EWOLUCJA

MOLEKULARNA

Czym jest ewolucja?



Podatność na błędy procesu samopowielania (ang.
error-prone self-replication)



Zmienność powodzenia procesu samopowielenia
(ang. variation in succes at self-replication); inny
termin

określający to zjawisko to: różnicowa

przeżywalność

Podatność na błędy procesu

samopowielania



Samopowielenie, czyli

zdolność do tworzenia

przez

ewoluujący układ kopii samego siebie.



Nie

każda zmiana jest ewolucją ! (rozwój

embrionu, starzenie

się, występowanie mutacji

w

komórkach somatycznych)



Podatność na błędy w przypadku procesu
samopowielenia oznacza,

że tworzone kopie

nie zawsze

są identyczne z oryginałem.



Błędy są niezbędnym elementem ewolucji,
pod warunkiem,

że nie występują ze zbyt dużą

częstością.



Występowanie dużej liczby błędów wyklucza
dziedziczenie, czyli przekazania informacji
kolejnemu pokoleniu

Zmienność powodzenia procesu

samopowielenia



Gdyby

wszystkie

organizmy

przeżywały i

mnożyły się z tą samą szybkością, nie byłoby
zmian w

częstości występowania różnych alleli

i ewolucja nie

mogłaby zachodzić



Ograniczony rozmiar populacji i fakt,

że nie

każdy osobnik przeżyje sprawiają, że istnieje
możliwość występowania dobory naturalnego.



Oznacza

to,

że niektóre allele będą z

większym prawdopodobieństwem niż inne
pozostawały w populacji i ulegały ponownej
replikacji.

Teorie ewolucji



Kreacjonizm



Lamarkizm



Darwinizm

Kreacjonizm

Lamarkizm

Lamarck Jean Baptiste 1744

–1829



wewnętrzna siła poszczególnych organizmów
doprowadza do wzrostu ich

doskonałości



używanie danego narządu prowadzą do jego
rozwinięcia, a nieużywanie do uwstecznienia



wszystkie cechy nabyte przez organizm
podlegają dziedziczeniu

Charles Robert Darwin 1809-1882



Odbył 5-letnią podróż dookoła

świata (co zasadniczo wpłynęło

na kształt jego poglądów)



odkrył szczątki wymarłych

wielkich pancerników



zauważył że gatunki na różnych
kontynentach (i na

sąsiadujących wyspach) są

różne

Ciekawostka: Alfred Russel

Wallace



również brytyjski
przyrodnik



doszedł do podobnych

wniosków, co Darwin



odczyty Darwina i

Wallace’s odbyły się w
1858 r.



1859

– ukazuje się dzieło

Darwina „O powstawaniu

gatunków”stanowiące

pełny wykład darwinizmu

Darwinizm



organizmy pochodzą od jednego wspólnego
przodka



podstawowym mechanizmem przemian
ewolucyjnych jest

dobór naturalny - proces w

trakcie

którego w stosunkowo krótkim czasie

może dojść do zasadniczych zmian w budowie

organizmów



rodzi się więcej potomstwa niż może
przeżyć – „walka o byt”



osobniki danego gatunku

różnią się między

sobą – największe szanse przeżycia (i
pozostawienia potomstwa)

mają osobniki z

najlepszą kombinacją cech (zaadaptowane do
środowiska)



potomstwo dziedziczy cechy
rodziców – korzystne zmiany
kumulują się



w miarę upływu czasu –
populacje zmieniają się
zyskując nowe adaptacje

Krępak brzozowy

Syntetyczna teoria ewolucji

(neodarwinizm)

August Weismann 1834-1914



Rozwijał teorię ewolucji w
drugiej połowie XIX wieku.



Odrzucił dziedziczenie
cech nabytych.



Stworzył teorię linii
płciowej komórek
(Keimbahn).

Neodarwinizm



Populacje

naturalne

charakteryzuje

zmienność losowa, nieadaptacyjna, której
źródłem są mutacje i rekombinacje.



Populacje

zmieniają się z pokolenia na

pokolenie wskutek zmian frekwencji alleli,
spowodowanych doborem naturalnym, dryfem
genetycznym i

przepływem genów.



Większość wariantów adaptacyjnych daje
niewielki

efekt

fenotypowy,

dlatego

obserwowane zmiany

są stopniowe.



Wzrost

różnorodności organizmów zachodzi

wskutek specjacji,

która polega zwykle na

stopniowym powstawaniu izolacji rozrodczej
między populacjami.



Te same procesy,

jeśli trwają dostatecznie

długo,

powodują

tak

duże

zmiany

w

organizmach,

że istnieją podstawy do nadania

im

wyższej rangi taksonomicznej (rodzaju,

rodziny itd.).

Teoria ewolucji w pigułce



jeden wspólny przodek



dobór naturalny – podstawowy
mechanizm przemian ewolucyjnych



„walka o byt”



przeżywają osobniki najlepiej
dostosowane



potomstwo dziedziczy cechy rodziców –
korzystne zmiany kumulują się



w miarę upływu czasu – populacje
zmieniają się zyskując nowe adaptacje

1. Zapis informacji genetycznej. Organizacja

materiału genetycznego. Pochodzenie

intronów. Mutacje – ich tempo, losowość. Ruchome sekwencje DNA – kategorie i
znaczenie ewolucyjne. Pozachromosomowy DNA. Ewolucja

genów eukariotycznych.

Poliploidalność, dziedziczenie cech nabytych. Informacja epigenetyczna i imprinting
genomu.

2. Rodzaje

zmienności w populacjach naturalnych. Dziedziczna i niedziedziczna.

Nieciągła i ciągła. Zmienność białek. Zmienność chromosomowa i genomowa.
Charakterystyka

polimorfizmu.

Zmienność

cech

fizjologicznych.

Zmienność

behawioralna. Analiza

zmienności w populacjach mendlowskich, analiza zmienności

warunkowanej poligenowym modelem dziedziczenia.

3. Badanie przebiegu filogenezy.

Podobieństwa pomiędzy organizacjami jako podstawa

wnioskowań genealogicznych. Tworzenie hipotez filogenetycznych. Zastosowanie
danych molekularnych do

badań filogenezy. Zegar molekularny. Systematyka i

taksonomia. Nowoczesne metody klasyfikacji: taksometria, taksonomia numeryczna i
kladystyka.

4.

Współczesne dowody na istnienie ewolucji. Tempo ewolucji. Wymieranie grup
organizmów.

5. Materialne

podłoże procesów ewolucji. Teoria ewolucji a aspekt wielokulturowy i

religijny.