Mechanizmy ewolucji: wprowadzenie Biologiczne podstawy zachowa ń (ćwiczenia )

1. Magdalena Reuter Mechanizmy ewolucji: wprowadzenieBiologiczne podstawy zachowań (ćwiczenia)

2. JAK DZIAŁA EWOLUCJA? (PRZEZ DOBÓR NATURALNY!)

3. Przesłanki teoretyczne działania doboru naturalnego • organizmy w populacji różnią się między sobą uposażeniami (w cechy) • uposażenia korzystne są dziedziczone (za pośrednictwem genów) • Dziedziczne są też zmiany powstałe w wynikumutacji (zmian struktur genów) • pewne organizmy rozmnażają się szybciej (w większej liczbie) niż inne • geny organizmów rozmnażających się szybciej zdominowują populację

4. Ewolucja to NIE „przetrwanie najsilniejszych” 1. nie przetrwanie, lecz reprodukcja: Przetrwanie jest istotne, ale jeszcze istotniejsza jest reprodukcja. Co dzieje się z genami tych, którzy żyją najdłużej ale rozmnażają się najwolniej lub wcale? 2. nie siła, lecz dostosowanie: W procesie ewolucji ważne jest dostosowanie do środowiska. Osobniki, które są silne, ale mniej odporne na choroby lub pasożyty, źle dobierają partnerów seksualnych, z trudem znajdują pożywienie lub są bezpłodne - nie przetrwają w środowisku, nie rozmnożą się, lub przekażą słabsze geny.

5. Organizm nie musi się rozmnażać „osobiście”, by przekazać swoje geny. Może to zrobić pomagając swoim bliskim krewnym (altruizm krewniaczy)

6. Przykład: Owady społeczne

7. NIE ma dziedziczenia cech nabytych Jean-Baptiste Lamarck: • zmiany cech organizmów odbywają się w sposób • ukierunkowany tak, aby zrealizować potrzeby organizmu w • zmieniającym się środowisku • cechy nabyte przez organizm w czasie życia dziedziczą się • narządy nieużywane zanikają

8. NIE ma dziedziczenia cech nabytych • Zaprzeczenie postulatów Lamarcka: • August Weismann • Teoria ciągłości plazmy zarodkowej (pocz. XX wieku) • dwa odrębne rodzaje tkanek - germen (nasienie) i soma (ciało). Każdy • organizm jest produktem komórek typu germen i tylko zmiany w nich mogą • się być dziedziczone. • Eksperyment na myszach - którym ucinano ogony i sprawdzano, • czy w kolejnych populacjach cecha ta się upowszechni - obalił możliwość • dziedziczenia cech nabytych • odkrycie ponowne w 1900 r. praw Mendla • rozwój genetyki populacyjnej od lat 20 - tych XX wieku • teoria chromosomowa T. H. Morgana

9. NIE ma dziedziczenia cech nabytych • Cechy nabyte nie zapisują się w genach • Nie dziedziczymy złamania kości, chorób niegenetycznych, umiejętności naszych rodziców wykształconych w toku ich życia • Możemy dziedziczyć jedynie predyspozycje do wykonywania pewnych umiejętności

10. Ewolucja to NIE „rozwój”: postęp od form niższych, ku wyższym Gould, 1994

11. Ewolucja to NIE „rozwój”: To NIE postęp od form niższych, ku wyższym Ewolucja to raczej koło młyńskie niż drabina

12. Ewolucja to NIE „rozwój”: To NIE postęp od form niższych, ku wyższym Metafora czerwonej królowej (Ridley)

13. Ewolucja NIE przebiega celowo • Dobór naturalny działa tu i teraz, a nie za 100 pokoleń. • W populacji zostaną geny organizmów, które mająnajwyższe dostosowanie w danej chwili, a nie tych, które mogłyby mieć w przyszłości (nawet jeśli dana cecha mogłaby się za 100 pokoleń rozwinąć w coś bardzo użytecznego - np. skrzydło, ucho czy oko) • Pułapka teleologiczna – mechanizm doboru nie działa kierunkowo natomiast procesy ewolucyjne można określić jako przebiegające kierunkowo; ewolucja zatem nie jest celem, ale raczej sposobem rozwiązywania problemów.

14. NIE „przedłużenie gatunku”, „dobro gatunku” a dobro jednostki, przetrwanie genu (Socjobiologia) • Z kim rywalizują w walce o byt osobniki najlepiej przystosowane? Czy z innymi przedstawicielami tego samego gatunku czy z przedstawicielami innych gatunków? • Przykład: gazela która musi być szybsza od innych gazel żeby uciec przed gepardem • Wewnątrz gatunku jest największa konkurencja o zasoby (pokarm, partnerzy seksualni). Selekcja w obrębie gatunku jest istotniejsza niż selekcja między gatunkami.

15. NIE „przedłużenie gatunku”, „dobro gatunku” (Socjobiologia) • Selekcjoniści „grupowi” (V.C. Wynne-Edwards, Julian Huxley) – twierdzili, iż ważniejszy jest interes grupy a nie jednostki • Selekcjonisci „jednostkowi” (Ronald Fisher, J.B.S. Haldane, Sewall Wright) – byli zdania, iż przeważa zawsze interes jednostki • A co z altruizmem zwierzęcym? Jak się okazuje, altruizm wśród zwierząt wcale nie potwierdza selekcjonizmu grupowego: wyjaśnienie socjobiologiczne - poprzez altruizm krewniaczy

16. NIE „przedłużenie gatunku” czy „dobro gatunku”, a dobro jednostki, przetrwanie genu (Socjobiologia) • George Williams (1966) „Adaptation and natural selection” – • sprzeciwił się selekcjonistom grupowym; wyjaśnił, w jaki • sposób z działań egocentrycznych jednostek wypływają • skutki istotne dla zbiorowości. • Współpracują ze sobą osobniki spokrewnione • Do współpracy dochodzi, gdy przynosi ona korzyści jednostce • (bezpośrednio lub pośrednio) • Tam gdzie egoizm jest korzystniejszy niż altruizm – samolubne jednostki • zostawiają większą liczbę potomstwa niż altruiści

17. NIE ma skoków w ewolucji Punktualizm(Gould, Eldredge - 1972) - dominującym typem zmian są szybkie przejścia z jednego stanu równowagi do drugiego. W tych stanach populacja utrzymuje się przez dłuższy okres bez większych zmian • Punktowo naruszana równowaga ewolucyjna (punctuated equilibria) to nie saltacjonizm - „szybkie” znaczy „szybkie względem skali czasowej ewolucji”, czyli chodzi o zmiany w ciągu kilkudziesięcu tysięcy lat, a nie w ciągu jednego pokolenia. • Tempo ewolucji jest zmienne (występują przyspieszenia, ale i zatrzymania ewolucji – staza)

18. NIE wszystko jest adaptacją (S.J.Gould i R. Lewontin) Jaka jest funkcja płatka ucha lub kości podbródka?

19. NIE wszystko jest adaptacją (S.J.Gould i R. Lewontin) Spandrel - w architekturze renesansowej – trójkątne obszary zakrzywienia sufitu ponad łukami, często wykorzystywane do umiejscawiania w nich fresków lub płaskorzeźb. Obszar ten uważa się za uboczną konsekwencję powstającą z kształtu łuku, niż za umyśnie zaprojektowany w formie dziwnego kształtu fragment sufitu do umiejscawiania na nim fresków Spandrele powstały w wyniku ograniczeń architektonicznych. S. J. Gould, R. Lewontin (1974) "The Spandrels of San Marco and the Panglossian Paradigm: A Critique of the Adaptationist Programme."

20. NIE wszystko jest adaptacją (S.J.Gould i R. Lewontin) • Gould i Lewontin: niektóre cechy organizmów • mogły rozwinąć się z tego samego powodu, co • spandrele w architekturze. • Spandrel – nieadaptacyjna cecha organizmu, • uformowana jako efekt uboczny cechy adaptacyjnej

21. NIE wszystko jest adaptacją (S.J.Gould i R. Lewontin) • Egzaptacja – exaptation – ex + (ad) aptation • Wykorzystanie struktury lub cechy organizmu na potrzeby funkcji • innej niż ta, dla której powstała w drodze selekcji naturalnej. • Cecha ta obecnie zwiększa przystosowanie, pomimo, iż nie • powstała na drodze doboru naturalnego. • Np. pióra u ptaków służą obecnie do latania, co zwiększa • przystosowanie ptaków do warunków otoczenia. Jednak pióra • najprawdopodobniej powstały w drodze doboru naturalnego do • termoregulacji organizmu.

22. NIE wszystko jest adaptacją (S.J.Gould i R. Lewontin) W ewolucji umysłu – czytanie zwiększa obecnie przystosowanie do środowiska człowieka, mimo, iż pierwotną funkcją percepcji nie była funkcja czytania lecz funkcja sprawnego poruszania się w przestrzeni Zdaniem Lewontina i Goulda większość cech umysłu to spandrele i egzaptacje, a nie adaptacje Stephen Jay Gould and Elisabeth Vrba. 1982. „Exaptation: a missing term in the science of form”

23. Podsumowanie • Istotniejsza jest reprodukcja a NIE przetrwanie • Ważniejsze jest dostosowanie a NIE siła • NIE ma dziedziczenia cech nabytych • Ewolucja to NIE rozwój • Ewolucja NIE przebiega celowo • NIE „przedłużenie gatunku”„dobro gatunku” a dobro jednostki, przetrwanie genu (Socjobiologia) • NIE ma skoków w ewolucji • NIE wszystko jest adaptacją (Gould, Lewontin)