Biologiczne
Biologiczne
Podstawy
Podstawy
Zachowania
Zachowania
Teoria ewolucji - rys
Teoria ewolucji - rys
historyczny
historyczny
Biologiczne
Biologiczne
Podstawy
Podstawy
Zachowania
Zachowania
Teoria ewolucji - rys
Teoria ewolucji - rys
historyczny
historyczny
Pojęcie ewolucji
Pojęcie ewolucji
– w potocznym ujęciu
– w potocznym ujęciu
•
Długotrwały proces
Długotrwały proces
•
Stopniowe zmiany
Stopniowe zmiany
•
Zmiany ilościowe
Zmiany ilościowe
•
Kierunek zmian: ku większej
Kierunek zmian: ku większej
doskonałości
doskonałości
Poglądy Arystotelesa
Poglądy Arystotelesa
•
Organizmy można klasyfikować na
Organizmy można klasyfikować na
podstawie podobieństwa i różnic w
podstawie podobieństwa i różnic w
budowie
budowie
•
Można zauważyć homologie i analogie w
Można zauważyć homologie i analogie w
budowie zwierząt
budowie zwierząt
•
Organizmy można uszeregować w postaci
Organizmy można uszeregować w postaci
łańcucha kierując się ich podobieństwem
łańcucha kierując się ich podobieństwem
•
Zachodzi walka o byt, ale natura nie
Zachodzi walka o byt, ale natura nie
eliminuje form przegrywających walkę
eliminuje form przegrywających walkę
Jean Pierre Antoine
Jean Pierre Antoine
de Monet de Lamarck (1744-
de Monet de Lamarck (1744-
1829)
1829)
•
By
By
ł
ł
jednym z pierwszych którzy u
jednym z pierwszych którzy u
ż
ż
yli
yli
terminu „biologia” dla nauki o życiu na
terminu „biologia” dla nauki o życiu na
naszej planecie
naszej planecie
•
Zauwa
Zauwa
ż
ż
y
y
ł
ł
ż
ż
e:
e:
gatunki s
gatunki s
ą
ą
przystosowane do
przystosowane do
ś
ś
rodowiska,
rodowiska,
w którym
w którym
ż
ż
yj
yj
ą
ą
istniej
istniej
ą
ą
formy przej
formy przej
ś
ś
ciowe
ciowe
zmiany zachodz
zmiany zachodz
ą
ą
w geologicznej skali
w geologicznej skali
czasu
czasu
Poglądy Lamarcka – Teoria
Poglądy Lamarcka – Teoria
dziedziczenia cech nabytych
dziedziczenia cech nabytych
•
1809 r. – „Filozofia zoologii”
1809 r. – „Filozofia zoologii”
•
Za
Za
ł
ł
o
o
ż
ż
enia teorii Lamarcka:
enia teorii Lamarcka:
warunki zewn
warunki zewn
ę
ę
trzne wp
trzne wp
ł
ł
ywaj
ywaj
ą
ą
na
na
organizmy poprzez „czucie
organizmy poprzez „czucie
”
”
i
i
„
„
pobudliwo
pobudliwo
ść
ść
”
”
narz
narz
ą
ą
d
d
y
y
u
u
ż
ż
ywan
ywan
e
e
rozwijają się
rozwijają się
cech
cech
y
y
nabyt
nabyt
e
e
( w tym
( w tym
przyzwyczaje
przyzwyczaje
nia)
nia)
są przekazywane potomstwu
są przekazywane potomstwu
Baron Georges Leopold Chretien
Baron Georges Leopold Chretien
Frederick Dagobert Cuvier (1769-
Frederick Dagobert Cuvier (1769-
1832)
1832)
•
Teoria katastrofizmu:
Teoria katastrofizmu:
–
Zmiany gatunkowe powstają
Zmiany gatunkowe powstają
gwałtownie i nieregularnie w zależności
gwałtownie i nieregularnie w zależności
od częstości i wielkości katastrof
od częstości i wielkości katastrof
–
Podczas katastrofy giną gatunki a na ich
Podczas katastrofy giną gatunki a na ich
miejsce pojawiają się nowe
miejsce pojawiają się nowe
–
jako przykład katastrofy podawał
jako przykład katastrofy podawał
upadek meteorytu
upadek meteorytu
Teoria ewolucji Karola
Teoria ewolucji Karola
Darwina
Darwina
•
W latach 1831-1836
W latach 1831-1836
opływa świat podróżując
opływa świat podróżując
jako przyrodnik na statku
jako przyrodnik na statku
Beagle
Beagle
•
Odnalazł wielkie
Odnalazł wielkie
zróżnicowanie form
zróżnicowanie form
organizmów pozornie
organizmów pozornie
jednego gatunku – zięby na
jednego gatunku – zięby na
wyspach Galapagos.
wyspach Galapagos.
•
Aby wyjaśnić tak
Aby wyjaśnić tak
precyzyjne dostosowanie
precyzyjne dostosowanie
do warunków
do warunków
środowiskowych posłużył
środowiskowych posłużył
się teorią Thomasa
się teorią Thomasa
Malthusa (Esej o
Malthusa (Esej o
zaludnieniu, 1798)
zaludnieniu, 1798)
Teoria doboru naturalnego
Teoria doboru naturalnego
•
1859 r. – „O pochodzeniu gatunków”
1859 r. – „O pochodzeniu gatunków”
•
Podstawowe za
Podstawowe za
ł
ł
o
o
ż
ż
enia
enia
teorii doboru
teorii doboru
naturalnego
naturalnego
:
:
zró
zró
ż
ż
nicowanie
nicowanie
dziedziczenie
dziedziczenie
dobór
dobór
(przetrwanie i/lub reprodukcja)
(przetrwanie i/lub reprodukcja)
Poglądy Darwina
Poglądy Darwina
potencjał
rozrodczy
organizmów
ograniczenie
zasobów
różnice
między
osobnikami
przekazywan
ie cech
potomstwu
walka
o
byt
przeżycie
najlepszeg
o
zmiana
częstości
występowani
a cech w
populacji
Poglądy Darwina
Poglądy Darwina
•
Dowody ewolucji:
Dowody ewolucji:
paleontologia
paleontologia
(szczątki kopalne)
(szczątki kopalne)
zoogeografia
zoogeografia
(rozmieszczenie
(rozmieszczenie
gatunków)
gatunków)
anatomia
anatomia
(homologia i analogia
(homologia i analogia
narządów)
narządów)
Poglądy Darwina
Poglądy Darwina
•
W
W
ą
ą
tpliwo
tpliwo
ś
ś
ci Darwina:
ci Darwina:
niewielka ilo
niewielka ilo
ść
ść
form przej
form przej
ś
ś
ciowych w materiale
ciowych w materiale
kopalnym
kopalnym
istnienie cech nieprzydatnych
istnienie cech nieprzydatnych
pocz
pocz
ą
ą
tek cech u
tek cech u
ż
ż
ytecznych
ytecznych
krótki czas istnienia Ziemi (wg Kelvina 100
krótki czas istnienia Ziemi (wg Kelvina 100
milionów lat)
milionów lat)
mechanizm dziedziczenia (pośredniość cech
mechanizm dziedziczenia (pośredniość cech
potomka w stosunku do cech rodziców)
potomka w stosunku do cech rodziców)
(zignorował wyniki Gregora Mendla)
(zignorował wyniki Gregora Mendla)
Kryzys Darwinizmu
Kryzys Darwinizmu
•
1900 r. – opisanie praw dziedziczenia
1900 r. – opisanie praw dziedziczenia
przez de Vriesa i rozwój genetyki
przez de Vriesa i rozwój genetyki
•
słabość praw ewolucji:
słabość praw ewolucji:
prawo biogenetyczne Haeckla
prawo biogenetyczne Haeckla
(ontogeneza odzwierciedla filogenezę)
(ontogeneza odzwierciedla filogenezę)
prawo Dollo (ewolucja nigdy się nie cofa)
prawo Dollo (ewolucja nigdy się nie cofa)
prawo Cope’a (w toku ewolucji rozmiary
prawo Cope’a (w toku ewolucji rozmiary
ciała osobników danego gatunku
ciała osobników danego gatunku
zwiększają się)
zwiększają się)
Mutacjonizm
Mutacjonizm
•
podstawow
podstawow
ą
ą
p
p
rzyczyną
rzyczyną
zmian
zmian
ewolucyjnych s
ewolucyjnych s
ą
ą
mutacje
mutacje
•
mutacje nadają ewolucji kierunek
mutacje nadają ewolucji kierunek
(
(
organizm ma „wbudowan
organizm ma „wbudowan
ą
ą
” tendencj
” tendencj
ę
ę
do
do
zmian w okre
zmian w okre
ś
ś
lonym kierunku
lonym kierunku
)
)
•
dobór naturalny ma marginalne znaczenie
dobór naturalny ma marginalne znaczenie
ponieważ różnice międzyosobnicze są
ponieważ różnice międzyosobnicze są
znikome (pojęcie genotypu dzikiego)
znikome (pojęcie genotypu dzikiego)
Saltacjonizm
Saltacjonizm
•
za zmiany ewolucyjne
za zmiany ewolucyjne
odpowiedzialne są makromutacje
odpowiedzialne są makromutacje
(jednoczesne mutacje obejmujące
(jednoczesne mutacje obejmujące
wiele genów) – w ich wyniku
wiele genów) – w ich wyniku
powstają organizmy potomne
powstają organizmy potomne
znacząco różniące się od rodziców
znacząco różniące się od rodziców
Genetyka populacyjna
Genetyka populacyjna
•
1926 r. – rosyjski genetyk Czetwerikow
1926 r. – rosyjski genetyk Czetwerikow
obala pojęcie genotypu dzikiego
obala pojęcie genotypu dzikiego
•
genetyka populacyjna rozwija się również
genetyka populacyjna rozwija się również
w Anglii (Fisher, Haldane) i USA (Wright)
w Anglii (Fisher, Haldane) i USA (Wright)
•
Dobzhansky popularyzuje możliwość
Dobzhansky popularyzuje możliwość
integracji genetyki populacyjnej i teorii
integracji genetyki populacyjnej i teorii
Darwina
Darwina
Syntetyczna teoria ewolucji
Syntetyczna teoria ewolucji
•
koniec lat 40-tych XX w. – narodziny
koniec lat 40-tych XX w. – narodziny
„nowej” teorii ewolucji (synteza
„nowej” teorii ewolucji (synteza
genetyki populacyjnej i darwinizmu)
genetyki populacyjnej i darwinizmu)
•
synonimy: nowa synteza, nowy
synonimy: nowa synteza, nowy
neodarwinizm
neodarwinizm
•
Słowa klucze: gen i genotyp
Słowa klucze: gen i genotyp
Syntetyczna teoria ewolucji
Syntetyczna teoria ewolucji
•
Podstawowe założenia:
Podstawowe założenia:
ewolucji podlega populacja
ewolucji podlega populacja
populacj
populacj
ę
ę
cechuje pula genowa
cechuje pula genowa
pula sta
pula sta
ł
ł
a w ka
a w ka
ż
ż
dym pokoleniu = stan
dym pokoleniu = stan
równowagi genet
równowagi genet
ycznej
ycznej
pula zmienna = ewolucja (rozmna
pula zmienna = ewolucja (rozmna
ż
ż
anie
anie
nielosowe, ró
nielosowe, ró
ż
ż
nicuj
nicuj
ą
ą
ce)
ce)
kierunek zmian wyznaczany jest przez dobór
kierunek zmian wyznaczany jest przez dobór
naturalny
naturalny
mutacje s
mutacje s
ą
ą
jednym ze źródeł
jednym ze źródeł
zmienno
zmienno
ś
ś
ci
ci
Prawo Hardy’ego-Weinberga
Prawo Hardy’ego-Weinberga
•
P
P
opulacja znajduje się w stanie
opulacja znajduje się w stanie
równowagi genet
równowagi genet
ycznej
ycznej
, gdy:
, gdy:
jest dostatecznie du
jest dostatecznie du
ż
ż
a
a
nie zachodz
nie zachodz
ą
ą
mutacje
mutacje
dobór naturalny nie dzia
dobór naturalny nie dzia
ł
ł
a na korzy
a na korzy
ść
ść
ani
ani
na
na
niekorzy
niekorzy
ść
ść
ż
ż
adnej cechy
adnej cechy
rozmna
rozmna
ż
ż
anie jest losowe
anie jest losowe
nie zachodz
nie zachodz
ą
ą
migracje osobników
migracje osobników
Powstawanie nowych
Powstawanie nowych
gatunków
gatunków
•
Według nowych ewolucjonistów
Według nowych ewolucjonistów
podstawowym mechanizmem
podstawowym mechanizmem
powstawania nowych gatunków jest
powstawania nowych gatunków jest
specjacja allopatryczna
specjacja allopatryczna
Specjacja allopatryczna
Specjacja allopatryczna
•
zmiany ewolucyjne wynikaj
zmiany ewolucyjne wynikaj
ą
ą
ze zmian
ze zmian
cz
cz
ę
ę
sto
sto
ś
ś
ci genów w populacji
ci genów w populacji
•
specjacja i powstawanie nowych taksonów
specjacja i powstawanie nowych taksonów
wynika ze stopniowego gromadzenia
wynika ze stopniowego gromadzenia
takich zmian w populacjach
takich zmian w populacjach
•
specjacja wymaga izolacji cz
specjacja wymaga izolacji cz
ęś
ęś
ci populacji
ci populacji
•
przyczyn
przyczyn
ą
ą
izolacji mo
izolacji mo
ż
ż
e by
e by
ć
ć
bariera
bariera
geogr
geogr
aficzna
aficzna
Mutacjonizm vs
Mutacjonizm vs
selekcjonizm
selekcjonizm
•
Mutacje s
Mutacje s
ą
ą
losowe, ale:
losowe, ale:
nie wszystkie mutacje s
nie wszystkie mutacje s
ą
ą
równie
równie
prawdopodobne
prawdopodobne
mutacje w pewnym kierunku i kierunku
mutacje w pewnym kierunku i kierunku
odwrotnym nie musz
odwrotnym nie musz
ą
ą
by
by
ć
ć
równie
równie
prawdopodobne
prawdopodobne
cz
cz
ę
ę
sto
sto
ść
ść
mutacji zale
mutacji zale
ż
ż
y od warunków
y od warunków
zewn
zewn
ę
ę
trznych i tempa mutacji typowego
trznych i tempa mutacji typowego
dla danego genu
dla danego genu
Punktualizm
Punktualizm
•
1972 r. – Gould i Eldredge ogłaszają
1972 r. – Gould i Eldredge ogłaszają
koncepcję naruszanej równowagi
koncepcję naruszanej równowagi
ewolucyjnej:
ewolucyjnej:
Darwin błędnie zakłada stałość tempa
Darwin błędnie zakłada stałość tempa
ewolucji
ewolucji
tempo ewolucji jest zmienne:
tempo ewolucji jest zmienne:
przeplataj
przeplataj
ą
ą
si
si
ę
ę
dwie fazy -
dwie fazy -
stazy
stazy
i
i
skoki
skoki
(specjacje)
(specjacje)
Ewolucja neutralna
Ewolucja neutralna
•
Pod koniec lat 70-tych japoński genetyk
Pod koniec lat 70-tych japoński genetyk
Kimura stwierdził, że:
Kimura stwierdził, że:
znaczna część zmian ewolucyjnych zachodzi
znaczna część zmian ewolucyjnych zachodzi
bez udziału doboru naturalnego
bez udziału doboru naturalnego
większość podstawień aminokwasów ma
większość podstawień aminokwasów ma
charakter neutralny
charakter neutralny
dla różnych klas białek tempo mutacji
dla różnych klas białek tempo mutacji
neutralnych jest różne
neutralnych jest różne
tempo ewolucji neutralnej odpowiada tempu
tempo ewolucji neutralnej odpowiada tempu
mutacji neutralnych
mutacji neutralnych
zmiany molekularne mogą być traktowane
zmiany molekularne mogą być traktowane
jako zegar wydarzeń ewolucyjnych
jako zegar wydarzeń ewolucyjnych
William D. Hamilton
William D. Hamilton
•
Teoria dostosowania łącznego
Teoria dostosowania łącznego
–
Przetrwanie niekoniecznie oznacza
Przetrwanie niekoniecznie oznacza
reprodukcja
reprodukcja
–
To geny mają być przekazane a więc nie
To geny mają być przekazane a więc nie
trzeba się rozmnażać wystarczy pomóc
trzeba się rozmnażać wystarczy pomóc
rozmnażać się „członkom rodziny”
rozmnażać się „członkom rodziny”