Biologiczne Podstawy Zachowania

„Teoria ewolucji - rys historyczny”

Pojęcie ewolucji: - w potocznym ujęciu

• Długotrwały proces,

• Stopniowe zmiany,

• Zmiany ilościowe,

• Kierunek zmian: ku większej doskonałości.

Poglądy Arystotelesa:

• Organizmy można klasyfikować na podstawie podobieństwa i różnic w budowie,

• Można zauważyć homologie i analogie w budowie zwierząt,

• Organizmy można uszeregować w postaci łańcucha kierując się ich podobieństwem,

• Zachodzi walka o byt, ale natura nie eliminuje form przegrywających walkę.

Jean Pierre Antoine de Monet de Lamarck (1744-1829)

• Był jednym z pierwszych, którzy użyli terminu „biologia” dla nauki o życiu na naszej planecie,

• Zauważył, że:

• gatunki są przystosowane do środowiska, w którym żyją,

• istnieją formy przejściowe,

• zmiany zachodzą w geologicznej skali czasu.

Poglądy Lamarcka - Teoria dziedziczenia cech nabytych:

• 1809 r. - „Filozofia zoologii”

• Założenia teorii Lamarcka:

• warunki zewnętrzne wpływają na organizmy poprzez „czucie” i „pobudliwość”,

• narządy używane rozwijają się,

• cechy nabyte ( w tym przyzwyczajenia) są przekazywane potomstwu.

Baron Georges Leopold Chretien Frederick Dagobert Cuvier (1769-1832)

• Teoria katastrofizmu:

• Zmiany gatunkowe powstają gwałtownie i nieregularnie w zależności od częstości i wielkości katastrof,

• Podczas katastrofy giną gatunki a na ich miejsce pojawiają się nowe,

• jako przykład katastrofy podawał upadek meteorytu.

Teoria ewolucji Karola Darwina:

• W latach 1831-1836 opływa świat podróżując jako przyrodnik na statku Beagle,

• Odnalazł wielkie zróźnicowanie form organizmów pozornie jednego gatunku - ziemby na wyspach Galapagos.

• Aby wyjaśnić tak precyzyjne dostosowanie do warunków środowiskowych posłużył się teorią Thomasa Malthusa (Esej o zaludnieniu, 1798).

Teoria doboru naturalnego:

• 1859 r. - „O pochodzeniu gatunków”,

• Podstawowe założenia teorii doboru naturalnego:

• zróżnicowanie,

• dziedziczenie,

• dobór (przetrwanie i/lub reprodukcja).

Poglądy Darwina:

• Dowody ewolucji:

• paleontologia (szczątki kopalne),

• zoogeografia (rozmieszczenie gatunków),

• anatomia (homologia i analogia narządów).

Poglądy Darwina:

• Wątpliwości Darwina:

• niewielka ilość form przejściowych w materiale kopalnym,

• istnienie cech nieprzydatnych,

• początek cech użytecznych,

• krótki czas istnienia Ziemi (wg Kelvina 100 milionów lat),

• mechanizm dziedziczenia (pośredniość cech potomka w stosunku do cech rodziców) (zignorował wyniki Gregora Mendla).

Kryzys Darwinizmu:

• 1900 r. - opisanie praw dziedziczenia przez de Vriesa i rozwój genetyki,

• słabość praw ewolucji:

• prawo biogenetyczne Haeckla (ontogeneza odzwierciedla filogenezę),

• prawo Dollo (ewolucja nigdy się nie cofa),

• prawo Cope'a (w toku ewolucji rozmiary ciała osobników danego gatunku zwiększają się).

Mutacjonizm:

• podstawową przyczyną zmian ewolucyjnych są mutacje,

• mutacje nadają ewolucji kierunek (organizm ma „wbudowaną” tendencję do zmian w określonym kierunku),

• dobór naturalny ma marginalne znaczenie ponieważ różnice międzyosobnicze są znikome (pojęcie genotypu dzikiego).

Saltacjonizm:

• za zmiany ewolucyjne odpowiedzialne są makromutacje (jednoczesne mutacje obejmujące wiele genów) - w ich wyniku powstają organizmy potomne znacząco różniące się od rodziców.

Genetyka populacyjna:

• 1926 r. - rosyjski genetyk Czetwerikow obala pojęcie genotypu dzikiego,

• genetyka populacyjna rozwija się również w Anglii (Fisher, Haldane) i USA (Wright),

• Dobzhansky popularyzuje możliwość integracji genetyki populacyjnej i teorii Darwina.

Syntetyczna teoria ewolucji:

• koniec lat 40-tych XX w. - narodziny „nowej” teorii ewolucji (synteza genetyki populacyjnej i darwinizmu),

• synonimy: nowa synteza, nowy neodarwinizm.

• Słowa klucze: gen i genotyp.

Syntetyczna teoria ewolucji:

• Podstawowe założenia:

• ewolucji podlega populacja (dem),

• populację cechuje pula genowa,

• pula stała w każdym pokoleniu = stan równowagi genetycznej,

• pula zmienna = ewolucja (rozmnażanie nielosowe, różnicujące),

• kierunek zmian wyznaczany jest przez dobór naturalny,

• mutacje są jednym ze źródeł zmienności.

Prawo Hardy'ego-Weinberga:

• Populacja znajduje się w stanie równowagi genetycznej, gdy:

• jest dostatecznie duża,

• nie zachodzą mutacje,

• dobór naturalny nie działa na korzyść ani na niekorzyść żadnej cechy,

• rozmnażanie jest losowe,

nie zachodzą migracje osobników.

Powstawanie nowych gatunków:

• Według nowych ewolucjonistów podstawowym mechanizmem powstawania nowych gatunków jest specjacja allopatryczna.

Specjacja allopatryczna:

• zmiany ewolucyjne wynikają ze zmian częstości genów w populacji ,

• specjacja i powstawanie nowych taksonów wynika ze stopniowego gromadzenia takich zmian w populacjach,

• specjacja wymaga izolacji części populacji,

przyczyną izolacji może być bariera geograficzna.

Mutacjonizm vs selekcjonizm:

• Mutacje są losowe, ale:

• nie wszystkie mutacje są równie prawdopodobne,

• mutacje w pewnym kierunku i kierunku odwrotnym nie muszą być równie prawdopodobne,

• częstość mutacji zależy od warunków zewnętrznych i tempa mutacji typowego dla danego genu.

Punktualizm:

• 1972 r. - Gould i Eldredge ogłaszają koncepcję naruszanej równowagi ewolucyjnej:

• Darwin błędnie zakłada stałość tempa ewolucji,

• tempo ewolucji jest zmienne: przeplatają się dwie fazy - stazy i skoki (specjacje).

Ewolucja neutralna:

• Pod koniec lat 70-tych japoński genetyk Kimura stwierdził, że:

• znaczna część zmian ewolucyjnych zachodzi bez udziału doboru naturalnego,

• większość podstawień aminokwasów ma charakter neutralny,

• dla różnych klas białek tempo mutacji neutralnych jest różne,

• tempo ewolucji neutralnej odpowiada tempu mutacji neutralnych,

• zmiany molekularne mogą być traktowane jako zegar wydarzeń ewolucyjnych.

William D. Hamilton:

• Teoria dostosowania łącznego:

• Przetrwanie niekoniecznie oznacza reprodukcję,

• To geny mają być przekazane a więc nie trzeba się rozmnażać wystarczy pomóc rozmnażać się „członkom rodziny”

---