De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Adaptaties = kenmerken die geëvolueerd zijn omdat ze één of andere functie dienen die bijdraagt tot de overleving of de reproductie  natuurlijke selectie.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Adaptaties = kenmerken die geëvolueerd zijn omdat ze één of andere functie dienen die bijdraagt tot de overleving of de reproductie  natuurlijke selectie."— Transcript van de presentatie:

1 Adaptaties = kenmerken die geëvolueerd zijn omdat ze één of andere functie dienen die bijdraagt tot de overleving of de reproductie  natuurlijke selectie  genetische variatie

2 Hoeveel genetische variatie ? Hoe wordt ze beschreven, gemeten ? Waar komt ze vandaan ? Wat als er geen selectie optreedt ? Hoe werkt natuurlijke selectie ?

3 1. Bronnen van fenotypische variatie verschillen in genotype (DNA-sequentie) verschillen in omgeving maternale en paternale effecten

4 Maternale effecten : conditie van de moeder hoeveelheid eidooier lichaamsgrootte juveniel Sceloporus occidentalis (Sinervo & Huey 1990, Science 248:1106-9)

5 Maternale effecten : leeftijd van de moeder incidentie tri21 Ouderdom moeder > #Tri:21/1000 geboorten

6 Gryllodes sigillatus Paternale effecten Requena verticalis

7 Paternale effecten Abedus herberti

8 Hippocampus breviceps Paternale effecten

9 monogenische beïnvloeding

10 Panaxia dominula monogenische beïnvloeding

11

12 UURR ur UuRr ur niet sanitair sanitair P niet sanitair F1 UuRrUurruuRr uurr sanitair niet sanitairenkel ontkappen sanitair F waargenomen frequentie Rothenbuhler 1964 monogenische beïnvloeding

13 mens oorlellen sikkelcelanemie mucoviscidose fenylketonurie fenylalanine melanine fenylalanine hydoxylase

14 monogenische beïnvloeding genotype én omgeving reactienorm = range van fenotypen die kan ontstaan uit één genotype, in verschillende omgevingen

15 temperatuur aantal facetten Wild infra-bar ultra-bar Drosophila

16 monogenische beïnvloeding genotype én omgeving polygenische beïnvloeding

17  A a  B b  C c  D d 2 min1 min

18 8

19 9

20 10

21 11

22 12

23 13

24 14

25 15

26 16

27 Duur paring aabbccdd Aabbccdd aaBbccdd … AaBbccdd aaBBccdd …. AaBbCcdd AABbccdd …. AaBbCcDd AABBccdd …. AABbCcDd AABBCcdd …. AABBCCdd AABbCCDd …. AABBCCDd AaBBCCDD AABBCCDD frequentie

28 dominantie-effecten epistasis-effecten

29 monogenische beïnvloeding genotype én omgeving polygenische beïnvloeding heritabiliteit (erfbaarheid)

30 één of enkele loci (discrete variatie) Mendeliaanse genetica meer loci (continue variatie) Kwantitatieve genetica Falconer D.S. & Mackay T.F.S Introduction to Quantitative Genetics Addison Wesley Longman

31 fenotypische variatie genetische variatie omgevings- variatie

32 additieve genetische variatie dominantie variatie epistasis variatie

33 heritabiliteit 0 < h² < 1

34 heritabiliteit in de nauwe zin

35 worpgroottevarken0.15 eiproductiekip0.20 loopsnelheidwindhond0.23 spronghoogtemens0.40 lengte wolschaap0.55 dispersie-afstandkoolmees0.56 paarfrequentie ffveldkrekel0.69 dikte vetlaagmens0.87 kenmerkorganisme h²

36 common garden experimenten

37 Agelenopsis aperta Generatie PF1F2 Latentietijd (s) rivieroever grasland Ann Hedrick & Susan Riechert

38 common garden experimenten kruisingsexperimenten

39 Sylvia atricapilla Peter Berthold & Ullrich Querner Tijd (dagen) Aantal 1/2 uren trekonrust Canarische eilanden hybriden zuid-Duitsland

40 common garden experimenten kruisingsexperimenten studie van mutante individuen

41 ‘stuck’ ‘coïtus interruptus’ ‘bang-sensitive’ ‘dunce’ ‘don giovanni’ ‘amnesiac’

42 common garden experimenten kruisingsexperimenten studie van mutante individuen artificiële selectie

43 Tryon R.C. 1940

44 Generatie P1234 Roeptijd (uren) Cade W.H Gryllus integer Orma ochracea

45 common garden experimenten kruisingsexperimenten studie van mutante individuen artificiële selectie studie van verwante individuen

46 Gem. snavelhoogte ouders (mm) snavelhoogte jong (mm) Geospiza fortis Grant

47 h²  b r regressie- coëfficiënt regressie-analyse

48 distributie van de gemiddelden per familie (  b ) distributie van alle waarnemingen variantie-analyse gemiddelden distributie per familiegroep

49 h²  t r intra-klas- correlatie coëfficiënt t b p    2 2

50

51 Panaxia dominula A1A1A1A1 A1A2A1A2 A2A2A2A2 E.B. Ford ( ) genotype aantal genotypefrequentie 18385

52 n = diploïd  aantal genkopieën = A 1 A A 1 A 2 28 A 2 A 2 A1A2A1A allelfrequenties p q

53 aantal motten = N aantal genkopieën = 2N A1A1A1A1 A1A2A1A2 A2A2A2A2 NDND NHNH NRNR #ind D=N D /N H=N H /N R=N R /N genotype frequenties allel frequenties A1A1 A2A2 2N D +N H 2N R +N H aantal (2N D +N H )/2N (2N R +N H )/2N p q p=D+H/2 q=R+H/2

54 paar kansfrequentie nakomelingen paring A 1 A 1 A 1 A 2 A 2 A 2 A 1 A 1 x A 1 A 1 D² D² A 1 A 1 x A 1 A 2 2DH DH DH A 1 A 1 x A 2 A 2 2DR 2DR A 1 A 2 x A 1 A 2 H² H²/4 H²/2 H²/4 A 1 A 2 x A 2 A 2 2HR HR HR A 2 A 2 x A 2 A 2 R² R² D 2 +DH+H 2 /4 = (D+H/2) 2 = p 2 DH+2DR+H 2 /2+HR = 2(D+H/2)(R+H/2) = 2pq H 2 /4+HR+R² = (R+H/2) 2 = q 2 p² : 2pq : q²genotype frequenties

55 n = diploïd  aantal genkopieën = A 1 A A 1 A 2 28 A 2 A 2 allelfrequenties p q p²= pq= q²= obs. exp.

56 Hardy-Weinberg evenwicht (allelfrequenties veranderen niet)  willekeurige paarvorming  populatie oneindig groot  geen input van genen  geen mutatie  geen selectie

57

58 genetische variatie : percentage van de loci dat polymorf is aantal allelen voor elk van die loci : electroforese

59 Richard Lewontin & John Hubby (1966) Drosophila pseudoobscura < 5 populaties in de USA 18 loci onderzocht, 6 polymorf, met 2-6 allelen

60 1 2  p i goede maat voor relatieve proporties van allelen per locus = aantal heterozygoten frequentie van i de allel gemiddelde over alle loci = H (gemiddelde heterozygositeit) 0.12

61 Gemiddelde heterozygositeit Dicotyle planten Weekdieren Schaaldieren Insecten Drosophila Vissen Amfibieën Reptielen Vogels Zoogdieren

62 Limulus polyphemus 300 miljoen jaar Motoo Kimura (1983) “The neutral theory of molecular evolution”

63 genetische variatie : percentage van de loci dat polymorf is aantal allelen voor elk van die loci : electroforese : DNA-sequentietechnieken John C. Avise (1993) Molecular markers, natural history and evolution. Chapman & Hall, Kluwer

64

65 ‘niet-synonieme mutatie’ GCU GAU ‘synonieme mutatie’ CUU CUC ‘splitting mutatie’ UCG UAG

66 AGA TGA CGG TTT GCA … UCU ACU GCC AAA CGU. … Ser--Thr--Ala--Lys--Arg-… AGT ATG ACG GTT TGC A… UCA UAC UGC CAA ACG U… Ser--Tyr--Cys--Gln--Thr-… ‘frameshift mutatie’

67 mutatiesnelheid < veranderingen in fenotype tot mutaties/gameet/generatie < moleculaire genetica mutaties/basenpaar/generatie

68 mutatiesnelheid Drosophila melanogaster ‘yellow body’ 12 ‘brown eyes’ 3 ‘eyeless’ 6 Homo sapiens  achondroplasie retinoblastoma aantal mutaties per gameten

69

70 polyploidie Gossypium (Malvaceae)

71 polyploidie Colchicum autumnale

72 polyploidie Artemia

73 polyploidie Perca fluviatilis

74 polyploidie Hyla versicolor

75

76 Muntiacus muntiacus (2N=8) Muntiacus reevesi (2N=8)

77 inversietranslokatie

78 unequal crossing over

79

80 onafhankelijke segregatie van de chromosomen 2n= combinaties mogelijk 2n= combinaties mogelijk 2n= ca. 8 miljoen combinaties mogelijk crossing-over recombinatie functionele loci heterozygositeit = 10% verschillende gameten

81 gene flow hybridisatie

82 Corvus corone corone Corvus corone cornix hybridisatie

83 Helianthus annuus x Helianthus anomalus Coyne, J Speciation in action. Science 272, Helianthus petiolaris

84 gene flow hybridisatie horizontal gene transfer

85 bavianen franjeapen langoerenmakakengeladamandrillenmangabeyspatashuiskatcheetahleeuwluipaardmoeraskat wilde kat woestijnkatNubische kat zwartvoetkat horizontal gene transfer

86 de impotentie van mutatie A1p=0.5 A2q=0.5 A1  A2 aan een snelheid u=10 -5 verandering in allelfrequentie per generatie =  q = up in volgende generatie q’= q generaties generaties

87

88 allelfrequentie 2N=18 Generatie allelfrequentie 2N=100

89 genetische drift schommelingen in allelfrequentie zijn groter in kleine populaties kans op fixatie in volgende generatie = p 2N aantal individuen p=0.5 en N=100  kans(fix) = p=0.5 en N=10  kans(fix) =

90 genetische drift schommelingen in allefrequentie zijn groter in kleine populaties zeldzame allelen lopen grote kans verloren te gaan, veel voorkomende allelen zullen eerder gefixeerd geraken kans op fixatie op tijdstip t = frequentie op tijdstip t nieuw allel : p = 1/(2N)

91 genetische drift schommelingen in allelfrequentie zijn groter in kleine populaties zeldzame allelen lopen grote kans verloren te gaan, veel voorkomende allelen zullen eerder gefixeerd geraken een gegeven allel geraakt sneller gefixeerd in kleine populaties dan in grote gemiddelde fixatietijd = 4N generaties

92 Allel frequentie (p) q 2 (A 2 A 2 ) p 2 (A 1 A 1 ) 2pq(A 1 A 2 ) Genotypefrequentie

93 genetische drift door genetische drift daalt het aantal heterozygoten in een metapopulatie leidt genetische drift tot een overschot aan homozygoten A1A1A1A1 A2A2A2A2 A2A2A2A2 A1A1A1A1 A2A2A2A2 A1A1A1A1

94 founder effect verlies aan genetische variatie relatief kleine daling heterozygositeit H’ = (1 - ) H 0 1 2N aantal overgebleven individuen N=2  daling van 25%

95 inteelt autozygoten en allozygoten inteeltcoëfficiënt (F) = kans dat een willekeurig individu uit de populatie autozygoot is allozygotenautozygoten A1A1A1A1 A1A2A1A2 A2A2A2A2 p2p2 p 2pq q2q2 (1-F) F F q D H R genotype frequentie

96

97

98 natuurlijke selectie de biologische entiteiten moeten variatie vertonen in één of ander kenmerk er moet een consistente relatie bestaan tussen het kenmerk en één of meerdere componenten van het reproductief succes deze variatie moet een genetische basis hebben

99 natuurlijke selectie evolutie = natuurlijke selectie ontstaan genetische variatie verandering in het patroon van de variatie natuurlijke selectie genetische drift artificiële selectie gene flow

100 selectiemodellen

101 fitness (-componenten) Herbert Spencer ( ) “survival of the fittest” Richard Dawkins The extended phenotype chapter 10: “An agony in five fits” fysische fitness genetische fitness darwiniaanse fitness persoonlijke fitness inclusieve fitness relatieve fitness

102 fitness van een genotype = gemiddelde, per capita bijdrage van individuen met dat genotype aan de populatie, na één of meer generaties.

103 asexueel organisme met niet-overlappende generaties A5/10060 B10/10040 genotypeoverlevingaantal eierenfitness 3 4 groeisnelheid populatie : R = pR A + qR B RARA RBRB R B  1; R A  0.75

104 asexueel organisme met niet-overlappende generaties p NR NRNR AA AABB '   pNR qNR A AB   pR qR A AB    p pR qR p A AB    pRp qR pRqR AAB AB    () aantal individuen met genotype A p=N A / N p=0.2 en q=0.8; R A =3 en R B =4   p = p=0.2 en q=0.8; R A =300 en R B =400   p = 0.042

105 asexueel organisme met niet-overlappende generaties R B  1; R A  1- s i selectiecoëfficiënt

106 adulten gameten overleving paarsucces sexuele selectievruchtbaarheid gametische selectie compatibiliteits selectie zygote ouders zygotische selectie gametische selectie fitness-componenten

107 detecteren van natuurlijke selectie John Endler Natural selection in the wild correlatie met omgevingsfactoren vergelijken met nauw-verwante soorten vergelijken van niet-verwante soorten in vergelijkbare habitaten afwijkingen van nulmodellen lange-termijnstudies van distributies verstoringen van natuurlijke populaties cohorte-analyse vergelijkingen tussen leeftijdsklassen of stadia voorspellingen


Download ppt "Adaptaties = kenmerken die geëvolueerd zijn omdat ze één of andere functie dienen die bijdraagt tot de overleving of de reproductie  natuurlijke selectie."

Verwante presentaties


Ads door Google