Nathalie van beek katrien van geel macro evolutie 2009 2010
Sponsored Links
This presentation is the property of its rightful owner.
1 / 30

Nathalie van Beek Katrien Van Geel Macro-Evolutie 2009-2010 PowerPoint PPT Presentation


  • 119 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Hopeful Monsters. Nathalie van Beek Katrien Van Geel Macro-Evolutie 2009-2010. Inhoud. Hopeful monsters Geschiedenis Controverse Hopeless monsters Macromutationistische misvatting Correlatie genexpressie en evolutie Voorbeelden hopeful monsters Schilpadden

Download Presentation

Nathalie van Beek Katrien Van Geel Macro-Evolutie 2009-2010

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Hopeful Monsters

Nathalie van Beek

Katrien Van Geel

Macro-Evolutie

2009-2010


Inhoud

  • Hopeful monsters

    • Geschiedenis

    • Controverse

  • Hopeless monsters

    • Macromutationistische misvatting

    • Correlatie genexpressie en evolutie

  • Voorbeelden hopeful monsters

    • Schilpadden

  • Genetics species difference

    • Genetische basis van species difference

    • Major genes

  • Voorbeelden hopeful monsters

    • Drosophila

  • Besluit


Hopeful monsters

  • Term gebruikt in evolutionairebiologie

  • Beschrijfteengebeurtenis van ogenblikkelijkespeciatie die positiefbijdraagtbij het ontstaan van nieuweevolutionairegroepen

  • Grote veranderingenwordenveroorzaakt in éénstap door eenmutatietijdens de ontogonie

  • Meestemutaties gedoemdomtesterven (Monsters)

  • Soms  mutatievoordelig (Hopeful monsters)  grondleggernieuwesoort


Geschiedenis

  • 1930 – geïntroduceerd door Richard Goldschmidt

  • Macromutatie – Macro-evolutie

  • Geen accumulatie van kleine veranderingen in een populatie (Darwin) punctuatedequilibrium

Richard Goldschmidt


Geschiedenis

  • 1980 – Gould haalde Goldschmidts theorie aan als verklaring voor gaten in het fossielen bestand (theorie punctuated equilibrium)

  • 1993 – door veel weerstand trok Gould deze verklaring terug


Controverse

  • Sprongsgewijze evolutie (punctuated equilibrium)

    VS

  • Darwin : graduele evolutie van populaties (fyletisch gradualisme)

    Aanwijzingen:

  • onvolledig fossielen bestand

  • pre-adaptatie


Thomomys talpoides

Pre-adaptatie

  • Elke intermediaire vorm – tussen voorouders en afstammelingen - vervult een eigen functie

    • Vb.: halve kaak = ondersteuning van de kieuwen

       Fyletischgradualisme

  • Maar : soms geen pre-adaptieve functie te vinden  GEEN gradualisme WEL sprongsgewijs  punctuatedequilibrium

    • Vb.: externe wangzakken (geen verbinding met mond) van bepaalde knaagdieren (Geomyidae & Heteromyidae)


  • Maar :

    • Darwin’s visie:

      • 1.) natuurlijke selectie en random variatie

      • 2.) graduele, trage, continue evolutie

  • Goldschmidt was niet anti-Darwin ! (volgens Gould)

  • Zowel natuurlijke selectie, graduele evolutie en sprongsgewijze evolutie kunnen samen voorkomen


  • Hopeless monsters

    • Voorstanders hopeful monsters maken twee vaak voorkomende fouten :

    • 1.) macromutationistische misvatting

      • Eén mutatie zorgt voor een verandering van een bepaald kenmerk in een soort  extrapoleren  verschil in dat kenmerk tussen twee soorten is te wijten aan een mutatie op datzelfde gen


    1.) macromutationistische misvatting

    Vb.: Puntuated equilibrium :

    • Gedomesticeerde kip  één enkele mutatie blokkeert aanmaak veren

    • Kale hoofd van de gier  ook te wijten aan één enkele mutatie

      Fyletischgradualisme :

    • Kale hoofd van de gier  adaptatie aan voedingswijze

    Necrosyrtes monachus


    Hopeless monsters

    • 1.) macromutationistische misvatting

      • Eén mutatie zorgt voor een verandering van een bepaald kenmerk in een soort  extrapoleren  verschil in dat kenmerk tussen twee soorten is te wijten aan één mutatie in datzelfde gen

        • MAAR

  • Misvatting : foute extrapolatie

    • VB.: dwerggroei mens  aap


  • Hopeless monsters

    • Voorstanders hopeful monsters maken twee vaak voorkomende fouten :

    • 1.) macromutationistische misvatting

      • Eén mutatie zorgt voor een verandering van een bepaald kenmerk in een soort  extrapoleren  verschil in dat kenmerk tussen twee soorten is te wijten aan één mutatie in datzelfde gen

  • 2.) verandering in genexpressie gecorreleerd met evolutionair kenmerk DUS verandering v/d genexpressie heeft evolutie v/h kenmerk veroorzaakt.

    • Maar: Correlatieve verbanden zijn niet noodzakelijk causale verbanden


  • 2.) Correlatie genexpressie & evolutie

    • VB.: expressie Src gen (Sexcombsreduced gene) gecorreleerd met de aanwezigheid van sex combs bij mannetjes in Drosophila soorten

      • Puntuated equilibrium: verschil tussen soorten (in aanwezigheid sex combs) gecontroleerd door mutatie in 1 gen

      • Fyletisch gradualisme : Src gen geassocieerd met met aanwezigheid sex combs, NIET mutatie Src gen sex combs veroorzaken  door verschillende genen

         Correlatieve verbanden zijn niet noodzakelijk causale verbanden

    Drosophilamelanogaster


    Voorbeelden hopeful monsters ?

    • Schilpadden: - Opbouw schild

      - Plaatsing van de schoudergordel

    • Opbouw schild: niet te verklaren via gradualisme

      • Theorie : voorouder met bedekking van osteodermen  graduele evolutie naar beenplaten die heel het lichaam bedekten (epitheca)  verbening onder het epitheca

      • Praktijk : eerste fossiele schilpad bezat

        een compleet epitheca


    Proganochelys quenstedti


    Voorbeelden hopeful monsters ?

    • Schilpadden: - Opbouw schild

      • Plaatsing van de schoudergordel

  • Plaatsing schoudergordel: ook niet te verklaren via gradualisme

    • Theorie : progressieve achterwaartse verplaatsing van de pectorale gordel naar achteren

    • Praktijk : geen/ zeer kleine verplaatsing van de pectorale gordelMAAR een afbuiging van de ribben naar een oppervlakige positie


  • Dus ....

    • Axiale skelet van de schildpad is niet te verklaren door graduele evolutie (tussenstappen)

    • Kleine aanpassing in de ontogonie kunnen leiden tot grote morfologische veranderingen.

    • Hopeful Monster ?


    Genetics species difference

    Genetische basis

    • Genetische basis van species differences: simpel of complex

      • Aantal genetische aanpassingen groot of klein

      • Genen die zorgen voor een groot effect aan/afwezig

      • Epistasie aan/afwezig

    • Aantal factors die zorgen voor soortenverschillen:

      • Geen consistentie: mix resultaten van veel tot weinig genen


    H. Allen Orr, 2001


    • Geen reden voor consistentie : elke divergentie kan verschillen van elkaar door verschil in sterkte van selectie + door de genetische variatie die aanwezig is

      • Soorten gedivergeerd in de tijd (oudere taxa verschillen in meer factors dan jongere)

      • Qualitatieve selectie : natuurlijk vs. sexuele selectie


    Genetisch bewijzen voor punctuated equilibrium ?

    • Major genes: één enkel gen verklaart morfo-logische divergentie.

    • Genetisch bewijs hopeful monsters ?

    • Spelen ze een rol in soorten differentiatie ?


    Major genes: rol in soorten differentiatie ?

    Mimulus

    • Soms wel: Vb.: Nasonia, één chromosoom regio bepaalt grotendeels de verschillen in vleugelgrootte

    • Soms niet: morfologische verschillen die de zelfbevruchting beïnvloeden in de plant Mimulus worden gecontroleerd door verschillende loci die meestal een klein effect hebben.

    Nasonia


    Dus...

    • Major genes spelen soms een rol in de evolutie van soorten differentiatie (soms zelfs moleculair vastgelegd)

    • Bewijs voor hopeful monster theorie ??


    Drosophila

    • Hsp90 : ligt aan interface ontwikkelingspathways

    • Mutatie Hsp90  zorgt voor fenotypische variatie

    • Variatie van morfologische structuren worden gebufferd door Hsp90 gen  als Hsp90 niet werkt (mutatie of omgevingscondities) variatie komt tot uiting  kan selectie op plaatsvinden  onafhankelijk van Hsp90

    Drosophilamelanogaster


    Gevolgen Hsp90

    Rutherford et al., 1998


    Hsp90

    • Alle nakomelingen hebben mutaties  niet mogelijk door mendeliaanse segregatie (2/3 enkel)  mutatie is onafhankelijk geworden van Hsp90 en overerfelijk

    • Temperatuursafhankelijk: zeer hoge/lage temperaturen versterken/veroorzaken mutaties


    Dus ...

    • Eerste bewijs van een moleculair mechanisme dat het proces van evolutionaire veranderingen door de omgeving helpt

      • “ … may have been adaptive for particular lineages, perhaps allowing the rapid morphological radiations that are found in the fossil record.”

        Hopefull monster?


    Besluit...

    • Voor- & tegenstanders : nog steeds geen consensus

    • Bewijzen zullen anders geïnterpreteerd worden door beide partijen

    • Meer genetische testen in de toekomst zullen mogelijk duidelijkheid brengen


    Hopeful monsters

    Bedankt voor uw aandacht


    Referenties

    Gould S.J. 1977. The return of the hopeful monsters. Natural History 86: 22-30.

    Rutherford S.L. & Lindquist S. (1998). Hsp90 as a capacitor of morphological evolution. Nature 396: 336-342.

    Rieppel O. (2001). Turtles as hopeful monsters. BioEssays 23: 987-991.

    Judson O. (2008). The monster is back, and it's hopeful. The Wild Side (The New York Times Blog).

    Orr H.A. (2001). The genetics of species differences. Trends Ecol. Evol. 16: 343-350.

    Orr H.A., Masly J.P. & Presgraves D.C. (2004). Speciation genes. Curr. Opinions in Genet. Developm. 14: 675-679. 

    Coyne J. (2008.) Hopeless monsters. The Loom - a blog about life, past and future 12


  • Login