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Evolutions-Ringvorlesung Vorbereitung 1. Ursachen und Mechanismen der Mikroevolution Was ist Leben? Wachstum und Fortpflanzung mit Vererbung + Energie-, Stoff- und Informationsaustausch + Reaktion auf Veränderungen der Umwelt + Individuen mit beschränkter Lebensdauer _________ = L e b e w e s e n = Alle Voraussetzungen für Evolution Vererbbare Variation + Variation in Fitness + Selektion =Evolution zufällige Selektion = Änderung ohne Anpassung z.B. Meiose - Zufall → genetischer Drift, · Flaschenhalseffekt · Siedlereffekt nichtzufällige Selektion =adaptive Evolution, Änderungen mit Anpassungen Selektion wirkt gerichtet oder stabilisierend: Relative Stabilität der meisten Merkmale → Viele Gene wenig variabel Instabilität nur selten → Dann aber fortwährende Änderung Genome: (konservativ + progressiv) Beispiele für ständige Änderung → Immunsystem → Prostataproteine Evolution: · Schrittweiser Fortschritt – Bild des Bergsuchers · ständige Wiederholungen von Variation und Selektionserfolgen · fortwährende Koevolution: Parasit – Wirt, Räuber – Beute · Umwelt (= Selektion) räumlich variabel →Individuum kontrolliert seine Umwelt • Wählt optimale Nische • Klima, Biotop, Ernährung, Schutz • Erschafft eigene Nische
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! „survival of the fittest“ = Überlieferung des Codes des erfolgreichsten Vervielfältigers Wie Aufrechterhaltung der Variation? 1. Vorteil des Seltenen · negative Häufigkeitsabhängige Selektion ◦ seltene Eigenschaften Überraschen Freund wie Feind ◦ häufigste Form wird am häufigsten gefressen, Jäger passt sich darauf an 2. Trade-offs · negative Rückkopplung ◦ Eigenschaften kommen nicht allein: groß = langsam 2. Phylogenie (Phylogenetische Systematik: Kladistik) Baum des Lebens: ein Netzwerk · lateraler Gentransfer · Ähnlichkeit durch Konvergenz erschwert erfassen der Zusammenhänge · stille Substitutionen erschweren zusätzlich · Homologie Kriterien: 1. Lage im Organismus: oft an entsprechenden Stellen im Gefügesystem des Organismus, auch wenn Morphologie verändert 2.Kriterium der Kontinuität: homologe Strukturen über Zwischenformen miteinander verbunden 3. Kriterium der spezifischen Qualität: Übereinstimmung in spezifischen Sondercharakteren (Komplexität der Struktur)
heute: über Bioinformatische Methoden, weniger Homologien
Phylogenetische Rekonstruktions Prinzipien Maximum Parsimony (Prinzip der Maximalen Sparsamkeit)
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Maximum Likelihood (Maximale bedingte Wahrscheinlichkeit) →Schätzverfahren, nach der die Verteilung am plausibelsten erscheint wichtigster und strittigster Punkt: Wahl eines geeigneten Evolutionsmodells 3. Synthese von Populationsgenetik, Entwicklungsbiologie und Ökologie Basis: 3 Naturbeobachtungen 1. Tiere und Pflanzen zeigen biologische Variablität. 2. Individuelle Variabilität ist zu einem gewissen Grad vererbbar. 3. Tiere und Pflanzen zeigen Überproduktion, bei gleichbleibender Populationsgröße. Evolution erfolgt durch natürliche Selektion (allerdings gibt es mehrere Evolutionstheorien bei Darwin) und ist die kumulative Veränderung der vererbbaren Eigenschaften von Organismen über die Generationsfolge. Schlussfolgerung: 1. Kumulative Veränderung der vererbbaren Eigenschaften. - Selektionstheorie (natürliche Auslese) Evolutionäre Genetik, Populationsgenetik 2. Gemeinsame Abstammung (historische Verwandtschaft aller Lebewesen) 3. Gradualismus (Modifikation führt zu neuen Strukturen) Vergleichende Morphologie 4. Vervielfachung der Arten (Speziation, Isolation) Phylogenie, Isolationsmechanismen →Basis-Theorien der Evolution
Beweise:
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! · Konservierung der Entwicklungskontrollgene Populationsgenetik Mutationen müssen sich in der Population durchsetzen → Populationsgenetik beschäftigt sich mit Frequenzen von Genen (bzw. Allelen) in Populationen einer Art →Hardy-Weinberg Modell (Annahme: 1 Gen, 2 Allele, A und a) → neutrale Evolution(Motoo KIMURA) - meisten genetischen Veränderungen sind gegenüber der Selektion neutral, also keine Vor- oder Nachteile bringen Schlussfolgerungen neutrale Evolution 1. Die meisten molekularen Polymorphismen sind selektiv neutral. 2. Die meisten molekularen Änderungen, die über evolutionäre Zeiträume fixiert werden, sind selektiv neutral. 3. Die neutrale Evolutionstheorie sagt voraus, dass die meisten Mutationen, die die Proteinstruktur verändern durch Selektion eliminiert werden. (Negative Selektion) →Entwicklungskontrollgene hoch konserviert ist Vorhersage Evolution... · ist die kumulative Veränderung der vererbbaren Eigenschaften von Organismen über die Generationsfolge. · ist die Veränderung von Genfrequenzen in natürlichen Populationen.
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! · ist die Kontrolle der Entwicklung durch die Umwelt. (Mundhöhlen-Dimorphismus nach Futtermangel bei Nematode P. pacificus) 4. Das geologische Archiv der Evolution →Evolution findet in geologischen Zeiträumen statt Fossilien (in scholastischer Schule des Mittelalters): „Fossilien entstehen spontan in Lehm und Gesteinen durch die magische „plastische“ Kraft der Natur: visplastica oder virtus formativa“ Beginn moderner Wissenschaft: · Nicholas Steno (1638-1686) · Johann Beringer (1726, Fossiliensteine und anschließender Skandal) →Ende der spirituellen Erklärungen der Fossilien · Schleuchzer: Fossilien als Überbleibsel der Sintflut →aber: Fossilien ändern sich nicht kontinuierlich, Übergangsformen fehlen →Darwin: Geologisches Archiv Lückenhaft („missing link“) · Schneckenfunde im Steintaler Becken: Hilgendorf entdeckt langsame Veränderung über verschiedene Horizonte hinweg →erster Beleg für Darwins Evolutionstheorie sympatrische Speziation: Artaufspaltung durch äußere Beeinflussung: Zerteilen der Gebiets in Teilbereiche → Beschleunigung der Evolution- Flaschenhalseffekt allopatrische Speziation: Artaufspaltung durch genetische Veränderung
Punktualismus
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