weefsels afkomstig van 2 of 3 kiembladen.
Radiale vs bilaterale symmetrie. Cnidaria radiaal, ‘hogere’ phyla zijn bilateraal symmetrisch.
Lichaamsholte (coeloom: a-pseudo- en coelomata).
Protostomia vs. deuterostomia.
Protosomia versus Deuterosomia
Protosomia Deuterosomia
Type klieving Spiraal/determinatief Radiaal/niet-determinatief
Type coeloomvorming Splijting Vouwing
Blastoporus wordt Mond Anus
Omkering organen:
DPP en BMP (transforming growth factors) blokkeren
neurovorming. Sog en chordin komen resp. ventraal (arthropod) en
dorsaal (tetrapood) tot expressie en leiden, via deblokkering, tot
vorming van zenuwstelsel ventraal of dorsaal.
Echinodermata (stekelhuidigen)
Adulten hebben 5-delige radiaire symmetrie.
Larvale stadium bilateraal symmetrie (belangrijk voor de splitsing fylogenetische boom).
o Beginstadium geeft verwantschap aan later genexpressie en omgeving.
Bouwplan Echinodermata:
Mond: aan de onderkant.
Maag: in het midden.
Anus: aan de bovenkant.
Systeem van waterdrukte waardoor ze
kunnen bewegen, jagen en ademen.
Ampulla: relax of aanspannen.
Papula: zuurstof opname.
Skelet van calciumplaatjes: uitsteeksels
stekels.
Phylum Echinodermata:
Sessiel of langzaam bewegend.
Endoskelet van calciumplaatjes.
Stekels ter bescherming.
Symmetrie
o Larve: bilateraal.
o Adult: secundair “radiair”.
Watervaatstelsel en buisvoetjes
o Voortbeweging.
o Voedselverwerving.
o Gaswisseling.
Voorplanting
o (A)seksueel: gonaden met spermacellen of eicellen die geloosd worden in zee.
, Evolutie en biodiversiteit Les 1: 23-10-2019
Complexiteit bouwplan:
Lichaamsvorm via regulatie genexpressie
1. Verandering in mate en timing van genexpressie van genen betrokken bij ontwikkeling.
Heterochronie: verschil in duur (langer-korter) waarin een bepaald gen dat bijvoorbeeld bij
botgroei betrokken is tot expressie komt.
o Voorbeeld: kaak (chimp, mens), vinger (vleermuis, pterodactylus).
Paedomorfose: larve/jeugdige karakteristieken blijven behouden in volwassen geslachtsrijp
individu (axolotl, mens).
2. Genen die ruimtelijke organisatie van lichaam bepalen.
Segmentatie genen: aanleg segmenten.
Homeotische genen (hox-gene): ontwikkelingsplan voor elk segment: aanleg van poten,
vleugels, antennae, bloemdelen etc.
Verdubbeling van (sets van) hox-genen: toename complexiteit bouwplan.
Heterochronie
Evolutionaire veranderingen in timing en mate van gebeurtenissen tijdens de ontwikkeling
beïnvloedt relatieve groei van verschillende lichaamsdelen (chimp-mens: groei schedel/kaak,
lente armen en benen).
Effect op lengte van vinger-botjes in vleermuis vs. muis, pterodactylus (vliegend reptiel).
Effect op omvang heup/achterpoten (walvis en slang).
Paedomorfose
Toestand waarin larvale/jeugdige karakteristieken behouden blijven in volwassen
geslachtrijp individu. Bij voorouders waren dit kenmerken van larvale bouwplan.
Evolutie van oxolotl.
Genen berokken bij 3D-organisatie lichaam
Homeotische genen (hox-genen: master control genes) belangrijke functie over honderden
miljoenen jaren.
Homeotische genen coderen voor transcriptiefactoren.
Hox genen behoren tot de homeotische genen die positionele informatie verschaffen tijdens
de ontwikkeling.
Als hox genen op de verkeerde locatie tot expressie
komen, kunnen lichaamsdelen op de verkeerde plek
terechtkomen.
Genen berokken bij 3D-organisatie lichaam
Veranderingen in sequentie van HOX genen
Een mogelijk mechanisme voor de evolutie van insecten met 6 poten vanuit de veel/potige
curstacea voorouder, is in laboratorium onderzoek aangetoond.
Specifieke veranderingen in het Ubx gen kan de ontwikkeling van poten in insecten
onderdrukken.
Evolutie van complexiteit
Genen betrokken bij bouwplan
Sterke toename van diversiteit gedurende Cambrium explosie is een puzzel.
Genen betrokken bij de ontwikkeling kunnen een belangrijke rol spelen.
Veranderingen in expressie speelt een rol bij nieuwe morfologische vormen en
mogelijkheden.
Nieuwe morfologische vormen kunnen worden verklaard door gen
duplicaties: nieuwe ontwikkelingsgenen.
