1.Dobór naturalny

Dobór stabilizujący- może on eliminować osobniki o fenotypach skrajnych, faworyzując np. średnie rozmiary ciała; na ogół nie zubaża on zmienności; zachodzi w stabilnym środowisku

Dobór rozrywający- faworyzuje fenotypy skrajne, eliminuje osobniki o średniej wartości danej cechy – w konsekwencji może być przyczyną rozbicia populacji na dwa gatunki

Dobór kierunkowy- jeden z mechanizmów ewolucji biologicznej, polegający na największej przeżywalności i/lub rozrodczości takich osobników, które mają cechę odbiegającą od średniej dla danej populacji (eliminowanie osobników o jednej ze skrajnych wartości danej cechy, w wyniku tego, po kilku pokoleniach średnia wartość tej cechy populacji ulega przesunięciu). Zachodzi w środowiskach niestabilnych. Przykład: zwiększenie częstości ciemno ubarwionych osobników ćmy - krępaka brzozowca w rejonach zanieczyszczonych przemysłowo (melanizm przemysłowy). 

2. Odziedziczalność- określa siłę związku miedzy fenotypem zwierzęcia, a wartością genów dla jego potomstwa. Dotyczy okreslonej populacji, można określić szacując metodą analizy wariancji dla klasyfikacji pojedyńczej. Stosunek wariancji genetycznej do wariancji całkowitej(srodowiskowa i genetyczna) okresla w jakim stopniu genotyp wpływa na fenotyp.

3. Odziedzi czalność w populacji naturalnej zależy od zmienności genetycznej i środowiskowej w stadzie .

4.Czy istnieje związek między bieżącą reprodukcją a przeżywalnością ?

Istnieje związek między bieżąca reprodukcją a przeżywalnością. Podczas reprodukcji, karmienia młodych osobniki ponoszą wysokie koszty z tym związane i ich przeżywalność może spadać- wzrasta śmiertelność.

Przykłady:

* Zwiększony wysiłek reprodukcyjny powoduje wzrost śmiertelności u pustułki. Zbyt duże wydatki energetyczne podczas karmienia piskląt zwiększają prawdopodobieństwo śmierci u pustułki

* Poziom stresu oksydacyjnego wzrasta podczas reprodukcji u samca (ale nie samicy) modrowronki zaroślowej. U tego gatunku samce ponoszą większość kosztów karmienia piskląt

U ssaków matka musi zdobyć pokarm dla siebie i dla młodych. Często może być niedożywiona, osłabiona. Istnieje optimum i maksimum młodych w miocie- aby matka mogła je wykarmić. Np. Samice myszy nie potrafiły wychować więcej niż 14 młodych

5.Wymień koszty i korzyści związane z wczesnym osiąganiem dojrzałości płciowej.

Zalety wczesnego dojrzewania:

- większa szansa że dożyjemy do reprodukcji;

- nasze potomstwo również może szybciej przystąpić do własnego rozrodu

Wady wczesnego dojrzewania:

–mniejszy osobnik ma zwykle mniejszy sukces rozrodczy;

-większy osobnik może zwykle lepiej opiekować się potomstwem;

- wczesne rozpoczęcie reprodukcji obniża zwykle sukces reprodukcyjny później w życiu.

6.śmiertelność a masa ciała

Wzrost śmiertelności dorosłych, dużych osobników (bez zmian śmiertelności młodych, małych osobników) powinien wywierać presję na przyśpieszenie rozpoczęcia rozrodu i bardziej intensywny rozród. (wcześnie dojrzewają np. kaczki, czaple, gęsi, sowy i. in.)

Zmniejszenie śmiertelności dorosłych bez zmian śmiertelności młodych może spowodować selekcję na opóźnione dojrzewanie, większe rozmiary ciała i zmniejszenie wysiłku reprodukcyjnego.

Zmniejszona presja drapieżników powinna spowodować selekcję na opóźnione dojrzewanie, większe rozmiary ciała i zmniejszenie wysiłku reprodukcyjnego.

7.Kompromisy czyli trade-offs- Nic nie jest za darmo, np. Liczba młodych w miocie vs waga młodych –im miot jest większy, tym nowonarodzone młode są mniejsze, mniej ważą i śmiertelność wzrasta (większe koszty).

- Zależność między wielkością lęgu a masą jaj u pasikonika- im lęg większy tym mniejsza masa jaj.

- z wiekiem łani wzrasta śmiertelność (karmiące łanie- podwyższona śmiertelność):

- *Kompromis między pierzeniem a reprodukcją u samicy muchołówki żałobnej.

- Samice muchołówki żałobnej które zaczynały pierzenie podczas karmienia piskląt częściej powracały w kolejnym roku kosztem wychowania mniejszej liczby piskląt (4,5) w danym roku (z kolei muchołówki bez pierzenia w okresie karmienia miały większą liczbę potomstwa (5,2), ale nie powracały w kolejnym roku tak często jak poprzednie muchołówki).

*Kompromis między inwestycją w potomstwo i utrzymanie swojego ciała

- Zbieranie pokarmu dla piskląt przez rodziców petrela niebieskiego. Są dwa typy lotów, te dłuższe pozwalają rodzicom odbudować masę i odkarmić się, są tańsze energetycznie (pomiar double labelled water), ale mniej pokarmu jest dla piskląt. Więc albo rodzic korzysta albo traci na masie i lepiej karmi potomstwo.

- Zależność między wielkością lęgu a masą jaj u pasikonika- im lęg większy tym mniejsza masa jaj

8. Optymalizacja wielkości lęgu

- potencjalne możliwości osobnika danego gatunku

- baza pokarmowa

- organizacja przestrzenna (jak u myszołowa)

- zagęszczenie populacji

śmiertelność

- baza pokarmowa

- presja drapieżnika

- choroby

- zagęszczenie popula

9.Przedstaw mechanizm zależności między jakością drugorzędowych cech płciowych i sprawnością układu immunologicznego.

Hipoteza „dobrych genów” (Hamilton i Zuk 1982)

Drugorzędowe cechy płciowe (takie jak pawi ogon) są uczciwym sygnałem świadczącym o genetycznej jakości ich nosiciela. Przez jakość genetyczną należy przed wszystkim rozumieć kompetencję układu immunologicznego.

*wyższa heterozygotyczność piskląt sikory z kojarzeń pozapartnerskich.

(Wyższa heterozygotyczność piskląt zwiększa widoczność czapeczki w UV i przesuwa widmo ku krótszym falom)

*u zeberki dieta wzbogacona w karoten zwiększa atrakcyjność samców poprzez wzrost intensywności zabarwienia dzioba. Samice preferują samce o intensywniejszym zabarwieniu dzioba. Poziom karotenoidów koreluje z wielkością odpowiedzi immunologicznej.

Kolor dzioba świadczy o kondycji. Jest to uczciwy i aktualny sygnał.

10.Czym manifestują się koszty utrzymania sprawnego układu immunologicznego?

Rodzaj odpowiedzi immunologicznej:

Wrodzony układ odporności- koszt wysoki

Odporność komórkowa- koszt zmienny

Odporność humoralna- koszt niski

KOSZTY:

*Myszy pozbawione genów warunkujących produkcję limfocytów T lub B, bądź T i B mają podwyższony BMR.

*Samice edredona wykazujące wyższą odpowiedź Immunologiczną gorzej przeżywają.

*np. wysoki poziom testosteronu indukuje rozwój drugorzędowych cech płciowych, ale zwiększa podatnosć na infekcje (immunosupresja- hamowanie procesu wytwarzania komórek odpornosciowych i przeciwciał)

*Samce dzwońców infekowano wirusem Sindbis. Następnie implantowano części z nich testosteron. Okazało się, że może on zarówno zwiększać, jak i zmniejszać odpowiedź immunologiczną.

11. Omów zależność między sprawnością układu immunologicznego, a wysiłkiem rodzicielskim i jakością potomstwa.

Wysiłek reprodukcyjny- Odpowiedź immunologiczna- Kondycja- Przeżywalność itd.

*Wyższe tempo karmienia młodych sikor bogatek sprzyja zakażeniu Plasmodium.

*Karmiące młode, samice muchołówki żałobnej obniżają tempo karmienia na skutek infekcji, a ich pisklęta są znacznie lżejsze

*Manipulacja wielkością lęgu wpływa na podatność na infekcję (im większy lęg tym większa podatność)

*Ilość produkowanych przeciwciał skierowanych przeciw patogenom zależy od wysiłku rodzicielskiego.

12.Omów znane Ci hipotezy wyjaśniające procesy starzenia.

Starzenie się jest procesem polegającym na następującym z wiekiem spadku tempa reprodukcji i przeżywalności, co powoduje spadek dostosowania (fitness). Dlatego też tempo starzenia musi podlegać bardzo silnemu działaniu selekcji naturalnej!!

Istnieją dwie główne hipotezy wyjaśniające powszechność procesów starzenia

1.Hipoteza tempa życia- tempo starzenia jest wprost proporcjonalne do tempa procesów życiowych: im szybciej one zachodzą, tym krótszy okres życia

Ssaki żyją szybko i krótko! Ilość energii ‘do zużycia’ jest niezależna od masy ciała!

Można wiec wnioskować, że ssaki, niezależnie od rozmiarów

ciała mają do dyspozycji podobną ilość energii, równą ok. 810 MJ/kg. Po jej zużyciu umierają!!

Można wnioskować, że długość życia jest ograniczona przez liczbę uderzeń serca równą: 955,787,040.

2.Ewolucyjna hipoteza starzenia- tempo starzenia jest ewolucyjnym kompromisem między alokacją ograniczonych zasobów w rozród i podtrzymanie mechanizmów naprawczych

Hipoteza „wyczerpywania czynnika życia”

Rodzimy się z pewną ilością jakiegoś niezbędnego substratu, którego zużycie zależy od tempa metabolizmu.

Omów fizjologiczne i molekularne mechanizmy procesów starzenia.

Mechanizm:

Wraz ze wzrostem tempa fosforylacji oksydacyjnej rośnie przepływ elektronów, a wraz z nim ilość wolnych rodników.

Wolne rodniki są przyczyną mikrouszkodzeń. Dł. życia jest zależna od tempa akumulacji uszkodzeń

Hipoteza toksycznego produktu ubocznego metabolizmu

Wraz ze wzrostem tempa metabolizmu rośnie tempo jego wytwarzania, a zatem i tempo starzenia

Powstawanie wolnych rodników jest nieuniknioną konsekwencją metabolizmu tlenowego.

Ich obecność prowadzi do akumulacji uszkodzeń

Makromolekuł, w tym DNA.

Śmierć jest ostateczną konsekwencją nagromadzenia uszkodzeń powstających wskutek działania wolnych rodników.

51. Omów mechanizmy ewolucji diety człowiekowatych.

Dawniej ludzie (przodkowie) nie żywili się zbożami- gdyż nie były one jeszcze udomowione i uprawiane (nie spożywali tyle cukrów prostych). Nie było także większości obecnych warzyw- np. kapustowatych a także produktów mlecznych- bydło udomowione około 10 tys. lat temu. Ewolucja człowieka przebiegała przez około 3 mln lat. Możliwe, że na samym początku przodkowie człowieka żywili się roślinami- liśćmi, owocami

- Stosunek C13/ C12 w szkliwie Australopithecus sugeruje jego mięsożerność.

- Mięsna dieta, pełna wartości odżywczych, spowodowała intensywną ewolucję, a zwłaszcza zintensyfikowała rozwój mózgu człowieka. Bez mięsa, niemożliwe było dla pra-człowieka pobranie z produktów roślinnych takiej ilości energii, która umożliwiłaby jego rozwój w gatunek, aktywny, społeczny, inteligentny. Podstawą diety dawniej było mięso jako źródło witamin, aminokwasów, minerałów itp. A także rośliny- np. kaloryczne korzenie dostarczające energię.

- budowa układu pokarmowego podobna u pawiana, szympansa i człowieka

Odczyn kwaśny w żołądku świadczy o mięsożerności.

- masa organów wewnętrznych 65-kg człowieka i prymata: mózg człowieka o wiele większy, a masa jelita mniejsza u człowieka. Masa pozostałych narządów bez większych różnic.

- wydatki energetyczne- mózg człowieka pochłania około 25 % metabolizmu spoczynkowego!

- Dieta z paleolitu 35% (owoce, warzywa, orzechy, strączkowe, miód) 65% (mięso czerwone, jaja, ptactwo, ryby i OWADY)

Dieta współczesna55% (zboża, nabiał, rafinowane cukry i tłuszcze), 28% (tłuste mięso, drób, jaja, ryby), 17% (owoce, warzywa).

- Rosnąca liczba argumentów wskazuje na poważną rozbieżność między składem diety współeczesnej i dietą, do której jesteśmy ewolucyjnie przystosowani.

- konsumpcja węglowodanów w ostatnich 20- 30 latach bardzo wzrosła.

Czy człowiek powinien jesc mieso?

Tak, jest najlepszym źródłem pełnowartościowego białka. Zawiera ono wszystkie niezbędne aminokwasy, tzn. takie, których organizm nie potrafi sam wytworzyć, a które są potrzebne do budowy tkanek. Ma również tę zaletę, że jest lepiej przyswajalne niż białko roślinne.

Pomijając fakt, że mięso jest pełne wartościowych składników odżywczych, powinniśmy pamiętać, że to właśnie włączenie mięsa do diety przez przodków człowieka ok. 2 miliony lat temu przyczyniło się do intensywnej ewolucji, szczególnie mózgu. Bez mięsa, nie byłoby możliwe pobranie z produktów roślinnych tak dużej ilości energii, która doprowadziłaby do rozwoju naszego gatunku (aktywnego, społecznego i inteligentnego).