1 / 39

Úloha parazitismu v evoluci

Úloha parazitismu v evoluci. Poněkud zaujatý pohled na historii evoluce na Zemi. Obsah. Hypercykly a vznik buňky Vznik sexuality Udržování sexuality v přírodě Vznik druhovosti a její důsledky Vznik nových genů a nové organizace genomu Vznik eukaryotické buňky Holobionti

toan
Download Presentation

Úloha parazitismu v evoluci

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. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Úloha parazitismu v evoluci Poněkud zaujatý pohled na historii evoluce na Zemi

  2. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  3. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  4. Hypercykl

  5. NA NA NA NA NA NA NA NA NA Parazitické hypercykly translace enzym 1 enzym 6 1 translace 6 2 translace enzym 2 enzym 5 5 translace 3 translace 4 enzym 3 translace enzym 4

  6. Kompartmentizace

  7. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  8. Sex – produkt evoluce parazita • Konjugativní plasmidy a transposomy u bakterií • Párování homologických chromosomů (homing intronů) • Mating typy hub a prvoků • Geny pro mating typy jsou idiomorfní • Příbuznost m.t. genů nesouhlasí s příbuzností druhů • Kodominance a obsazování stejného lokusu • Výhoda vzácné alely a polymorfismus m.t. genů • M.t. geny u hub někdy mobilní v rámci genomu

  9. Crossing over – zbavení se špatných sousedů Indukce sexu v nepříznivých podmínkách – možná úprk transposomu před mutacemi které sám způsobil Hlenka Physarum polycephalum a mitochondriální plasmid indukující fůze Mezidruhový přenos transposomů P element přenesený z Drosophila willistoni na D. melanogaster – patrně prostřednictvím roztoče Proctolaelaps regalis Physarum polycephalum Sex – produkt evoluce parazita II

  10. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  11. Nevýhody sexuality • Dvojnásobná cena sexu (meiozy) • Dvojnásobná cena samců • Časová a energetická náročnost meiozy • Riziko infekce a predace • Limitní velikost populace

  12. Výhody sexuality • Odstraňování mutací na úrovni populace (stačilo by méně sexu) • Odstraňování mutací na úrovni jedince • Evoluční past • Paraziti a negativní dědivost zdatnosti

  13. Doklady pro hypotézu Červené královny • Ubývání partenogenetických plžů v přítomnosti motolic (Bulinus truncatusnebo Potamopyrgus a Microphallus) Model Skutečnost Prazitární zátěž % sexuálních jedinců % sexuálních jedinců

  14. Bulinus a Microphallus

  15. Doklady pro hypotézu Červené královny • Ubývání partenogenetických plžů v přítomnosti motolic (Bulinus truncatus a Microphallus) • Anthoxantum a prevalence virů (10% rostlin infikováno, asexuální častěji) • MHC polymorfismus u slepce a roztoči • Parazitovanost sexuálních a asexuálních linií ryb (triploidní Carassius auratus větší parazitovanost motolicí Metaginimus)

  16. Zlatý karas a Metagonimus

  17. Doklady pro hypotézu Červené královny • Ubývání partenogenetických plžů v přítomnosti motolic (Bulinus truncatus a Microphallus) • Anthoxantum a prevalence virů (10% rostlin infikováno, asexuální častěji) • MHC polymorfismus u slepce a roztoči • Parazitovanost sexuálních a asexuálních linií ryb (triploidní Carassius auratus větší parazitovanost motolicí Metaginimus) • Mraveniště s mnoha královnami, čmeláci

  18. Doklady pro hypotézu Červené královny • Ubývání partenogenetických plžů v přítomnosti motolic (Bulinus truncatus a Microphallus) • Anthoxantum a prevalence virů (10% rostlin infikováno, asexuální častěji) • MHC polymorfismus u slepce a roztoči • Parazitovanost sexuálních a asexuálních linií ryb (triploidní Carassius auratus větší parazitovanost motolicí Metaginimus) • Mraveniště s mnoha královnami, čmeláci • Korelace mezi rekombinačním indexem a délkou života savce (nikoli počtem potomků)

  19. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  20. Druhovost • Velmi zvláštní, možná i relativně mladý fenomen (Paleoproterozoic + Mesoproterozoic x Neoproterozoic) • Druhovost a možnost (nebo nutnost) vzniku specializice

  21. Role parazitů při vzniku druhovosti • Paraziti –> sexualita –> genetická homeostáze –> druhovost • Paraziti –> imunita –> diferenciace peptidických slovníků –> druhovost

  22. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  23. Genomoví paraziti a struktura genomu • Transposomy a frekvence mutací (79% mutací v 10 lokusech – inserce) • Charakter mutací – transposomy si přednostně sedají do regulačních oblastí (dokonalejší regulace, vznik mnohobuněčnosti) • Vznik nových genů horizontálním přenosem • Transposomy jsou vázány na sexualitu, jsou mobilní v pohlavní linii (nebo mikronukleu) • Domestikace transposomů - telomery

  24. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  25. Endosymbiotická teorie vzniku organel • Mitochondrie – alfa proteobakterium, plastid – sinice, bičík – spirocheta. • Existence primárně amitochondriálních eukaryot • Vznik organel sekundární endosymbiozou

  26. Margulisová – seriál endosymbiotic theory 1981primitivní eukaryot + eubakterie Gupta – i jádro chimerického původu archeon + gramnegativní eubakterie Vznik eukaryotické buňky

  27. Sekundární endosymbiosa

  28. Martin-Müllerova hypotéza, krok 1 Eubakterie -heterotrof Archeon -methanogen H2 Organické látky H2 H2 H2 glukosa glukosa H2 ATP O2 O2 ATP pyruvát CO2 OAc ATP H2 H20 CO2 CH4

  29. Martin-Müllerova hypotéza, krok 2 Eubakterie -heterotrof Archeon -methanogen Organické látky glukosa glukosa H2 ATP O2 O2 ATP pyruvát CO2 OAc ATP H20 CO2 CH4

  30. Martin-Müllerova hypotéza, krok 3 Eubakterie -heterotrof Archeon -methanogen Organické látky glukosa glukosa H2 ATP O2 O2 ATP pyruvát CO2 OAc ATP H20 CO2 CH4

  31. Martin-Müllerova hypotéza, krok 4 Eukaryot Organické látky glukosa O2 O2 ATP pyruvát pyruvát ATP ATP nebo H20 CO2 OAc CO2 H2

  32. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  33. Vznik druhu fůzí dvou organismů • Vznik holobionta v důsledku symbiosy • Lišejníky, přežvýkavci • Hmyz – mycetocyty a bakteriocyty • Mykorhiza, • Endomykorhiza – několik typů, 2/3 druhů rostlin asociovaných s některým ze 150 druhů Zygomycet z řádu Glomales (fosfor) • Ektomykorhiza – Basidiomycety a Ascomycety, nejméně 7 tisíc druhů (dusík) • Suchozemské rostliny jako lišejníky naruby (Atsatt) – invazivní intracelulární vrcholový růst – pylová láčka

  34. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  35. Ztráta osrstění jako obrana proti ektoparazitům • Bellt 19. Století, nevysvětlil proč jen u člověka • Rantala 1999 – jen člověk má ze 198 opic trvalé tábořiště a také blechy • Vyvráceno – blechy získal od psa • Jiné hypotézy – pohlavní výběr, vodní život, neotenie, ochlazování

  36. Obsah • Hypercykly a vznik buňky • Vznik sexuality • Udržování sexuality v přírodě • Vznik druhovosti a její důsledky • Vznik nových genů a nové organizace genomu • Vznik eukaryotické buňky • Holobionti • Ztráta osrstění u člověka • Vznik pruhů u zeber

  37. Pruhy jako obrana proti mouše tse-tse • Neodpovídá představě klasické mimeze • Mouchy tse-tse vyhledávají barevně homogenní plochy

  38. Vznik pruhů u zeber • Důkaz – nejkontrastnější pruhy mají zebry v oblastech s mouchou tse-tse • V samém centru areálu rozšíření mouchy tse-tse mají pruhy i jiné druhy zvířat

  39. Shrnutí • Fenomen parazitismu patrně sehrál velmi zásadní úlohu v evoluci života na Zemi • Parazitismus provází život od samých počátků • Je otázkou, zda by se bez parazitismu život dostal za stádium chemických hypercyklů • Není pravděpodobné, že by se bez účasti parazitů vyvinula eukaryotická buňka nebo mnohobuněčné organismy

More Related