Conceptii evolutioniste moderne Neodarwinismul si teoria sintetica a evolutiei

1. Conceptii evolutioniste moderneNeodarwinismul si teoria sintetica a evolutiei Originea vietii

2. Principalele caracteristici ale darwinismului • Factorii darwinieni ai evolutiei: A) Variatiile individuale = materia prima a evolutiei • Variatii definite – reactii asemanatoare ale indivizilor aflati in conditii asemanatoare, au rol secundar in evolutie • Variatii bruste – accidentale (=mutatiile sau macromutatiile), neimportante • Variatii nedefinite – mici, cotinue, independente de mediu (factori interni), utile, neutre sau daunatoare – cele mai importante in evolutie • Variatiile corelative – interdependenta dintre organe B) Suprapopulatia – fata de capacitatea biologica a mediului Diferenta dintre: natalitate (curba exponentiala) si supravietuire (curba de saturatie) C) Lupta pentru existenta – supravietuire – succes in reproducere D) Selectia naturala - pastrarea variatiilor favorabile E) Selectia sexuala – lupta intre masculi, acceptarea preferentiala de catre femele (dimorfism sexual)

3. Principalele caracteristici ale darwinismului • “Selectia naturala a fost mijlocul principal, dar nu exclusiv de modificare” • Evolutia – caracter gradat, lent – rezultatul acumularii unor variatii mici • “Natura nu face salturi” • Formele de tranzitie au existat dar au fost eliminate prin selectie • Specia – realitate biologica, este arbitrara doar limita intre specie si varietate • Neaga fixitatea speciei

4. Conceptiile moderne - neolamarckismul • - Variatiile sunt determinate, direct sau indirect, de actiunea mediului extern • ‘Ultralamarckismul’-materia vie este dotata cu constiinta; toate manifestarile vitale initial constiente, devin inconstiente prin obisnuinta (Edward Cope, 1885)

5. Conceptiile moderne - neolamarckismul Emil Racovita (1868-1947) – biolog roman • teorie originala asupra “transformismului” –”Cugetari evolutioniste” (1993): • Actiunea mediului – reactia organismelor = variatii • Variatiile se fixeaza prin ereditate, se raspandesc prin panmixie – transformare progresiva a speciilor (lenta sau accelerata) • Aparitia de specii noi – izolarea populatiei • Rezultatul evolutiei = adaptarea directa la mediu, sau accentuarea “secluziunii” (izolarea fata de actiunea mediului) • Adaptarea – specializarea progresiva, poate duce la disparitia speciilor – evolutia este ireversibila • Transformarea speciilor – prin ortogeneza (daca variatiile mediului – directie dominanta) sau prin selectie naturala • Hibridarea – rol subordonat in evolutie

6. Conceptiile moderne - neodarwinismul • Variatiile sunt intamplatoare, independente de mediul extern – rolul decisiv = selectia naturala • 1) MENDELISMUL • Gregor Johan Mendel (1822-1884) • Demonsreaza: transmiterea independenta a • caracterelor, dominanta si recesivitatea – legile lui Mendel • 2) MUTATIONISMUL • Hugo de Vries (1848 - 1935) botanist olandez • “Teoria mutatiilor”: • Mutatiile = variatii individuale, ereditare – diferite de fluctuatii (neereditare) • Mutatiile pot fi: progresive (caracter nou), negative (pierdere sau atenuare a unui caracter) • Mutatiile se produc in orice sens fiind triate de selectia naturala

7. Conceptiile moderne - neodarwinismul • 3) WEISMANNISMUL • August Weismann (1834 – 1914) – zoolog german • “Plasma germinativa – o teorie a ereditatii” • Plasma germinativa (idioplasma sau germen) – trofoplasma (soma, celule somatice) • Plasma germinativa – in nucleu, variatiile ei sunt singurele ereditare • Germenul –influentat de mediu, actiune nedeterminata adaptativ • Modificarile favorabile ale germenelui –intarite prin selectienaturala si selectie germinala (competitie mai ales trofica)

8. Conceptiile moderne - neodarwinismul • 4) MORGANISMUL • Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945) – biolog american, laureat Nobel (1933) – Drosophila • “Bazele fizice ale ereditatii” • - Teoria cromozomiala a ereditatii – • cromozomii si genele = suportul functiei ereditare • Definirea mutatiilor –ca ‘materie’ prima a evolutiei

9. Conceptiile moderne – teoria sintetica • Fondator – Theodosius Dobzhansky –1937 “Genetica si originea speciilor” – genetica populatiilor • Teorie imbogatita de: • Ernst Mayr care defineste speciabiologica si speciatia geografica (=alopatrica)(1942) • Georges Simpson – paleontolog, aplica genetica populatiilor la studiul fosilelor • Teoria sintetica rezolva conflictul dintre darwinism(rolul primordial al selectiei naturale si transformarea graduala a speciilor) si genetica (transformarea speciilor – rezultat major, daca nu exclusiv, al mutatiilor) - conflictul continuitate/ discontinuitate in evolutie

10. Conceptiile moderne – teoria neutralista a evolutiei moleculare • -Elaborata de Kimura M. 1968 • - Dezvoltata de: King si Jukes 1969; Crow si Kimura 1970; Ohta 1974 • Mutatiile genelor – pur intamplatoare, nu au valoare selectiva, nu sunt supuse selectiei deoarece nu afecteaza proprietatile proteinelor • O gena mutanta neutra – poate deveni avantajoasa, poate inlocui gena originala – evolutie moleculara – evolutia si diversitatea lumii vii • Polimorfismul genic – “ceas molecular al evolutiei” • Teoria neutralista imbogateste darwinismul

11. ORIGINEA VIETII • Definirea viului - Calitati esentiale: metabolismulsi autoreproducerea • Principalele caracteristici care deosebesc viul de neviu: • - Prezenta unei forme specifice de organizare • - Metabolismul • - Homeostazia (mentinerea mediului intern la parametri adecvati, chiar in conditiile modificarii mediului extern) • - Cresterea • - Reproducerea • - Prezenta genomului si a codului genetic

12. SpecialCreation 6-10 Thousand yrs Biological Evolution ~ 4 Billion Years Origin ofLife “BigBang” ~ 13 Billion Years of Cosmic Evolution TIMELINES:Special Creationvs Evolution and Beyond NOW http://www.indiana.edu/~ensiweb/pp.time.2.ppt

13. Originea vietii (biogeneza) • Vechimea lumii vii • - Geologia moderna – Pamantul are 4,567 miliarde ani • - Cele mai vechi procariote fosile – 3,5 miliarde de ani • Stromatolite vestul Australiei si Africa de Sud (Transvaal) Planeta Pamant vazuta de Apollo 17

14. Originea vietii (biogeneza)

15. “Ceasul” istoriei Pamantului

16. Originea vietii (biogeneza) • Etapele evolutiei • 1) sinteza abiogena a compusilor organici • Atmosfera primitiva (gaze din vulcanism): azot, amoniac, oxid si dioxid de carbon, dioxid de sulf, hidrogen sulfurat, metan, acid cianhidric, vapori de apa, hidrogen, oxigen (cantitati mici din disocierea apei – raze UV) • Formarea hidrocarburilor (metan, etan, etilena, acetilena) – din carburi metalice + apa – polimerizare in compusi organici cu molecule mai mari • Mediul acvatic = “supa organica” (Oparin si Haldane) • Sursa de energie – descarcari electrice, raze UV • Verificarea experimentala, in vitro – Stanley si Miller, 1951

17. Originea vietii (biogeneza) Dintr-un amestec de: metan, amoniac, hidrogen si vapori de apa, supus unor descarcari electrice – s-au obtinut: aminoacizi (alanina, glicina), prin polimerizarea carora se formeaza proteine, alti acizi aminici (aspartic, glutamic), acizi organici (acetic, formic, propionic) si gaze (oxid si dioxid de carbon, azot) Alte sinteze: alcooli, vitamine, baze azotate, zaharuri (riboza), clorofila, proteine

18. Originea vietii (biogeneza) • 2) Formarea polimerilor macromoleculari – polipeptide si polinucleotide • Sursa de energie – radiatii cu actiune ponderata – IR si UV • Mecanismul – dezhidratare, reactie catalizata de acidul cianhidric, cianamida si cianogen 3) Agregarea compusilor macromoleculari prebiotici Coacervatele – protocelule, primele sisteme biologice - formate din acizi nucleici si proteine – apar asimilarea si diviziunea Microsferele de protenoizi (Fox) aminoacizi inlantuiti la 65 – 120 grade Celsius prin legaturi peptidice

19. Originea vietii (biogeneza) • Primii protobionti capabili de simpla reproducere (a) si metabolism (b)

20. Originea vietii (biogeneza) • 4) Formarea membranei protocelulare • - creste stabilitatea agregatelor macromoleculare • - structura – 2 straturi de molecule amfotere (doua moduri) • 5) Constituirea structurilor genetice (incerta) • Etapa definitorie in trecerea de la protobionte la eubionte, prinautoreproducere • - formarea acizilor nucleici: • Baze azotate + zaharuri = nucleozide; Nucleozide + acid fosforic = nucleotide; Polimerizarea nucleoridelor = polinucleotide – formarea structurilor bicatenare • Primul acid nucleic – proto-ARN (ribozima – autocataliza) • Aparitia transcriptiei – sinteza ARN-polimerazelor • Dezvolatarea sistemului ARN – proteine (ARNt; ARNm) Originea vietii (biogeneza)

21. Originea organismelor eucariote – teoria endosimbiotica • Procariot heterotrof anaerob + procariotaerob (protomitocondrie) = amiba aeroba –originea tuturor eucariotelor • Amiba aeroba + procariot flagelat (de tip spirocheta) = amibo-flagelat – fungi si animale – apare mobilitatea • Amibo-flagelat + alga albastra verde autotrofa (protocloroplast) – eucariot autotrof – plante verzi – fotosinteza • Argumente: • AND propriu mitocondrii si cloroplaste de tip bacterian ; plasmide • Mitocondriile si cloroplastele au ribozomi cu ARNr de tip procariot

22. Clasificarea lumii vii • - Margulis 1970 • - 2 grupe: Procariote si Eucariote • - 5 regnuri: Monere (procariote), Protiste (unicelulare), Fungi (Mycophita), Animale si Plante • Clasificarea moderna: • Prokaryotae • Protoctista (alge, protozoare) • Fungi • Plantae • Animalia