Információ

Az evolúció keresése, a múltbeli virágszámok összehasonlítása a jelennel

Az evolúció keresése, a múltbeli virágszámok összehasonlítása a jelennel


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Egy feltételezett lepkefajban a szárnyfoltokat egyetlen lókusz szabályozza, ahol a BB egyedeken kék foltok, az YY egyedeken sárga foltok, a BY egyedeken pedig zöld foltok találhatók. Tíz évvel ezelőtt egy korábbi gyűjtő véletlenszerűen gyűjtött össze 1000 lepkét, és arról számolt be, hogy 90 kéket, 420 zöldet és 490 sárgát talált. 40 kéket, 320 zöldet és 640 sárgát gyűjt össze. Történt-e evolúció ebben a populációban? Ha igen, benne van a természetes szelekció?

Sok próbálkozásom volt ebben a kérdésben, mindegyikhez a p és q gyakoriságot HW modellel számoltam ki.

10 évvel ezelőtt: 90+90+420/2000=0,3 BB 490+490+420/2000=0,7 YY

Jelenleg: 40+40+320/2000=0,2 BB 640+640+320/2000= 0,8YY

De nem hiszem, hogy tudhatom, hogy megtörtént-e az evolúció és ebből a természetes szelekció (mert például a sárga Y allél magában foglalja a heterozigótákat is).

Mit tegyek? Kiszámolom mindegyik várható számát, és beleteszem a Chi-négyzet tesztbe, de hogyan tudnék ebből természetes szelekciót elérni? Kérem, segítsen


Történt-e evolúció ebben a populációban?

Ha $p$ különbözik a populációban, akkor igen. Ha $p_1$ és $p_{10}$ (a két különböző becslés az 1. és a 10. generációnál) egyenlő, akkor minden eltérést mintavételi hiba okoz. Ezért állítsa be a $P_1 = P_{10}$ nullhipotézist, és végrehajt egy khi-négyzet tesztet.

A természetes szelekció benne van?

Ehhez ismernünk kell a generációs időt és a népességszámot. Feltételezhetjük, hogy a generáció egy éves (10 generáció). A mintában szereplő lepkék genetikai adataiból megbecsülhető volt a populáció mérete $N$. A genetikai diverzitás várható vesztesége nemzedékenként $frac{1}{2N}$, de mérlegelnie kell minden lehetséges utat, amelyen $p_1$-ról $P_{10}$ értékre lehet eljutni egy binomiális eloszlás sorozatával és összegezzük a valószínűségeiket. Ennek ellenére számítási szempontból egy kicsit költséges, ha $N$ nagy, de néhány Markov-modell-elmélet adhat némi egyszerűsítést.


Ha lát egy ilyen kérdést, akkor csak előre kell kiszámolnia, hogy a lakosság Hardy-Weinberg egyensúlyban van-e, mert szinte biztos, hogy ezt fogják feltenni.

10 évvel ezelőtt: 90+90+420/2000=0,3 BB 490+490+420/2000=0,7 YY

Ez a jelölés nem segít. B = 0,3, Y = 0,7

BB = 90/1000 = 0,09 BY = 420/1000 = 0,42 YY = 490/1000 = 0,49

Jelenleg: 40+40+320/2000=0,2 B 640+640+320/2000= 0,8 Y

BB=0,04 BY=0,32 YY=0,64

Az allélgyakoriságok megváltoznak, ami definíció szerint az evolúció. De a populációk a HWE-ben voltak és maradnak, ami azt sugallja, hogy ennek a feltételnek az összes követelménye, beleértve azt is, hogy jelenleg nincs szelekció, fennáll.


Fejlődő ötletek a virágok eredetéről és evolúciójáról: új perspektívák a genomikus korszakban

A virág eredete kulcsfontosságú újítás volt az összetett organizmusok történetében, drámai módon megváltoztatva a Föld élővilágát. Az elmúlt 25 évben a filogenetika, a fejlődésgenetika és a genomika fejlődése jelentősen javította a virágok evolúciójának megértését, de a virágevolúció kulcsfontosságú aspektusai továbbra is fennmaradtak, mint például a genetikai és morfológiai változások sorozata, amelyek az első virágok megjelenését eredményezték. Az összes létező zárvatermő faj ~70%-át jellemző öttagú eudikóta virág eredetét lehetővé tevő tényezők, valamint a gén- és genomduplikációk szerepe a viráginnovációk elősegítésében. A korai kulcsfontosságú koncepció az Elliott Meyerowitz és Enrico Coen által kifejlesztett virágos orgonaspecifikáció ABC modellje volt, amely két modellrendszeren alapult, Arabidopsis thaliana és Antirrhinum majus. Mára azonban világossá vált, hogy ezek a modellrendszerek nagymértékben származtatott fajok, amelyek molekuláris genetikai-fejlődési szerveződése nagyon különbözik az ősi, valamint a korai zárvatermőkétől. Ebben a cikkben megvitatjuk, hogy az új kutatási megközelítések hogyan világítják meg a virágfejlődés korai eseményeit és a további fejlődés kilátásait. A virágevolúció kutatásának következő generációjának előmozdítása különösen egy vagy több funkcionális modellrendszer kifejlesztését teszi szükségessé a bazális zárvatermők és bazális eudikóták közül. Tágabb értelemben a genomikai és evolúciós-fejlődési elemzésekhez „modell-kládok” kidolgozását szorgalmazzuk az egyedi „modellorganizmusok” elsődleges használata helyett. Azt jósoljuk, hogy hamarosan új evolúciós modellek jelennek meg genetikai/genomikus modellekként, amelyek soha nem látott új betekintést nyújtanak a virágok evolúciójába.

A virág eredete a késő jura és a korai kréta korszakban (a legfrissebb becslések 150 és 190 MYA közötti Magallón et al. 2015) kulcsfontosságú evolúciós innováció volt, amely alaposan megváltoztatta a Föld élővilágát. A virágzó növények (angiosperms) a szaporodási biztonsággal és a virág által biztosított gyorsasággal a legtöbb ökoszisztémában más magnövényeket váltottak fel. A virágok diverzifikációja és az ebből eredő gyümölcs koevolúciós változást idézett elő a beporzókban és diszpergálókban, ami széles körű hatást gyakorolt ​​a növényevőkre, mikorrhizákra és más kölcsönhatásban lévő szervezetekre. Az emberi civilizáció fejlődése az elmúlt 10 évezredben szintén szorosan összefüggött a virággal, hiszen a magvak és a gyümölcsök – különösen a gabonafélék – képezik a mezőgazdaság alapját az agrár- és a modern társadalomban egyaránt. Így a virág eredetének és evolúciójának genetikai alapjainak tisztázása alapvetően befolyásolja mind a szervezetek evolúciójának megértését, mind azt a képességünket, hogy a kulcsfontosságú zárvatermő növények biotechnológiájával növeljük az élelmiszertermelést.

A filogenetikát, a fejlődésgenetikát és a genomikát magában foglaló multidiszciplináris kutatások széles spektruma ösztönzi ezt a munkát, és elősegíti a virágfejlődés felülvizsgált nézeteit. Az egyik kulcsfontosságú elem egy robusztus filogenetikai keret kifejlesztése volt az Életfa zárvatermő ágához (például., Soltis et al. 2011), hogy a virág fejlődési genetikáját a megfelelő evolúciós kontextusba helyezzék (evolúciós-fejlődésbiológia, evo-devo). Ennek megfelelően a virágfejlődési genetika feltárására használt eredeti genetikai modellek, Arabidopsis thaliana és Antirrhinum majus (Coen és Meyerowitz 1991), erősen származtatott rosid és asterida fajok, amelyek a zárvatermő növények mag eudicot kládjába ágyazódnak (1. ábra). A genetika legfontosabb szempontjai Arabidopsis és Tátika virágfejlődés is működik a genetikai modellek a nagy származású fűfélék család (Poaceae), beleértve Oryza és Zea (Mena et al. 1996 Ambrose et al. 2000), amelyek az egyszikű kládon belül vannak beágyazva. Annak ellenére, hogy a zárvatermők sokféleségének látszólagos megőrzése, az összehasonlító molekuláris vizsgálatok szintézise azt sugallja, hogy a virággenetikai programok Arabidopsis és Tátika evolúciós eredetűek, és új paradigmára van szükség (lásd alább) a virágok korai evolúciójának leírásához (Soltis et al. 2002, 2006a,b, 2007, 2009a Kanno et al. 2003 Albert et al. 2005 Kim et al. 2005 Chanderbali et al. 2006, 2009, 2010 Shan et al. 2006 Kramer et al. 2007 Theissen és Melzer 2007 Broholm et al. 2008 Specht és Bartlett 2009 Rasmussen et al. 2009 Yoo et al. 2010a,b Brockington et al. 2013 Ronse de Craene és Brockington 2013 Hileman 2014a,b Specht és Howarth 2015 Glover et al. 2015 Galimba és Di Stilio 2015).

A magnövény-filogenezis összefoglaló fája, amely bemutatja a virágos növények főbb leszármazását és a testvércsoportot, a fennmaradt gymnospermeket. A pirossal jelölt virágfejlődési genetikai forrásokkal rendelkező fajok túlnyomórészt az aszterida és rozid kládjai között oszlanak meg. Pentapetalae. A kékkel jelölt további „evolúciós modellekre” van szükség a virágevolúció főbb átmeneteinek genetikai alapjaival kapcsolatos kérdések megválaszolásához.

Ebben a cikkben áttekintjük a virágfejlődés evolúciójának központi tételeit, összekapcsolva a specifikus virágos innovációkat az ismert genetikai programokkal, és új irányokat javasolunk a virágok evolúciós diverzifikációjának genetikai alapjainak megértéséhez. Az evolúciós innováció három skálájára összpontosítunk: az első virágok eredetére, a virágok eredetére Pentapetalae, az élő zárvatermő fajok ~70%-át képviselő fő alklád, és a specifikus virágújítások eredete. A cikkhez kapcsolódó kifejezések szószedetét lásd az 1. táblázatban.


Absztrakt

Az evolúciós biológia, ökológia és biogeográfia kulcskérdése annak megértése, hogyan és miért változik az evolúciós diverzifikáció mértéke. Az evolúciós sebességek kölcsönhatásban lévő folyamatok nettó eredménye, amelyeket olyan fogalmak alatt foglalnak össze, mint az adaptív sugárzás és az evolúciós stagnálás. Itt áttekintjük az evolúciós diverzifikációs irodalom központi fogalmait, és szintetizáljuk ezeket egy egyszerű, általános keretbe a diverzifikáció mértékének tanulmányozására és azok mögöttes dinamikájának számszerűsítésére, amely kládokon és régiókon, valamint térbeli és időbeli skálákon alkalmazható. Keretrendszerünk leírja a diverzifikációs rátát (d) az abiotikus környezet függvényében (a), a biotikus környezet (b), és a kládspecifikus fenotípusok vagy tulajdonságok (c) és így, d

ABC. A négy összetevőre hivatkozunk (ad) és kölcsönhatásaik együttesen az „Evolúciós Aréna”. Felvázoljuk ennek a keretnek az analitikai megközelítéseit, és bemutatunk egy tűlevelű esettanulmányt, amelyhez az általános modellt paraméterezzük. Három fogalmi példát is tárgyalunk: a Lupinus sugárzás az Andokban a feltörekvő ökológiai lehetőségek és az éghajlati oszcillációk miatti ingadozó összeköttetés összefüggésében, az óceáni szigetek sugárzása a szigetképződés és az erózió összefüggésében, valamint a mediterrán orchidea nemzetség biotikus eredetű sugárzásai Ophrys. A tűlevelű esettanulmány eredményei összhangban vannak azzal a régóta fennálló forgatókönyvvel, miszerint az alacsony verseny és a niche-evolúció magas aránya elősegíti a diverzifikációt. A koncepcionális példák azt mutatják be, hogy a szintetikus Evolutionary Arena keretrendszer használata hogyan segít meghatározni és strukturálni az evolúciós sugárzások kutatásának jövőbeli irányait. Ily módon az Evolutionary Arena keretrendszer elősegíti az evolúciós sebességek változásának általánosabb megértését azáltal, hogy a kvantitatív eredményeket összehasonlíthatóvá teszi az esettanulmányok között, ezáltal lehetővé téve az evolúciós és ökológiai folyamatok új szintéziseinek megjelenését.


Az evolúció keresése, a múltbeli virágszámok összehasonlítása a jelennel - Biológia

​​​ 5.4 témakör – Kladisztika

Lényeges ötlet: A fajcsoportok származására a bázis- vagy aminosav-szekvenciák összehasonlításával lehet következtetni.

Az elméletek meghamisítása azzal, hogy az egyik elméletet felváltja a másik – a növénycsaládokat a kladisztikából származó bizonyítékok eredményeként átsorolták. (1,9)

Megértések:

∑ - A klád olyan organizmusok csoportja, amelyek egy közös ősből fejlődtek ki.

  • Idővel a fajok fejlődnek és szétválnak, hogy új fajokat képezzenek
  • Ez a folyamat ismétlődően megtörténhet néhány rendkívül sikeres fajnál, ami olyan organizmusok nagy csoportjához vezet, amelyeknek közös őse van
  • Ezeket a fajcsoportokat egy közös ősből fejlődtek ki, amelyek közös jellemzőkkel rendelkeznek, kládnak nevezik
  • A fa elágazási pontjai azt az időt jelzik, amikor a két taxon kiömlött egymásból
  • Az ágak közötti eltérés mértéke azt a különbséget jelenti, amely a két taxon között az eltérés óta kialakult

∑ - Egy gén bázisszekvenciájából vagy egy fehérje megfelelő aminosavszekvenciájából nyerhető bizonyíték arra, hogy mely fajok tartoznak egy kládba.

  • Néha nehéz meghatározni, hogy mely fajok tartoznak egy bizonyos kládhoz
  • A legpontosabb bizonyíték bizonyos fehérjék aminosav-szekvenciáiból, mint például a hemoglobin és a citokróm C, valamint a gének bázisszekvenciáiból származik.

DNS-bázis szekvenciák

  • A DNS-hibridizációt más állatfajokból származó DNS-sel hajtják végre, hogy feltárják, milyen közeli rokonságban állnak ezek az emberekkel
  • Diagram jobbra

Bizonyos fehérjék aminosavszekvenciája

  • Az alfa- és béta-hemoglobin szekvenciája ismert az emberekről, a csimpánzokról és a gorillákról. Az emberek és a csimpánzok alfa- és béta-szekvenciái azonosak, amelyektől a gorillák csak egy-egy láncban különböznek egymástól.
  • Az alfa-hemoglobin 23. pozíciójában például a gorillák aszparaginsavat tartalmaznak glutaminsav helyett, és a béta hemoglobin 104. pozíciójában a gorillákban arginin helyett lizin található.

Kapcsolat az ember és a csimpánz közötti hasonlóságokkal DNS http://bit.ly/1DXeU0N

  • Az aminosavak jobb- vagy balkezes tájolásúak is
  • A földi élőlények többsége balkezes aminosavakat használ fehérje felépítéséhez, és csak kis részük használ jobbkezes aminosavakat (főleg bizonyos baktériumok). Ez azt jelenti, hogy ezeknek az életformáknak az azonos aminosav-orientációjú közös ősei vannak

Egy másik példa az immunológiai vizsgálatokból származik, amely a fajok specifikus fehérjéiben mutatkozó különbségek kimutatásának módja, közvetetten megmutatva, hogy két faj milyen szoros rokonságban áll

  • Humán vérszérumot (vér mínusz sejtek és fibrinogén) nyerünk, és egy nyúlba fecskendezzük
  • Később mintát vesznek a nyulak véréből, amely humán fehérjék elleni humán antitesteket tartalmaz
  • Más emlősök szérumát összekeverik az emberellenes antitestekkel
  • Minél több a csapadék, annál szorosabb rokonságban áll az állat az emberrel

Faj
% Kicsapódás humán szérummal
% Különbség az embertől
Emberi
100
-
Csimpánz
95
5
Gorilla
95 5
Orangután
85
15
Gibbon
82 18
Pávián
73
27
Pók majom
60
40

∑ - A szekvenciakülönbségek fokozatosan halmozódnak fel, így pozitív korreláció van a két faj közötti különbségek száma és a közös őstől való eltérés óta eltelt idő között.

  • A DNS bázisszekvenciájának eltéréseit mutációk okozzák. Ezek az idő múlásával fokozatosan felhalmozódnak.
  • A nukleáris DNS és a mitokondriális DNS szekvenálásával biokémiai törzset alakíthatunk ki a fajok között a közös ősök kimutatása érdekében
  • A szekvenciák különbségéből következtethetünk arra, hogy egy bizonyos faj mikor vált el egy közös őstől

∑ - A tulajdonságok lehetnek analógok vagy homológok.

Analóg szerkezetek

  • Egyes különböző csoportokhoz tartozó állatok azonos vagy hasonló élőhelyen élnek
  • Ez hasonló felületi struktúrák kialakulásához vezethet a hasonló módon élő szervezetek számára
  • A szerkezetek kívülről anatómiailag összehasonlíthatónak tűnnek, belül azonban nem egyformák (nem osztoznak közös ősön)

Példa a különböző típusú szárnyakra vagy a cápák és delfinek közötti uszonyokra

Homológ struktúrák

  • Közös belső struktúrák, amelyek hasonlóak a látszólag eltérő állatokban, amelyek egy közös ősből fejlődtek ki.
  • A homológ struktúrák standard példája a „pentadaktil végtag”, amely az állatokban, például emberekben, delfinekben, denevérekben és kutyákban található öt számjegyű végtag.
  • Annak ellenére, hogy ennek a szerkezetnek az alakja, mérete és funkciója fajonként eltérő, a csontok általános szerkezete és helyzete ezekben a végtagokban ugyanaz.

∑ - A kladogramok olyan fadiagramok, amelyek a kládok legvalószínűbb divergenciáját mutatják.

β - Alkalmazás: Cladogramok, beleértve az embereket és más főemlősöket.

Rajzoljon egy kladogramot, amely embereket és más főemlősöket tartalmaz a fenti immunológiai vizsgálati táblázatban felsorolt ​​sorrend alapján, az előző megértésben

∑ - A kladisztikából származó bizonyítékok azt mutatják, hogy egyes csoportok szerkezeti osztályozása nem felelt meg egy csoport vagy faj evolúciós eredetének.

  • Mivel a bázis- és aminosav-szekvenciákból származó bizonyítékok csak az 1900-as évek közepén vagy végén váltak lehetővé, bizonyos növények és állatok hagyományos, kizárólag morfológián alapuló osztályozásában változás történt.
  • A kladisztika bizonyítékokat szolgáltatott arra vonatkozóan, hogy egyes morfológiák nem egyeznek meg azon organizmuscsoportok evolúciós eredetével, amelyekbe bekerültek.
  • Ennek eredményeként egyes csoportokat átsoroltak, egyes csoportokat egyesítettek vagy felosztottak, és néhány esetben egyes fajokat áthelyeztek egy másik csoportba.
  • Ez a folyamat azonban időigényes, az új kladisztikán alapuló osztályozások világos és tömörebb képet adnak a szervezet valódi természetes osztályozásáról.

β - Alkalmazás: A fügefű család átsorolása a kladisztikából származó bizonyítékok felhasználásával.

  • Egy élőlény átsorolására példa a Scrophlahulariaceae család
  • Egy ponton ez a család több mint 275 nemzetségből és 5000 fajból állt
  • A tudósok a közelmúltban kladisztikát alkalmaztak a Fügevirágok családjának átsorolására
  • Három kloroplaszt gén alapszekvenciájára összpontosítottak, és felfedezték, hogy a Fügevirág család fajai nem egy kládból, hanem öt kládból állnak, és helytelenül csoportosították őket egy családba.

Az alábbiakban most néhány csoportosulás képe látható

​​ β - Készség: Kladogramok elemzése evolúciós összefüggések levezetésére.

Íme néhány kép, amely felvázolja, hogy a kladogram melyik része a klád, és egy másik kép, amelyet az ősökről készítettem egy kladogram segítségével. A piros pontokat csomópontoknak nevezzük, és azt az időt jelzik, amikor a becslések szerint két faj szétvál.

Egy dolog, amit meg kell jegyeznünk, pusztán azért, mert egy olyan faj, mint a C, korábban vált szét, mint B-től, nem jelenti azt, hogy B tovább fejlődött. A tetején lévő összes faj jelen lévő D faj. Azok, amelyek kihaltak vagy megváltoztak, a csomópontoknál lennének.

[MedSocNet Illinois]

****Hozza létre saját kladogramját, amely legalább 8 organizmust tartalmaz biokémiai bizonyítékok, például DNS, fehérje hasonlóságok vagy immunológiai vizsgálatok segítségével. ****

5.2 Természetes szelekció

Alapvető ötlet: Az élet sokszínűsége a természetes szelekció révén fejlődött és fejlődik tovább.

A tudomány természete:

Használjon elméleteket a természeti jelenségek magyarázatára – a természetes szelekció általi evolúció elmélete megmagyarázhatja a baktériumok antibiotikum-rezisztenciájának kialakulását. (2.1)

Megértések:

∑ - Természetes szelekció csak akkor jöhet létre, ha ugyanazon faj tagjai között eltérések vannak.

  • A környezetüknek leginkább megfelelő egyedek túlélik és szaporodnak.
  • Ha nem lenne eltérés egy fajon belül, akkor minden egyed egyforma lenne, és egyik egyed sem részesülne előnyben a másikkal szemben, és nem megy végbe a természetes szelekció

∑ - A mutáció, a meiózis és az ivaros szaporodás eltéréseket okoz egy faj egyedei között.

  • Az ivaros szaporodás a megtermékenyítés és a meiózis révén változatosságot idézhet elő egy fajban.
  • Az ivaros szaporodás akkor következik be, amikor egy faj két különböző tagja olyan utódokat hoz létre, amelyekben mindkét szülő genetikai anyag kombinációja van.
  • A meiózis során a nőstény kromoszómáinak 50%-a a petesejtben (haploid ivarsejt) és a hím kromoszómáinak 50%-a a spermiumban (haploid ivarsejt) köt ki.
  • A meiózis során a kromoszómák egymástól függetlenül felsorakoznak vagy rendeződnek, ami (2n) a kromoszómák lehetséges variációit hozza létre a nemi sejtekben.
  • A meiózis során, konkrétan az 1. profázis során, átlépés történhet homológ kromoszómákban, ahol az egyes kromoszómák részei kicserélődnek.
  • Az ivaros szaporodás útján történő véletlenszerű megtermékenyítés spermiumok millióinak ad lehetőséget a petesejt megtermékenyítésére. Ez lehetővé teszi, hogy a különböző egyedeknél előforduló mutációk összeérjenek utódaikban.
  • Végül genetikai mutációk léphetnek fel, ahol új allélok keletkeznek. A genetikai mutációk a fajon belüli változatosság eredeti forrásai.

∑ - Az alkalmazkodás olyan tulajdonság, amely alkalmassá teszi az egyént környezetéhez és életmódjához.

  • Az, hogy egy szervezet hol és hogyan él, nagyrészt a sajátos alkalmazkodásoknak köszönhető, amelyek lehetővé teszik számára, hogy túléljen és szaporodjon egy adott területen vagy élőhelyen.
  • Más szóval, szerkezetük lehetővé teszi számukra, hogy abban a környezetben működjenek
  • A jegesmedvék jól alkalmazkodtak az Északi-sarkvidéki élethez. Nagy mennyiségű zsírréteg van bennük, hogy melegen tartsák őket. Erős úszók, erős alkarjuk és úszógumijuk segíti a felhajtóerőt. Üreges bundájuk van, hogy segítse a szigetelést is. A növények számára a kaktuszok víztároló szövettel és tüskével rendelkeznek (megakadályozzák a vízveszteséget), mivel a sivatagban ritkán esik az eső.

Az alkalmazkodás idővel a természetes szelekció révén fejlődik ki

Állatok a szélsőségekben - Mimic Octopus

∑ - A fajok hajlamosak több utódot hozni, mint amennyit a környezet el tud tartani.

  • A populációk általában több utódot hoznak létre, mint amennyit a környezet támogatni tud, amely túlélhetne egy adott közösségben vagy ökoszisztémában.
  • Például a halak több ezer tojást termelnek, de csak kevesen érik meg a felnőttkort.
  • A növények több száz vagy több ezer magot is termelhetnek, amelyeket a környezetbe engednek.
  • Ha a szülők nem töltenek sok, sőt egyáltalán nem időt a kicsinyeik gondozásával, sok utód születik. Ez egy reprodukciós módszer, amellyel bizonyos utódok átjutnak a következő generációba.
  • Azok a szülők, akik sok időt és energiát áldoznak fiókáik védelmére és nevelésére, általában sokkal kisebb almokkal rendelkeznek, vagyis a legtöbb emlős.
  • Azt a népsűrűséget, amelyet a környezet el tud tartani, teherbíró képességnek nevezzük.
  • Ha túl sok az élőlény, megnő az erőforrások iránti igény.
  • Egy ökoszisztémában azonban korlátozott az erőforrás-kínálat.
  • A túlnépesedés és az erőforrások korlátozott mennyisége versenyt teremt a népességen belül.

∑ - A jobban alkalmazkodó egyedek hajlamosak túlélni és több utódot hozni, míg a kevésbé jól alkalmazkodók hajlamosak meghalni vagy kevesebb utódot szülni.

  • A jótékony tulajdonságokkal rendelkező szervezetek képesek lesznek felülmúlni a kevésbé előnyös vagy káros genetikai tulajdonságokkal rendelkező egyedeket a korlátozott erőforrásokért és társaikért.
  • Ezért ezek az egyedek túlélik, szaporodnak, és továbbadják ezeket a genetikai tulajdonságokat az utódok következő generációjának.
  • A kevésbé kívánatos tulajdonságokkal rendelkező szervezetek elpusztulnak, vagy kevesebb utód születik

∑ - A szaporodó egyedek tulajdonságait adják át utódaiknak.

  • Ezek az élőlények, amelyek túlélnek és szaporodnak, ezeket a jótékony tulajdonságokat továbbadják utódaiknak
  • Ezeknek a jótékony genetikai tulajdonságoknak a felhalmozódása sok generáción keresztül a populációban az evolúciónak nevezett változást eredményezhet.
  • Egy másik faj kifejlődéséhez ezeknek a genetikailag eltérő egyedeknek végül szaporodási szempontból el kell különülniük (el kell különülniük az általános populációtól), ahol csak hasonló genetikai tulajdonságokkal rendelkező egyedekkel szaporodnak.
  • Az egyed megszerzett jellemzői, például a nagy izmok nem adják át a szervezet utódaira

∑ - A természetes szelekció növeli az egyedeket jobban alkalmazkodó tulajdonságok gyakoriságát, és csökkenti az egyéb jellemzők gyakoriságát, ami a fajon belüli változásokhoz vezet.

  • Mivel a fajok jobban alkalmazkodó egyedei azok, amelyek túlélik, szaporodnak és adják át génjeiket a következő generációnak, ezek az allélok gyakoribbá válnak a populáción belül.
  • Ugyanez igaz azokra az egyénekre is, akik kevésbé alkalmazkodnak a környezethez. Ezek az egyedek ritkábban szaporodnak és gyakrabban halnak meg, így csökken az alléljaik gyakorisága a populáción belül.
  • Ezek a változások sok generáción keresztül mennek végbe

Nézze meg a The Cosmos on Natural Selection (Kutyák evolúciója) 2. epizódját

***Csináld meg az adatalapú kérdéseket a 253. oldalon***

Alkalmazások és készségek:

β - Alkalmazás: A pintyek csőrében bekövetkezett változások a Daphne Major-on.

Nézze meg a galápagosi pintyek csőrméretének változásairól szóló kisfilmet

Végezze el az evolúciót a cselekvési adatok elemzésében és grafikonjaiban

Az adatelemzéshez szükséges szóróanyag a tanórán kerül átadásra. (Bac kezelése)

β - Alkalmazás: Az antibiotikum rezisztencia kialakulása baktériumokban.

Antibiotikum rezisztencia a baktériumokban

  • Az antibiotikumok közvetlenül elpusztítják a baktériumokat, vagy gyengítik a baktériumokat, így az immunrendszere képes felvenni a harcot és elpusztítani a behatoló kórokozót.
  • Ha a betegnek bakteriális fertőzése van, amikor a fertőzés leküzdésére antibiotikumokat adnak, az eredeti baktériumpopuláció többsége elpusztul.
  • Azonban ezeknek a baktériumoknak egy része nem pusztul el a DNS-ükben bekövetkezett változások miatt. Ezeket a változásokat a genomjukon belüli mutációk vagy egy antibiotikum-rezisztens gén egy másik baktériumból való átvitele okozhatja.
  • A rezisztencia nagyobb valószínűséggel fordul elő, ha nem veszik be a megfelelő mennyiségű antibiotikumot, vagy ha a beteg nem fejezi be a felírást.
  • Ezek a rezisztens baktériumok túlélnek és szaporodnak, így több azonos rezisztens baktériumot hoznak létre.
  • Ezek a rezisztens baktériumok a jövőben ismét beteggé teszik az embert.
  • Ha azonban ugyanazt az antibiotikumot adják be, ezek a baktériumok többé nem pusztulnak el.
  • Egy másik antibiotikum is felírható az új rezisztens baktériumok elpusztítására.
  • A rezisztencia átadható más patogén baktériumokra, így több rezisztens baktériumfaj jön létre.
  • Néhány példa a rezisztenciát kiváltó baktériumokra a Treponema pallidum, amely szifiliszt okoz, és a tuberkulózist okozó baktériumok (Mycobacterium tuberculosis)

***Csináld meg a 255. oldalon található adatalapú kérdést is***

• A tanulóknak tisztában kell lenniük azzal, hogy az egyén élete során megszerzett tulajdonságok nem örökölhetők. A lamarckizmus kifejezés nem kötelező.

• A természetes szelekció egy elmélet. Mennyi bizonyítékra van szükség egy elmélet alátámasztásához, és milyen ellenbizonyítékra van szükség annak cáfolásához?

5.1 Az evolúció bizonyítékai

Alapvető gondolat: Elsöprő bizonyítékok állnak rendelkezésre a földi élet evolúciójáról.

Minták, trendek és eltérések keresése – a változatos felhasználás ellenére is vannak közös vonások a gerincesek végtagjainak csontszerkezetében. (3.1)

Megértések:

∑ - Az evolúció akkor következik be, amikor egy faj örökölhető jellemzői megváltoznak.

  • Amikor egy faj vagy egy biológiai populáció öröklődő jellemzői az egymást követő generációk során megváltoznak
  • Ezeket a tulajdonságokat nem lehet egy életen át megszerezni, ezek öröklődő tulajdonságok vagy allélok egy szervezet DNS-ében

∑ - A fosszilis feljegyzések bizonyítékot szolgáltatnak az evolúcióra.

  • A kövületek a múltból származó állatok, növények és más organizmusok megmaradt maradványai.
  • A fosszilis feljegyzések a fajok időbeli fokozatos változását mutatják.
  • A fosszíliák megjelenésének idővonalát a tudósok várják, mivel a baktériumok és algák a legrégebbi a fosszíliákban. Később kifejtett állatok és trilobitok, majd dinoszauruszok és korai hüllők, madarak és emlősök később még.
  • Számos fosszilis szekvencia kapcsolja össze a mai élőlényeket valószínű őseivel. Például a mai lovak és zebrák közeli rokonságban állnak a tapírokkal és orrszarvúkkal, amelyek mind a Hyracotheriumhoz, az orrszarvúhoz ​​hasonló állathoz kötődnek.

*** Tegyen fel adatalapú kérdéseket a 243. oldalon***

∑ - A háziasított állatok szelektív tenyésztése azt mutatja, hogy a mesterséges szelekció evolúciót okozhat.

Szelektív tenyésztés

  • Növények és állatok tenyésztése meghatározott genetikai tulajdonságokra.
  • Jó rekordot mutat a genetikai jellemzők közelmúltbeli változásairól néhány tucat generáció során, amelyeket az ember kiválasztott tenyésztésre.
  • Például azokat a csirkéket, amelyek több tojást termelnek, vagy teheneket, amelyek több tejet adnak, kiválasztják a tenyésztésre, remélhetőleg ezeket a tulajdonságokat továbbadják a következő generációknak.
  • A növényeket hasonló módon lehet nemesíteni az alapján, hogy a tenyésztők milyen hasznos vagy előnyös tulajdonságokat szeretnének látni a következő generációs növényekben.
  • A háziasított kutyák evolúciója sokféle fajtát hozott létre mesterséges szelekció révén

Néhány jó videó a mesterséges szelekcióról

∑ - A homológ struktúrák adaptív sugárzás általi evolúciója megmagyarázza a szerkezeti hasonlóságokat, ha funkcióbeli különbségek vannak.

  • Közös belső struktúrák, amelyek hasonlóak a látszólag eltérő állatokban, amelyek egy közös ősből fejlődtek ki.
  • A homológ struktúrák szabványos példája a „Pentadactil végtag”, amely az állatokban, például emberekben, delfinekben, denevérekben és kutyákban található öt számjegyű végtag.
  • Annak ellenére, hogy ennek a szerkezetnek az alakja, mérete és funkciója fajonként eltérő, a csontok általános szerkezete és helyzete ezekben a végtagokban ugyanaz.

*** Tegyen fel adatalapú kérdéseket a 244. oldalon***

β - Alkalmazás: Emlősök, madarak, kétéltűek és hüllők pentadaktil végtagjának összehasonlítása különböző mozgási módszerekkel.

Rajzolja le és hasonlítsa össze egy emlős, madár, kétéltű és hüllő pentadaktil végtagját.

∑ - Egy faj populációi az evolúció során fokozatosan különálló fajokká válhatnak.

  • Egy populáción belül genetikai változatosság van
  • Ha ugyanannak a fajnak két populációja úgy válik el egymástól, hogy nem szaporodnak vagy nem kereszteződnek, mert földrajzi határok választják el őket, például az egyik csoport egy szigetre vándorol, vagy egy hegylánc választja el őket, akkor a természetes szelekció eltérően fog hatni e kettőre. külön populációk
  • Idővel ezek a populációk úgy változnak, hogy felismerhetően különböznek egymástól, és ha újra egyesülnének, keresztezkedhetnek vagy nem
  • Ezt a folyamatot specifikációnak nevezik

∑ - A rokon populációk földrajzi tartományán belüli folyamatos változás megfelel a fokozatos divergencia koncepciójának.

  • Amikor a populációk idővel szétválnak, és elkülönülnek, akkor várható, hogy ezek a populációk a variáció vagy divergencia különböző stádiumaiban vannak, és nem különül el mindegyik azonnal különálló organizmus, vagy ugyanaz a változatlan faj.
  • Darwin sok ilyen példát hozott, amelyek kissé eltérő populációkat mutattak be, de nem egyértelműen különálló fajok
  • Példák erre a galapagosi lávagyíkok és pintyek, valamint a Kr. e.

β - Alkalmazás: Melanisztikus rovarok fejlesztése szennyezett területeken.

Végezze el a borsos moly szimulációt

***Tegyen fel adatalapú kérdéseket a 248-249. oldalon***

• Az evolúciótörténet a tudomány különösen nagy kihívást jelentő területe, mivel a múltbeli események vagy azok okainak megállapítására nem lehet kísérleteket végezni.

Mindazonáltal léteznek tudományos módszerek arra, hogy bizonyos esetekben minden kétséget kizáróan megállapítsák, mi történt. Hogyan hasonlíthatók ezek a módszerek a történészek által a múlt rekonstrukciójára használt módszerekhez?

5.3 A biológiai sokféleség osztályozása

Együttműködés és együttműködés tudóscsoportok között – a tudósok a binomiális rendszert használják egy faj azonosítására, nem pedig a sok különböző helyi elnevezést. (4.3)

Megértések:

∑ - A fajok binomiális névrendszere univerzális a biológusok körében, és számos kongresszuson állapodtak meg és fejlesztettek ki.

  • A fajok osztályozásának formális két névrendszere.
  • Eredetileg Carolus Linnaeus svéd természettudós fejlesztette ki.
  • Jelenleg sok tudós és szakember találkozik a Nemzetközi Állattani Kongresszusok sorozatában, amelyek négyévente találkoznak különböző városokban.
  • Találkoznak, hogy megvitassák a genetikával, az állatok viselkedésével és az osztályozással kapcsolatos eredményeiket
  • Fő téma a binomiális nómenklatúra rendszere és az új élőlények osztályozásával vagy a régiek átsorolásával kapcsolatos döntések az új származású bizonyítékok miatt.

A kidolgozott binomiális nómenklatúra használatának fő céljai a következők:

  1. Győződjön meg arról, hogy minden szervezetnek egyedi neve van, amelyet nem lehet összetéveszteni egy másik szervezettel
  2. A név univerzálisan érthető, függetlenül a nevet használó nemzetiségtől vagy kultúrától
  3. A rendszeren belüli stabilitás azáltal létezik, hogy nem engedik meg, hogy az emberek érvényes tudományos indokok nélkül megváltoztassák a nevet

∑ - A fajok felfedezésekor a binomiális rendszer segítségével tudományos neveket kapnak.

  • A fajok osztályozásának formális két névrendszere.
  • Eredetileg Carolus Linnaeus svéd természettudós fejlesztette ki.
  • A binomiális névrendszerben a keresztnevet nemzetségnek nevezik, és mindig nagybetűvel írják.
  • A második név kis betűvel kezdődik, és fajnak nevezik.
  • The binomial system allows for scientists across cultures, regions and languages to communicate effectively with regards to specific organisms.

∑ - Taxonomists classify species using a hierarchy of taxa.

  • A taxon means a group of something
  • Scientists arrange or organize species into a hierarchical set of groups in order to organize organisms into specific similar groups based on similar characteristics
  • As one goes higher up on a classification chart, the greater the number of species are included in the group


∑ - All organisms are classified into three domains.

  • The Archaea and Bacteria domains are prokaryotes. These are organisms that do not have a membrane-bound nucleus and their DNA is not associated with proteins.
  • The Bacteria domain consists of Eubacteria and archaebacteria are classified as Archaeans.
  • The Eukarya domain includes eukaryotes, or organisms that have a membrane-bound nucleus. This domain is further subdivided into the kingdoms Protista, Fungi, Plantae, and Animalia
  • Groups organisms primarily based on differences in ribosomal RNA structure. A riboszómális RNS a riboszómák molekuláris építőköve.

∑ - The principal taxa for classifying eukaryotes are kingdom, phylum, class, order, family, genus and species.

Taxa
Emberi
Gray Wolf
Királyság
Animalia
Animalia
Törzs
Chordata
Chordata
Osztály
Emlősök
Emlősök
Rendelés
Főemlős
Carnivora
Család
Hominidae
Canidae
Nemzetség
Homo
Canus
Faj
sapiens
lupus

∑ - In a natural classification, the genus and accompanying higher taxa consist of all the species that have evolved from one common ancestral species.

  • For natural classification, it is assumed that all members of that group shared a common ancestor at some point in their history. This can be seen in their structure. Unnatural or artificial classification, for example, would be birds and flies. They both can fly however flight evolved separately, and they are classified separately

β - Application: Classification of one plant and one animal species from domain to species level.

Research one plant and one animal example and fill out the table below.

Taxa Plant example (__________________)
Animal example (___________________)
Tartomány


Királyság


Törzs


Osztály


Rendelés


Család


Nemzetség


Faj


∑ - Taxonomists sometimes reclassify groups of species when new evidence shows that a previous taxon contains species that have evolved from different ancestral species.


Finding for evolution, comparing past flower numbers with present - Biology

Fossils and the Birth of Paleontology: Nicholas Steno

If one day in history had to be picked as the birth of paleontology, it might be the day in 1666 when two fishermen caught a giant shark off the coast of Livorno in Italy. The local duke ordered that this curiosity be sent to Niels Stensen (better known as Steno), a Danish anatomist working at the time in Florence. As Steno dissected the shark, he was struck by how much the shark teeth resembled “tongue stones,” triangular pieces of rock that had been known since ancient times.

Today, most people would instantly wonder whether the tongue stones were giant petrified shark teeth, but in 1666 such a presumption was a tremendous leap. Few could imagine how living matter could be turned to stone, and beyond that, encased in solid rock—especially if the rock were well above sea level and contained remnants of a marine organism. Fossils were instead thought to have fallen from the sky, or to be “sports of nature”—peculiar geometrical shapes impressed on the rocks themselves.


Comparing cell types

According to Alexander Tarashansky, a graduate student in bioengineering who works in Wang’s laboratory, the idea to create the algorithm came when Wang walked into the lab one day and asked him if he could analyze cell-type datasets from two different worms the lab studies at the same time.

“I was struck by how stark the differences are between them,” said Tarashansky, who was lead author of the paper and is a Stanford Bio-X Interdisciplinary Fellow. “We thought that they should have similar cell types, but when we try analyzing them using standard techniques, the method doesn’t recognize them as being similar.”

He wondered if it was a problem with the technique or if the cell types were just too different to match across species. Tarashansky then began working on the algorithm to better match cell types across species.

“Let’s say I want to compare a sponge to a human,” said Tarashansky. “It’s really not clear which sponge gene corresponds to which human gene because as organisms evolve, genes duplicate, they change, they duplicate again. And so now you have one gene in the sponge that may be related to many genes in humans.”

Instead of trying to find a one-to-one gene match like previous methods for data matching, the researchers’ mapping method matches the one gene in the sponge to all potentially corresponding human genes. Then the algorithm proceeds to figure out which is the right one.

Tarashansky says trying to find only one-to-one gene pairs has limited scientists looking to map cell types in the past. “I think the main innovation here is that we account for features that have changed over the course of hundreds of millions of years of evolution for long-range comparisons.”

“How can we use the ever-evolving genes to recognize the same cell type that are also constantly changing in different species?” Said Wang, who is senior author of the paper. “Evolution has been understood using genes and organismal traits, I think we are now at an exciting turning point to bridge the scales by looking at how cells evolve.”


Reviewer report 3

Eugene V. Koonin, NCBI, NLM, NIH, Bethesda, MD 20894, USA

This is a very interesting paper (certainly, fantastic read) that indeed decisively goes beyond the TOL by effectively dismissing the TOL as either an accurate depiction of the evolutionary (outside plants and animals) or a useful tool to study evolution. Without going into much detail, I will state my position on this issue.

Author's response

Thanks for the kind words, I will try to be terse, too. My paper deals with more than LGT-ToL, but from the referees's upcooming book [170]it seems that we are in broad and general agreement on the coarse outline of things regarding origin of life and origin of eukaryote issues.

As almost all literature in this field, this article argues against the TOL on the basis of the abundance of "lateral gene transfer" (LGT). And this is I am afraid a contradiction in terms: for any gene transfer to be labelled lateral, there should be a standard of vertical evolution to compare it with. If there is none, then there is no such thing as LGT either, just a tangled web of gene exchanges. But let us think a little deeper about this and ask: what are the nodes in that network of life's evolution? The answer is clear enough: distinct organisms or groups of organisms or lineages (if one takes the view that species do not exist among prokaryotes). And of course we know full well that such lineages exist and they do exchange genes laterally. What does it mean that there distinct lineages of prokaryotes (or any organisms)? Ostensibly, that ensembles of genes (genomes) evolve as coherent, if not immutable, wholes for extended time intervals. In other words, there are substantial fragments of tree-like evolution in the history of the prokaryotic world. So far so good but then it is pointed out that "at depth, the tree of life is not a tree". A statement supported by many observations as any phylogenetic signal certainly deteriorates as one attempts to trace it back to the early days of life's history. Still, is it the case that no signal of coherence between phylogenies of individual genes exists whatsoever? At least one recent study addressed this exact question, and the answer seems to be that the signal persists throughout, however weak it is at the deepest level [189].

Author's response

Yes, the deeper we go, the weaker the signals get, for several reasons elaborated there [189]. Recalling that folks can just barely agree on the branching orders for mammals (less than 300 MY of evolution) despite abundant homologous molecular data and no LGT that anyone can think of, the existence of any apparent congruence in the Puigbo et al. NUTs (nearly universal trees) is actually the surprise, as Leigh et al. [190]show, the methodological issue of ancient phylogenies notwithstanding [189, 191]

So my position is that the TOL is not as dead as it might seem to be and, if interpreted within a flexible conceptual framework, it is not an impediment to evolutionary research at all (as repeatedly suggested in this article). If we reinvent the TOL as a signal of partially congruent evolution of individual genes and try to measure this trend quantitatively, the answer comes out as

40% tree-like evolution [16]. This is still a minority of the evolutionary processes in the prokaryotic world but a far cry for "a tree of 1%" that the TOL becomes if interpreted simplistically as the tree of concatenated universal (see the critique of [2] in [76] and in this article). I think that the "statistical TOL" reflects two important facets of evolutionary reality:

A tree is a natural representation of a gene's history [192] as also acknowledged in this article

Genes do not evolve in isolation but rather in ensembles, and there is coherence in the evolution of such ensembles (genomes) that decays but does not disappear with evolutionary time.

Author's response

Yes, genes evolve individually as trees, barring recombination. But I would offer that 40% number needs some hefty qualification. The 40% number comes from an analysis of the NUTs [191]. The NUTs, meaning nearly universal trees, are trees for 102 proteins that are present in about 90% of broad sample of prokaryotic genomes [16, 189]. Recalling that 102 proteins corresponds to about 2-3% of typical prokaryotic genome, the 40% number means that about 40% of about 3% of the genome signal has some vertical component. Forty percent of three percent boils down to a tree of 1.2% which for our present purposes is not at all a far cry from a tree of 1%. We fully agree that towards the tips, prokaryotic evolution is to some extent treelike. But let's keep in mind that E. coli has about 18,000 genes [193], of which an individual only has about 4,500. The concept of "vertical" in situations where an individual only has 25% of the genes that its species contains requires more qualifications than we want to discuss here.

I believe that the "weak TOL" perceived this way is an asset to evolutionary biology rather than an impediment, in part because it is a most convenient - and in my view legitimate - framework for constructing evolutionary scenarios. This position by no account denies the importance of network representation of evolution as in [21]. These are not just useful but necessary perspectives on evolution that are complementary to the tree perspective.

Author's response

There is a tree component, and it is at the tips. But my paper is about early evolution, where today's tips have little direct bearing on the issues.

Finally, I would like to make a few notes on the differences between the tree components of evolution in prokaryotes and in eukaryotes. Surely, it is easier to construct reliable trees for multicellular eukaryotes but is the difference qualitative or quantitative?

Author's response

Both, but mostly qualitative.

I would argue for the latter view.

Author's response

OK, let's debate this briefly here.

Indeed, even in animals and plants, there are substantial parts of the genomes that hardly show much tree-like evolution at any significant phylogenetic depths due to extensive lineage-specific gene loss and even more lineage-specific accumulation of mobile elements. Then, much like in prokaryotes, when one goes deep into the evolutionary past, the tree signal becomes quite faint: indeed, no definitive resolution of the relationships between the eukaryotic supergroups has been reached despite considerable effort [7, 194, 195]. The pan-eukaryotic core is not 1% like in prokaryotes but is < 10% of the gene repertoires of the large genomes. Yes, evolution of eukaryotes is more tree-like than evolution of prokaryotes (due in large part to meiosis and regular sex in most groups) but the general description is the same: the TOL is not an overarching pattern but a statistical trend and in that form is real and useful.

Author's response

Right, and in addition euakryotes boast recurrent genome duplications (ploidization or whole genome duplications) and quick returns to the original haploid or diploid genetics via random loss of homeologues [196]. Over time, that leads to massive hidden microparalogy, a phylogenetic resolution problem specific to eukaryotes because prokaryotes lack similar mechanisms. And yes, eukaryote individuals inherit 100%, not 25% of the genes found in the species, and eukaryotes generally do not express their genes during cell division, an issue that relates to the origin of the nucleus, as I think we would argree. For the purposes of this paper (on early evolution), however, eukaryote phylogeny is an issue of the tips, and the tips have a treelike nature, in eukaryotes for sure: on that we agree. Here the debated point in this comment is "how much tree is there deep", and for the most part my essay says, starting with the title "it doesn't really matter", because none of my arguments are based on trees (though some might be congruent with aspects thereof). Given transduction, natural competence, conjugation, gene transfer agents, CRISPRs and the like in prokaryotes vs. "mate with your own kind" inheritance in eukaryotes, I think it is fair to say the following: the difference is quantitative, as you argue, but it is quantitative for qualitative reasons. Thus, can we agree on a remis on this point?


BIOL𧆂H

  • Title: HON: Environmental Science*
  • Number: BIOL 130H
  • Effective Term: 2021-22
  • Credit Hours: 1
  • Contact Hours: 1
  • Lecture Hours: 1

Követelmények:

Előfeltételek: Honors department approval.

Leírás:

One-credit hour honors contract is available to qualified students who have an interest in a more thorough investigation of a topic related to this subject. An honors contract may incorporate research, a paper, or project and includes individual meetings with a faculty mentor. Student must be currently enrolled in the regular section of the courses or have completed it the previous semester. Contact the Honors Program Office, COM 201, for more information.

Textbooks:

Kellékek:

Célok

Content Outline and Competencies:

Method of Evaluation and Competencies:

Grade Criteria:

Caveats:

Tanulói kötelezettségek:

Disabilities:

JCCC provides a range of services to allow persons with disabilities to participate in educational programs and activities. If you are a student with a disability and if you are in need of accommodations or services, it is your responsibility to contact Access Services and make a formal request. To schedule an appointment with an Access Advisor or for additional information, you may send an email or call Access Services at (913)469-3521. Access Services is located on the 2nd floor of the Student Center (SC 202).


Bevezetés

Evolutionary developmental biology is a discipline with a long and distinguished history. Eminent scientists such as Haeckel and D’Arcy Thompson found insight into the organismal history of morphology from an understanding of developmental programs. However, as a modern field with a strong molecular genetic base, evolutionary developmental biology has really become prevalent in the past two decades, particularly following the description of homeotic genes that appear to be linked to key morphological transitions. A primary goal of evolutionary developmental biology (“evo-devo”) is to define how developmental programs are modified to generate novel or labile morphologies. This requires an understanding of the molecular genetic basis of these programs and of the changes they have undergone. These goals have been pursued in both plants and animals with striking insights gained in both kingdoms.

Because evo-devo is, by definition, a cross-disciplinary activity, it is conducted within a framework that often seems polarized. Evo-devo biologists with a molecular developmental background tend to consider first the genetic basis of the program in question, before looking at the evolutionary transitions in morphology that result from it, while evolutionary biologists tend to approach the problem from the opposing position. The past decade has seen the establishment of a common language and standards, which has greatly improved the integration of the discipline.

More recently, thanks in part to the remarkable technical advances that now enable in-depth studies to be performed on an unprecedented range of species, a more comparative approach has been added to mechanistic developmental biology. In this review we attempt to show how, by using an evo-devo approach, insights into both developmental and evolutionary biology can be gained. We have focused our examples on traits of the angiosperm flower, although the concepts we discuss are more broadly applicable. The review begins with a theoretical section (“Developmental Insight into Evolutionary Concepts”), discussing the general concepts of morphological evolution and the role that developmental biology can play in providing insight into those concepts. In this initial section we discuss the origin of novel traits, the phenomenon of homoplasy, and the special case of convergent and parallel evolution. In the subsequent two sections we discuss selected examples of floral traits whose comparative developmental biology has provided greater understanding of these concepts. “The Origin of Novel Floral Traits” focuses on evolutionary novelty, while “Developmental Mechanisms Underlying Floral Homoplasy” considers examples of traits that are labile through evolutionary time. We hope that these examples will stimulate fresh debate and ideas about how comparative developmental analyses can inform evolutionary studies. We conclude with a brief perspective on the prospects for the future of this exciting field.


Köszönetnyilvánítás

We thank Dr. Elaine Solowey of the Arava Institute of Environmental Sciences, Kibbutz Ketura, Israel for supplying leaf samples of the seven germinated ancient date palms Marc Arnoux, Nizar Drou, Michael Dhar, and the New York University Abu Dhabi Bioinformatics Core for assistance with DNA sequencing and bioinformatic analyses and Joel Malek for introducing the collaborators to each other. We are grateful to Yann Bourgeois, Nathan Wales, Christopher West, Rafal Gutaker, and Jae Young Choi for insightful discussions to Martin Petr for support in the use of the R csomag admixr and to Ramin Rahni for graphical support. This study was supported in parts by grants from the New York University Abu Dhabi Research Institute, the US NSF Plant Genome Research Program, and the Zegar Family Foundation to M.D.P.


Nézd meg a videót: 10 TÉVHIT AZ EVOLÚCIÓRÓL. Az elmélet, amit túl sokan értenek félre (Június 2022).


Hozzászólások:

  1. Janko

    A helyedben segítséget kértem volna a fórum felhasználóitól.

  2. Eben

    Ez csak egy nagyszerű gondolat.

  3. Kaganris

    And it can be paraphrased?

  4. Osker

    A kétévű hűvös lett.



Írj egy üzenetet