Your SlideShare is downloading. ×
Evoluce I Idoplnena
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Evoluce I Idoplnena

2,455

Published on

Published in: Business, Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
2,455
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
20
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Evoluce II.
  • 2. Cílem vědy není otevírat dveře nekonečné moudrosti, nýbrž vytknout meze nekonečnému omylu. Bertold Brecht
  • 3. Základní mechanismy evoluce
    • selekce (přírodní výběr)
    • mutace
      • jednoho genu
      • více genů, popř celého genomu - genové duplikace, resp. amplifikace
    • variace na úrovni jednoho lokusu, polymorfismus
    • rekombinace (nové kombinace alel podle Mendelových zákonů a vlivem crossing-overu)
    • genový drift (možnost uplatnění neutrálních mutací)
    • výměna genů mezi jedinci (popř. populacemi) různých druhů
      • transformace, konjugace a transdukce u bakterií, přenos pomocí virů u somatických buněk, somatická hybridizace, mezidruhové křížení
    • endosymbióza
    zakázané neutrální výhodné tolerované – mutace
  • 4. Vývoj života na Zemi
  • 5. GEOLOGICKÉ ÉRY STAROHORY (PROTEROZOIKUM) PRAHORY (ARCHAIKUM) PREKAMBRIUM Vznik života současnost Č TVRTOHORY (KVARTÉR) TŘETIHORY (TERCIÉR) KENOZOIKUM DRUHOHORY (mezozoikum) PRVOHORY (paleozoikum)
  • 6. Nejstarší zkameněliny - stromatolity
    • Nejstarší zkameněliny buněčných organismů byly nalezeny v sedimentárních horninách z Grónska starých 3,5 miliard roků (zřejmě nejstarší horniny na pevnině).
    • Nejstarší známé organismy chráněné pevnou schránkou jsou stromatolity nalezené u North Pole v Austrálii.
  • 7. PREKAMBRIUM první organické sloučeniny, první jednobuněčné organismy, rozvoj mořských řas 4000 2500 PRAHORY (ARCHAIKUM) vzácné zkameněliny mnohobuněčných bezobratlých (“ediakarská fauna”) 570 STAROHORY (PROTEROZOIKUM) CHARAKTERISTIKA ČAS (miliony roků) Éra
  • 8. Ediacara Hills - Austrálie Dickinsonia Tribrachidium Charniodiscus Mawsonites
  • 9. Ediakarská (vendská) „fauna“ Spriggina
  • 10. Možná rekonstrukce fosilních nálezů ediakarské „fauny“
  • 11. Otazníky kolem ediakarské „fauny“
    • Jde o živočichy příbuzné s láčkovci či kroužkovci nebo jinou, dnes neexistující skupinu organismů?
    • Je ediakarská „fauna“ neúspěšným evolučním „pokusem“?
    • Jde opravdu o živočichy nebo příslušníky jiné říše organismů?
    • Jde vskutku o mnohobuněčné organismy?
  • 12. PRVOHORY (Paleozoikum) rozvoj trilobitů, ramenonožců, žahavců, a dalších bezobratlých, první strunatci; KAMBRICKÁ RADIACE 500 Kambrium radiace plazů (včetně forem příbuzným savcům) – mnoho zástupců však vymřelo koncem permu 225 Perm první plazi, radiace obojživelníků (krytolebci), rozvoj křídlatého hmyzu 280 Karbon „ v ě k ryb “ , rozvoj oboj ž ivelník ů – vznik prvních obratlovc ů dýchajících vzdušný kyslík, na zemském povrhu se objevují první lesy tvo ř ené rostlinami stromového vzr ů stu 345 Devon pancéřnaté ryby; první živočiši dýchající vzdušný kyslík (klepítkatci ze skupiny Eurypterida ), první suchozemské rostliny 395 Silur první ryby, trilobiti stále poměrně hojní, koráli, mlži, graptoliti, první strunatci 430 Ordovik CHARAKTERISTIKA Č AS (mil.rok ů ) PERIODA
  • 13. Kambrická radiace (kambrická exploze)
  • 14. Počátek prvohor – Kambrium
  • 15. Kodymirus vagans – naše nejstarší známá makrofosilie
  • 16. Pikaia – tajemná fosilie z Burgesova průsmyku
  • 17. Pikaia - rekonstrukce
  • 18. Evoluce genovou duplikací
    • Zformulována roku 1970
    • autor Susumu Ohno
      • (1928 – 2000)
    • Vysvětluje možný mechanismus evoluce genů: „Každý gen vzniká z genu.“
    • Teorie nabízí vysvětlení rozsáhlé druhové diverzifikace na bázi genových duplikací.
  • 19. Evoluce genů genovou duplikací
  • 20. Speciace následkem genové duplikace
  • 21. Doklady genové duplikace
    • Genové rodiny, resp. nadrodiny – skupiny vzájemně si příbuzných genů
      • Imunoglobuliny
      • Geny MHC
    • Pseudogeny – „molekulární fosilie“
  • 22. PRVOHORY (Paleozoikum) rozvoj trilobitů, ramenonožců, žahavců, a dalších bezobratlých, první strunatci; KAMBRICKÁ RADIACE 500 Kambrium radiace plazů (včetně forem příbuzným savcům) – mnoho zástupců však vymřelo koncem permu 225 Perm první plazi, radiace obojživelníků (krytolebci), rozvoj křídlatého hmyzu 280 Karbon „ v ě k ryb “ , rozvoj oboj ž ivelník ů – vznik prvních obratlovc ů dýchajících vzdušný kyslík, na zemském povrhu se objevují první lesy tvo ř ené rostlinami stromového vzr ů stu 345 Devon pancéřnaté ryby; první živočiši dýchající vzdušný kyslík (klepítkatci ze skupiny Eurypterida ), první suchozemské rostliny 395 Silur první ryby, trilobiti stále poměrně hojní, koráli, mlži, graptoliti, první strunatci 430 Ordovik CHARAKTERISTIKA Č AS (mil.rok ů ) PERIODA
  • 23. Život v permu – Dimetrodon
  • 24. Masové vymírání organismů na přechodu permu a triasu Předpokládá se, že koncem permu vyhynulo více než 90% tehdy existujících druhů.
  • 25. Vymírání druhů na přechodu permu a triasu bylo pravděpodobně nejrozsáhlejší v geologické historii Země. Jednou z příčin mohla být vysoká vulkanická aktivita, popř. změna cirkulace vody v oceánech. Vyloučen není ani pád kosmického tělesa nebo jiné vlivy.
  • 26. Vymírání druhů je významnou složkou makroevoluce.
  • 27. Vývoj života na Zemi - pokračování
  • 28. DRUHOHORY (Mezozoikum) Hranice K-T (66 – 65 mil.let): hromadné vymírání rozvoj amonitů, převládají plazi, výskyt prvních dinosaurů a vejcorodých savců, rozvoj nahosemenných rostlin 190 Trias placentální savci a vačnatci, vymizení dinosaurů, rozvoj krytosemenných rostlin 66 Křída rozvoj dinosaurů (včetně létajících a vodních forem), první primitivní ptáci 136 Jura CHARAKTERISTIKA Č AS (miliony rok ů ) PERIODA
  • 29. Kráter Chixculub (Mexiko) místo dopadu vesmírného tělesa o průměru cca 10 km
  • 30. Kenozoikum Homo sapiens sapiens výskyt Prosimii 53 Paleocén Homo habilis Homo erectus Homo sapiens neanderthalensis Hominidé ( Australopithecus ) 1,8 Pliocén rozvoj primátů rodu Dryopithecus 5 Miocén výskyt Hominoidea 25 Oligocén výskyt Anthropoidea 35 Eocén TŘETIHORY (TERCIÉR) současnost Holocén 0,01 Pleistocén Č TVRTOHORY (KVARTÉR) CHARAKTERISTIKA Č AS (mil.rok ů ) PERIODA
  • 31. Vývoj člověka
  • 32.  
  • 33. Možné fylogenetické vztahy hominidů I. Čas (miliony let) Třetihory Čtvrtohory 6 5 4 3 2 1 0,5 0 0,25 Homo sapiens sapiens Homo „sapiens“ neanderthalensis Homo erectus Homo habilis Australopithecus afarensis Ardipithecus ramidus Australopithecus. africanus Homo heidelbergensis
  • 34. Možné fylogenetické vztahy hominidů II.
  • 35. Australopithecus africanus lebka dítěte (Taungský chlapec) – nalezena v jižní Africe
  • 36. Australopithecus africanus
  • 37. Australopithecus afarensis
  • 38. Autralopithecus afarensis kostra „Lucy“
  • 39. Stopy A.afarensis (Laetoli, Tanzanie) doklad vzpřímeného pohybu hominidů na zadních končetinách
  • 40. Australopithecus afarensis
  • 41.  
  • 42. Homo habilis
  • 43. Homo erectus
    • první hominid, jenž se rozšířil mimo území Afriky
  • 44. Homo erectus
  • 45. Homo erectus
  • 46. Homo heidelbergensis
  • 47. Možné fylogenetické vztahy hominidů I. Čas (miliony let) 6 5 4 3 2 1 0,5 0 0,25 Homo sapiens sapiens Homo „sapiens“ neanderthalensis Homo erectus Homo habilis Australopithecus afarensis Ardipithecus ramidus Australopithecus. africanus Homo heidelbergensis
  • 48.  
  • 49. Homo neanderthalensis
  • 50. Homo neanderthalensis X Homo sapiens
  • 51. Homo neanderthalensis
  • 52. Homo neanderthalensis
  • 53.  
  • 54. Moderní Homo sapiens Jeskyně Lascaux (Francie) – 17 000 let staré malby
  • 55. Kde a jak se vyvinul Homo sapiens ?
    • Monocentrické modely (zejm. afro-sapientní hypotéza)
      • Předpokládají, že se moderní člověk vyvinul na jednom místě (pravděpodobně Africe) a odtud pak migroval na další kontinenty
    • Polycentrické modely (model multiregionální evoluce)
      • Předpokládají, že Homo sapiens vznikl vícekrát na různých lokalitách z místních archaických populací; současné lidstvo pak vzniklo křížením těchto poddruhů.
  • 56. Monocentrický model (Out-of-Africa Theory)
  • 57. Mitochondriální Eva?
    • K mutacím v každém mitochondriálním genu dochází velmi pravidelně – zhruba jednou za 1500 – 3000 let.
    • Srovnáním výskytu neutrálních mutací v mtDNA získané z různých populací lze zjistit, nakolik jsou si tyto populace příbuzné a před kolika lety se jejich vývojové linie rozdělily.
    • Ke studiu se využívají i kosterní pozůstatky, z nichž lze DNA v některých případech úspěšně izolovat.
    • Studie mtDNA ukázaly, že vývojová linie dnešního člověka ( Homo sapiens sapiens ) se od ostatních příslušníků rodu Homo oddělila asi před 150 – 200 tisíci roky a u jejího zrodu stála nevelká skupina žen, možná dokonce jediná žena – tzv. „ mitochondriální Eva “, od níž jsme získali naši mimojadernou genovou výbavu.
  • 58. Kde žila Eva?
    • Největší rozdíly v mtDNA jsou mezi osobami afrického původu. Z toho vyplývá, že tato mtDNA je nejstarší, protože při konstantní rychlosti mutací dokázala nahromadit nejvíce odchylek. V této větvi lze hledat ženu, po které jsme zdědili svoji mtDNA.
    • Lze potvrdit hypotézu, že všichni příslušníci druhu Homo sapiens sapiens pocházejí ze společného předka, jenž se vyvinul na území Afriky.
  • 59. Y-chromozomový Adam (YcA)
    • Muži mohou přenést chromozom Y, proto lze předpokládat také „ Adama “, společného předchůdce všech mužů.
    • Existuje mnohem méně variací chromozomu Y než mutací mitochondrií.
    • Poslední společný předchůdce mužů, Y-chromozomový Adam, žil mnohem později než mitochondriální Eva. Je datován do období před 27 000 lety (další zdroje uvádějí 37 000 – 49 000 roků a dokonce až před 188 000 lety).
    • Rozmnožení pouze jedné linie bylo způsobeno pohlavní selekcí ovlivněnou ekonomickým postavením jedinců.
    Michelangelo: Stvoření Adama (nástěnná malba 1508-12, Sixtinská kaple, Řím)
  • 60. http://mujweb.atlas.cz/Veda/mitochondrie/1.htm Tintoretto: Adam a Eva (1550, olej na plátně)
  • 61. Co se stalo s neandrtálci?
    • Teorie
      • Homo sapiens se vyvinul z neandrtálce
      • H. sapiens a H. neanderthalensis byli odlišnými druhy, neandrtálec neobstál v konkurenci s H. sapiens (popř. byl dokonce moderním člověkem vybit jako lovná zvěř).
      • Mezi H. sapiens a H. neanderthalensis docházelo k vzájemnému křížení, současná populace je potomstvem obou druhů.
  • 62. …a co ukázaly studie mtDNA?
    • Bylo provedeno srovnání hypervariabilních sekvencí HVR I a HVR II sekvencí mtDNA (aDNA) izolované z kosterního materiálu.
    • Vzájemné rozdíly v sekvencích HVR v rámci populace moderního člověka (tj. intraspecifická variabilita) dosahují pouze 11pb.
    • Rozdíly mezi sekvencemi HVR mezi člověkem a neandrtálcem jsou 35 pb, což lze (avšak s výhradami) interpretovat jako mezidruhový rozdíl.
  • 63. Homo floresiensis – nejvýznamnější nález za posledních 50 let
    • Na ostrově Flores u Indonésie nalezena lebka asi 30-leté ženy z doby před 18 000 lety
    • Podle naleziště pojmenován Homo floresiensis
    • Výška cca 1 metr
  • 64. Jak vypadal Homo floresiensis ?
  • 65. Homo floresiensis – příliš mnoho otazníků
    • Co překvapuje?
      • Objem mozkovny 380 cm 3 (= objem mozkovny šimpanze)
      • Navzdory malé velikosti mozku byl schopen rozdělat oheň a vyrábět nástroje
      • Není vyloučeno, že byl schopen řeči.
    • Jaký je tedy vztah velikosti mozkovny a duševními schopnostmi?
    • Potomek Homo erectus?
    • Nešlo o jedince s mikrocefalií?
    • Nepocházely nástroje nalezené na lokalitě od jiné populace?
  • 66.  
  • 67. Každá věda vyvolává v člověku představu nekonečna a vzbuzuje v něm smysl pro tajemství. Pierre Termier: Sláva Země (1940)
  • 68. Metody evoluční biologie
  • 69. Stanovení stáří zkamenělin
    • Relativní – podle uložení ve vrstvách sedimentárních hornin, popř. podle pozice vrstev vzhledem k tělesům ostatních hornin
    • Absolutní – stanovení podílu radioizotopů v některých horninotvorných minerálech, které se vytvořily při vzniku horniny
  • 70. Relativní stáří zkamenělin
  • 71. Absolutní stáří zkamenělin
    • Radiometrické datování na základě podílu radioaktivních izotopů:
    5 730 704 miliony 14 bilionů 1,3 biliony Poločas rozpadu (roky) horniny obsahující draslík K 40 organické látky, pozůstatky organismů (tzv. radiokarbonová metoda ) C 14 uranové rudy, zirkon a další minoritní minerály v horninách U 235 zirkon a další minoritní minerály v horninách Th 232 Využití Izotop
  • 72. Změny podílu radioizotopu – princip radiometrického datování hornin 0,5 1,0 0 t podíl radioizotopu čas od vzniku horninového minerálu radioizotop rozpadový produkt poločas rozpadu
  • 73. Kladistika
    • Metoda zjišťování biologických vztahů mezi organismy.
    • Fylogenetický vztah mezi organismy je vyvozován z míry jejich podobnosti.
    • Na základě analýzy podobností se vytváří kladogram.
    Kladogram Znaky (přítomnost/absence)
  • 74. Ukázka jednoduchého kladogramu savců ptakopysk ježura vačice kočka slon bodliny živorodost placenta chobot
  • 75. Sestavení kladogramu na základě molekulárních dat (sekvence DNA)
    • Rozdíly v sekvenci DNA
    • lidská DNA x DNA šimpanze
      • 3 rozdíly
    • lidská DNA x DNA gorily
      • 5 rozdílů
    • DNA šimpanze x DNA gorily
      • 4 rozdíly
    • DNA gorily X DNA orangutana
      • 4 rozdíly
    • … atd.
  • 76. http://www.modernhumanorigins.com/

×