Evoluce
EVOLUCE <ul><li>postupný vývoj nových variant z předchozích forem v průběhu dlouhých časových období </li></ul><ul><li>z g...
DVĚ FORMY EVOLUCE <ul><li>mikroevoluce  – změny v krátkých časových obdobích, které lze pozorovat v průběhu několika málo ...
KOSMICKÝ KALENDÁŘ   23:59:59 Renesance v Evropě, novověk, rozvoj vědy 23:59:56 Narození Krista, Římská říše 23:59:35  Neol...
Na co se vlastně ptáme? <ul><li>Jak vznikl život na Zemi? </li></ul><ul><li>Jak se živé organismy dále vyvíjely? </li></ul...
Vznik života na Zemi …  aneb prebiotická evoluce
Několik čísel na začátek… <ul><li>Země vznikla asi před 4,5 – 4,65 miliardami let. </li></ul><ul><li>První organické slouč...
Teorie vysvětlující vznik života <ul><li>kreační teorie </li></ul><ul><li>panspermická teorie </li></ul><ul><li>teorie evo...
Kreační teorie (kreacionismus) <ul><li>stvoření života nadpřirozenou bytostí </li></ul><ul><li>„ ortodoxní“ kreacionismus ...
Panspermická teorie <ul><li>Přenos života z vesmíru na Zemi </li></ul>
Prebiotická evoluce
Podmínky prebiotické evoluce dopady kosmických těles vulkanická aktivita srážky a elektrické výboje v atmosféře „… Země by...
Experiment Stanleyho Millera (1953) H 2 O + CH 4  + NH 3  + H 2
Molekulární evoluce aneb jak vypadaly první živé organismy? <ul><li>3 možné teorie: </li></ul><ul><ul><li>Skládaly se z pr...
Hypotéza RNA-světa nukleotidy  a  aminokyseliny oligonukleotidy  a  peptidy autokatalytické oligonukleotidy , interakce s ...
Vznik proteosyntézy Protein RNA DNA Existence reverzní transkripce dokládá evoluční význam RNA a svědčí pro hypotézu RNA-s...
Ribozymy a koenzymy – relikty z období „života bez proteinů“ <ul><li>Ribozymy </li></ul><ul><ul><li>molekuly RNA s enzymat...
Molekulární evoluce aneb jak vypadaly první živé organismy? <ul><li>4 možné teorie: </li></ul><ul><ul><li>Skládaly se z pr...
Hypotéza genetického kódu <ul><li>Zdůrazňuje skutečnost, že centrální význam v životních procesech má proteosyntéza založe...
Jak tedy vznikl genetický kód? <ul><li>3 základní hypotézy: </li></ul><ul><ul><li>Hypotéza zmrazené náhody (frozen acciden...
Jak se vyvíjely živé organismy?
GEOLOGICKÉ ÉRY STAROHORY (PROTEROZOIKUM) PRAHORY (ARCHAIKUM) PREKAMBRIUM Vznik života Současnost Č TVRTOHORY (KVARTÉR) TŘE...
Jean Baptiste Lamarck  (1744 – 1829) <ul><li>jako první jasně formuloval myšlenku vývoje </li></ul><ul><li>předpokládal vš...
Základní mechanismy evoluce <ul><li>mutace </li></ul><ul><ul><li>jednoho genu </li></ul></ul><ul><ul><li>více genů, popř. ...
M utace <ul><li>Tolerované </li></ul><ul><ul><li>Výhodné  </li></ul></ul><ul><ul><li>Neutrální („polymorfismy“) </li></ul>...
Mutacionismus <ul><li>Počátek 20. století – objev mutací (Hugo DeVries) </li></ul><ul><li>Vychází z předpokladu, že rozhod...
Evoluce genovou duplikací <ul><li>Zformulována roku 1970 </li></ul><ul><li>autor Susumu Ohno  </li></ul><ul><ul><li>(1928 ...
Evoluce genů genovou duplikací Duplikace eliminována Jeden gen degradován (vzniká pseudogen) Gen získává novou funkci Geny...
Doklady genové duplikace <ul><li>Genové rodiny, resp. nadrodiny – skupiny vzájemně si příbuzných genů </li></ul><ul><ul><l...
Genová duplikace mohla vést i ke vzniku nových druhů (tzv. speciaci) Druh A Druh B Speciace Duplikace Diverzifikace
Variace na úrovni jednoho lokusu <ul><li>Následek mutací </li></ul><ul><li>Existence většího počtu alel od daného genu </l...
Rekombinace <ul><li>Kombinace alel </li></ul><ul><ul><li>podle Mendelových zákonů  </li></ul></ul><ul><ul><li>vlivem cross...
Selekce (výběr) <ul><li>Pozitivní (jedinci s určitým vhodným genotypem přežívají a plodí více potomstva) </li></ul><ul><li...
Následky selekce <ul><li>V určitých podmínkách vnějšího prostředí přežívají pouze ty organismy, které jsou svým morfologic...
Základní předpoklady pro evoluční působení přírodního výběru <ul><li>existence geneticky podmíněné variability v rámci pop...
Darwinova teorie <ul><li>Vysvětluje makroevoluční procesy </li></ul><ul><ul><li>Vznik druhů i celých skupin organismů </li...
Proč se tedy nesnižuje frekvence výskytu geneticky podmíněných chorob? <ul><li>Alely pro geneticky podmíněné choroby jsou ...
Teorie sobeckých genů <ul><li>Vysvětluje, proč se mohou i negativně působící alely udržovat a rozšiřovat v populaci. </li>...
Teorie sobeckých genů (sobeckých alel) <ul><li>Objektem selekce není celý jedinec, ale konkrétní  alela . </li></ul><ul><l...
Model „modrovousů“ <ul><li>Hypotetické zvíře „modrovous“: </li></ul><ul><ul><li>Má stejné chromozomové určení pohlaví jako...
Model modrovousů F 1 Poměr samců:   4 XY  :  5 X Y XX XY XX XX XX XX XY XY XY XY X Y X Y X Y X Y X Y XX XX XX XX XX XY XX ...
Genový drift (genový posun) <ul><li>Náhodný proces vedoucí ke změně frekvence výskytu alel, aniž by došlo k jejich selekci...
Neutrální teorie evoluce (neutralismus) <ul><li>Přikládá větší význam neutrálním mutacím – tj. těm genetickým změnám, kter...
Horizontální výměna genů mezi jedinci (popř. populacemi) různých druhů <ul><li>transformace, konjugace a transdukce u bakt...
<ul><li>Vychází z poznatků současné molekulární genetiky a předpokládá bezprostřednější vliv prostředí genom organismů. </...
Vývoj člověka Dobrá, udělal jste tlustou čáru za minulostí, ale na které straně té čáry je člověk a jeho stvoření?
 
Možné fylogenetické vztahy hominidů Čas (miliony let) Třetihory Čtvrtohory (velmi zjednodušené schéma) 6 5 4 3 2 1 0,5 0 0...
Australopithecus afarensis
Autralopithecus afarensis kostra „Lucy“
Stopy  A.afarensis  (Laetoli, Tanzanie) doklad vzpřímeného pohybu hominidů na zadních končetinách
Australopithecus afarensis
 
Homo habilis
Homo erectus <ul><li>první hominid, jenž se rozšířil mimo území Afriky </li></ul>
Homo erectus
Homo erectus
Homo heidelbergensis
Evoluce  Homo sapiens
Možné fylogenetické vztahy hominidů I. Čas (miliony let) 6 5 4 3 2 1 0,5 0 0,25 Homo sapiens sapiens Homo „sapiens“ neande...
Neandrtálec – náš prapředek nebo slepá vývojová větev?
Homo neanderthalensis
Homo neanderthalensis  X  Homo sapiens
Homo neanderthalensis
Homo neanderthalensis
Cílem dnešního rozhovoru bude přesvědčit lidi, že nejste idiot, jak se obecně soudí. No to teda bude fuška!
Moderní  Homo sapiens Jeskyně Lascaux (Francie) –  17 000 let staré malby
Kde a jak se vyvinul  Homo sapiens ? <ul><li>Monocentrické modely  </li></ul><ul><ul><li>(zejména tzv. afrosapientní hypot...
Monocentrický model (Out-of-Africa Theory)
Mitochondriální Eva? <ul><li>K mutacím v každém mitochondriálním genu dochází velmi pravidelně – zhruba jednou za 1500 – 3...
Kde žila Eva? <ul><li>Největší rozdíly v mtDNA jsou mezi osobami afrického původu. Z toho vyplývá, že tato mtDNA je nejsta...
Y-chromozomový Adam (YcA)  <ul><li>Muži mohou přenést chromozom Y, proto lze předpokládat také „ Adama “, společného předc...
http://mujweb.atlas.cz/Veda/mitochondrie/1.htm Tintoretto: Adam a Eva (1550, olej na plátně)
Co se stalo  s neandrtálci? <ul><li>Teorie </li></ul><ul><ul><li>Homo sapiens  se vyvinul z neandrtálce </li></ul></ul><ul...
…a co ukázaly studie mtDNA? <ul><li>Bylo provedeno srovnání hypervariabilních sekvencí HVR I a HVR II sekvencí mtDNA (aDNA...
Homo floresiensis – nejvýznamnější nález za posledních 50 let <ul><li>Na ostrově Flores u Indonésie nalezena lebka asi 30-...
Jak vypadal Homo floresiensis ?
Homo floresiensis – příliš mnoho otazníků <ul><li>Co překvapuje? </li></ul><ul><ul><li>Objem mozkovny 380 cm 3  (= objem m...
Nezlobte se na mě, ale stvořit někoho a neříct mu, odkud přišel, kdo je, kam směřuje, jaký má smysl jeho existence, to už ...
Každá věda vyvolává v člověku představu nekonečna a vzbuzuje v něm smysl pro tajemství. Pierre Termier: Sláva Země (1940)
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Evoluce Bak

2,584 views

Published on

Published in: Technology, Sports
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
2,584
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
44
Actions
Shares
0
Downloads
16
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Evoluce Bak

  1. 1. Evoluce
  2. 2. EVOLUCE <ul><li>postupný vývoj nových variant z předchozích forem v průběhu dlouhých časových období </li></ul><ul><li>z genetického hlediska: změna frekvence jednotlivých alel v populaci při přechodu z jedné generace do druhé </li></ul>
  3. 3. DVĚ FORMY EVOLUCE <ul><li>mikroevoluce – změny v krátkých časových obdobích, které lze pozorovat v průběhu několika málo generací. </li></ul><ul><li>makroevoluce – změny v dlouhých časových obdobích (zpravidla v průběhu geologické historie Země), které lze zaznamenat jen v horizontu velkého počtu generací. </li></ul>
  4. 4. KOSMICKÝ KALENDÁŘ 23:59:59 Renesance v Evropě, novověk, rozvoj vědy 23:59:56 Narození Krista, Římská říše 23:59:35 Neolitická civilizace, první sídla městského typu 22:30 První lidé ( Homo sapiens ) 13:30 31.prosinec Vznik pravděpodobných předchůdců lidoopů a člověka ( Proconsul a Ramapithecus ) 15. listopad Rozvoj Eukaryot 12. listopad Nejstarší fosilní organismy schopné fotosyntézy 9. říjen Nejstarší známé fosilní organismy (bakterie) 2. říjen Tvorba nejstarších známých hornin na Zemi 25. září Vznik života na Zemi 14. září Vznik Země 9. září Vznik sluneční soustavy 1.květen Vznik galaxie Mléčné dráhy 1.leden Velký třesk (Big Bang) (před 15 miliardami let)
  5. 5. Na co se vlastně ptáme? <ul><li>Jak vznikl život na Zemi? </li></ul><ul><li>Jak se živé organismy dále vyvíjely? </li></ul><ul><li>Jakým mechanismem probíhá vývoj organismů? </li></ul><ul><li>Jak se vyvinul člověk? Jaké je jeho místo v přírodě? </li></ul>
  6. 6. Vznik života na Zemi … aneb prebiotická evoluce
  7. 7. Několik čísel na začátek… <ul><li>Země vznikla asi před 4,5 – 4,65 miliardami let. </li></ul><ul><li>První organické sloučeniny se vytvořily asi před 4,0 – 4,2 miliardami let. </li></ul><ul><li>Nejstarší zkameněliny buněčných organismů byly nalezeny v sedimentárních horninách z Grónska starých 3,5 miliard roků (tedy cca 1 miliardu let po vzniku Země). </li></ul>
  8. 8. Teorie vysvětlující vznik života <ul><li>kreační teorie </li></ul><ul><li>panspermická teorie </li></ul><ul><li>teorie evoluční abiogeneze </li></ul><ul><ul><li>vznik živé hmoty z hmoty neživé </li></ul></ul>
  9. 9. Kreační teorie (kreacionismus) <ul><li>stvoření života nadpřirozenou bytostí </li></ul><ul><li>„ ortodoxní“ kreacionismus </li></ul><ul><li>teorie „inteligentního designu“ </li></ul>
  10. 10. Panspermická teorie <ul><li>Přenos života z vesmíru na Zemi </li></ul>
  11. 11. Prebiotická evoluce
  12. 12. Podmínky prebiotické evoluce dopady kosmických těles vulkanická aktivita srážky a elektrické výboje v atmosféře „… Země byla pustá a prázdná a nad propastnou tůní byla tma…“ (Genesis 1-2)
  13. 13. Experiment Stanleyho Millera (1953) H 2 O + CH 4 + NH 3 + H 2
  14. 14. Molekulární evoluce aneb jak vypadaly první živé organismy? <ul><li>3 možné teorie: </li></ul><ul><ul><li>Skládaly se z proteinů a neobsahovaly nukleové kyseliny </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Koacerváty, resp. mikrosféry s obsahem proteinoidů (mohou vykazovat metabolismus a růst, nevykazují však autoreprodukci a dědičnost) </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Obsahovaly nukleové kyseliny bez proteinů </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Hypotéza RNA-světa </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Obsahovaly vzájemně kooperující molekuly nukleových kyselin i proteinů </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tzv. hypotéza koevoluce, resp. hypotéza genetického kódu </li></ul></ul></ul>
  15. 15. Hypotéza RNA-světa nukleotidy a aminokyseliny oligonukleotidy a peptidy autokatalytické oligonukleotidy , interakce s peptidy RNA -> protein dsRNA -> protein Kompletní proteosytéza vznik buněčných membrán Protobionta (Eobionta, Progenota) Prokaryota? DNA RNA protein Základní schéma proteosyntézy transkripce translace replikace reverzní transkripce
  16. 16. Vznik proteosyntézy Protein RNA DNA Existence reverzní transkripce dokládá evoluční význam RNA a svědčí pro hypotézu RNA-světa.
  17. 17. Ribozymy a koenzymy – relikty z období „života bez proteinů“ <ul><li>Ribozymy </li></ul><ul><ul><li>molekuly RNA s enzymatickou aktivitou </li></ul></ul><ul><ul><li>Za riboz y m můžeme považovat i riboz o m </li></ul></ul><ul><li>Koenzymy </li></ul><ul><ul><li>neproteinové komponenty enzymů, na nichž často probíhají vlastní enzymatické reakce (proteinová složka pouze zajišťuje větší substrátovou specifitu reakce) </li></ul></ul><ul><ul><li>Velká část známých koenzymů je odvozena z nukleotidů. </li></ul></ul>
  18. 18. Molekulární evoluce aneb jak vypadaly první živé organismy? <ul><li>4 možné teorie: </li></ul><ul><ul><li>Skládaly se z proteinů a neobsahovaly nukleové kyseliny </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Koacerváty, resp. mikrosféry s obsahem proteinoidů (mohou vykazovat metabolismus a růst, nevykazují však autoreprodukci a dědičnost) </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Obsahovaly nukleové kyseliny bez proteinů </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Hypotéza RNA-světa </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Obsahovaly vzájemně kooperující molekuly nukleových kyselin i proteinů </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tzv. hypotéza koevoluce, resp. hypotéza genetického kódu </li></ul></ul></ul>
  19. 19. Hypotéza genetického kódu <ul><li>Zdůrazňuje skutečnost, že centrální význam v životních procesech má proteosyntéza založená na existenci genetického kódu. </li></ul><ul><li>Předpokládá, že při vývoji organismů docházelo ke koevoluci systému protein-nukleová kyselina. </li></ul><ul><li>Vývoj proteinů, popř. biochemických drah pro syntézu jednotlivých aminokyselin byl úzce provázen vývojem genetického kódu </li></ul><ul><ul><li>Původní proteiny zřejmě neobsahovaly všech 20 dnes známých aminokyselin. </li></ul></ul><ul><ul><li>Některé fyzikálně chemické vlastnosti aminokyselin korelují s vlastnostmi tripletů, které je kódují – při vývoji mohly hrát roli přímé stereochemické interakce aminokyselin a dinukleotidů, resp. trinukleotidů („stereochemická hypotéza“). </li></ul></ul><ul><li>Upozorňuje na existenci pozměněných variant genetického kódu u některých organismů, což dokládá, že genetický kód se vyvíjel. </li></ul>
  20. 20. Jak tedy vznikl genetický kód? <ul><li>3 základní hypotézy: </li></ul><ul><ul><li>Hypotéza zmrazené náhody (frozen accident) – genetický kód vznikl náhodnou, vysoce nepravděpodobnou kombinací jeho složek, které se vytvořily abiotickou cestou. </li></ul></ul><ul><ul><li>Genetický kód je produktem rozumné bytosti (genetický kód vyhlíží jako rafinovaný produkt racionálního plánu bez jakékoli nedokonalosti). </li></ul></ul><ul><ul><li>Genetický kód vznikl postupným vývojem od zjednodušené formy k dnešní vysoce komplikované podobě. </li></ul></ul>
  21. 21. Jak se vyvíjely živé organismy?
  22. 22. GEOLOGICKÉ ÉRY STAROHORY (PROTEROZOIKUM) PRAHORY (ARCHAIKUM) PREKAMBRIUM Vznik života Současnost Č TVRTOHORY (KVARTÉR) TŘE TIHORY (TERCIÉR) KENOZOIKUM DRUHOHORY (mezozoikum) PRVOHORY (paleozoikum)
  23. 23. Jean Baptiste Lamarck (1744 – 1829) <ul><li>jako první jasně formuloval myšlenku vývoje </li></ul><ul><li>předpokládal však dědičnost adaptivních změn získaných během života jedince </li></ul>
  24. 24. Základní mechanismy evoluce <ul><li>mutace </li></ul><ul><ul><li>jednoho genu </li></ul></ul><ul><ul><li>více genů, popř. celého genomu - genové duplikace, resp. amplifikace </li></ul></ul><ul><li>variace na úrovni jednoho lokusu, polymorfismus </li></ul><ul><li>rekombinace (kombinace alel podle Mendelových zákonů a vlivem crossing-overu) </li></ul><ul><li>selekce (přírodní výběr) </li></ul><ul><li>genový drift (možnost uplatnění neutrálních mutací) </li></ul><ul><li>výměna genů mezi jedinci (popř. populacemi) různých druhů </li></ul><ul><ul><li>transformace, konjugace a transdukce u bakterií, přenos pomocí virů u somatických buněk, somatická hybridizace, mezidruhové křížení </li></ul></ul><ul><li>endosymbióza </li></ul>
  25. 25. M utace <ul><li>Tolerované </li></ul><ul><ul><li>Výhodné </li></ul></ul><ul><ul><li>Neutrální („polymorfismy“) </li></ul></ul><ul><li>Zakázané </li></ul><ul><ul><li>Jsou z různých důvodů selektovány </li></ul></ul><ul><ul><li>Nosiči jsou reprodukčně znevýhodněni nebo neprodukují žádné potomstvo </li></ul></ul><ul><ul><li>Příklad: geneticky podmíněné choroby (zejména u autozomově dědičných chorob nacházíme často mutace de novo ) </li></ul></ul>
  26. 26. Mutacionismus <ul><li>Počátek 20. století – objev mutací (Hugo DeVries) </li></ul><ul><li>Vychází z předpokladu, že rozhodujícím činitelem při evoluci jsou mutace. </li></ul>
  27. 27. Evoluce genovou duplikací <ul><li>Zformulována roku 1970 </li></ul><ul><li>autor Susumu Ohno </li></ul><ul><ul><li>(1928 – 2000) </li></ul></ul><ul><li>Vysvětluje možný mechanismus evoluce genů: „Každý gen vzniká z genu.“ </li></ul><ul><li>Teorie nabízí vysvětlení rozsáhlé druhové diverzifikace na bázi genových duplikací. </li></ul>
  28. 28. Evoluce genů genovou duplikací Duplikace eliminována Jeden gen degradován (vzniká pseudogen) Gen získává novou funkci Geny si zachovávají stejnou nebo podobnou funkci (vzniká genová rodina) Duplikace fixována
  29. 29. Doklady genové duplikace <ul><li>Genové rodiny, resp. nadrodiny – skupiny vzájemně si příbuzných genů </li></ul><ul><ul><li>Geny pro imunoglobuliny </li></ul></ul><ul><ul><li>Geny MHC (hlavní histokompatibilitní komplex) </li></ul></ul><ul><ul><li>Geny pro cytochromy </li></ul></ul><ul><li>Pseudogeny – „molekulární fosilie“ </li></ul>
  30. 30. Genová duplikace mohla vést i ke vzniku nových druhů (tzv. speciaci) Druh A Druh B Speciace Duplikace Diverzifikace
  31. 31. Variace na úrovni jednoho lokusu <ul><li>Následek mutací </li></ul><ul><li>Existence většího počtu alel od daného genu </li></ul><ul><li>Základní podmínka pro vznik variabilního potomstva </li></ul>
  32. 32. Rekombinace <ul><li>Kombinace alel </li></ul><ul><ul><li>podle Mendelových zákonů </li></ul></ul><ul><ul><li>vlivem crossing-overu </li></ul></ul><ul><li>Zajištěna mechanismem meiózy a pohlavního rozmnožování </li></ul>
  33. 33. Selekce (výběr) <ul><li>Pozitivní (jedinci s určitým vhodným genotypem přežívají a plodí více potomstva) </li></ul><ul><li>Negativní (jedinci s nevhodným genotypem mají kratší dobu přežití, popř. nepřežívají vůbec, a mají menší nebo zcela nulovou reprodukční zdatnost) </li></ul>
  34. 34. Následky selekce <ul><li>V určitých podmínkách vnějšího prostředí přežívají pouze ty organismy, které jsou svým morfologickým a fyziologickým uspořádáním těmto aktuálním přírodním podmínkám nejlépe přizpůsobeny </li></ul><ul><li>Potomky plodí především geneticky nejlépe vybavení jedinci a tím přenášejí příslušné alely ve zvýšené míře do dalších generací </li></ul><ul><li>Zastoupení geneticky podmíněných vlastností (a příslušných alel) vhodných pro přežití se při zachování stejných podmínek selekce stále zvyšuje. </li></ul>
  35. 35. Základní předpoklady pro evoluční působení přírodního výběru <ul><li>existence geneticky podmíněné variability v rámci populace daného druhu </li></ul><ul><li>nadprodukce potomstva </li></ul><ul><li>existence kompetice (vnitrodruhový a mezidruhový „boj o život“) </li></ul><ul><li>schopnost přežití k reprodukci </li></ul>autoři teorie evoluce přírodním výběrem Charles Darwin (1809 – 1882) Alfred R. Wallace (1823 – 1913)
  36. 36. Darwinova teorie <ul><li>Vysvětluje makroevoluční procesy </li></ul><ul><ul><li>Vznik druhů i celých skupin organismů </li></ul></ul><ul><li>Vysvětluje mikroevoluční procesy, např.: </li></ul><ul><ul><li>Vznik nových forem patogenních organismů rezistentních vůči imunitnímu systému, popř. lékům </li></ul></ul><ul><ul><li>Vznik nových forem patogenních organismů uzpůsobených k lepší kooperaci s hostitelem, schopných efektivnějšímu přenosu atd. </li></ul></ul>
  37. 37. Proč se tedy nesnižuje frekvence výskytu geneticky podmíněných chorob? <ul><li>Alely pro geneticky podmíněné choroby jsou selektovány, ale některé se projevují až v homozygotně recesivním stavu (heterozygoti nemusí být selektováni) </li></ul><ul><li>Mutace probíhají stále a rychlost jejich vzniku je víceméně konstantní – tak vznikají nové „zakázané“ alely. </li></ul><ul><li>Někdy mohou být i negativně působící alely za určitých podmínek pozitivně selektovány. </li></ul><ul><ul><li>Příklad: pozitivní selekce heterozygotů pro srpkovou anémii </li></ul></ul>
  38. 38. Teorie sobeckých genů <ul><li>Vysvětluje, proč se mohou i negativně působící alely udržovat a rozšiřovat v populaci. </li></ul><ul><li>Zformulována v 70. letech 20. století Richardem Dawkinsem </li></ul>
  39. 39. Teorie sobeckých genů (sobeckých alel) <ul><li>Objektem selekce není celý jedinec, ale konkrétní alela . </li></ul><ul><li>Kritériem evoluční úspěšnosti je nárůst frekvence příslušné alely. </li></ul><ul><li>Organismy jsou „ vehikly “, které si geny vytvořily k tomu, aby se mohly efektivněji a rychleji replikovat. </li></ul><ul><li>V zásadě se může v populaci šířit i taková alela, která snižuje biologickou zdatnost svého nositele. </li></ul>
  40. 40. Model „modrovousů“ <ul><li>Hypotetické zvíře „modrovous“: </li></ul><ul><ul><li>Má stejné chromozomové určení pohlaví jako člověk. </li></ul></ul><ul><ul><li>Normální pár má v průměru 10 mláďat, avšak pouze 8 se dožije dospělosti. </li></ul></ul><ul><ul><li>Na chromozomu Y je „modrovousovský“ gen, jehož jedna alela způsobuje že samec zabije všechny své dcery a jejich masem nakrmí své syny. </li></ul></ul>
  41. 41. Model modrovousů F 1 Poměr samců: 4 XY : 5 X Y XX XY XX XX XX XX XY XY XY XY X Y X Y X Y X Y X Y XX XX XX XX XX XY XX X Y XX P
  42. 42. Genový drift (genový posun) <ul><li>Náhodný proces vedoucí ke změně frekvence výskytu alel, aniž by došlo k jejich selekci. </li></ul><ul><li>Uplatňuje se zejména v početně malých (geograficky či jinak izolovaných) populacích. </li></ul><ul><li>Má význam zejména u neutrálních mutací. </li></ul>
  43. 43. Neutrální teorie evoluce (neutralismus) <ul><li>Přikládá větší význam neutrálním mutacím – tj. těm genetickým změnám, které nejsou pozitivně ani negativně selektovány </li></ul><ul><li>Frekvence neutrálních mutací se zvyšuje prostřednictvím genového driftu. </li></ul><ul><li>Kombinací neutrálních mutací mohou vznikat nové znaky. </li></ul>
  44. 44. Horizontální výměna genů mezi jedinci (popř. populacemi) různých druhů <ul><li>transformace, konjugace a transdukce u bakterií </li></ul><ul><li>přenos genetického materiálu u eukaryot prostřednictvím virů </li></ul><ul><ul><li>přítomnost virových sekvencí v genomu člověka </li></ul></ul><ul><li>somatická hybridizace </li></ul><ul><li>mezidruhové křížení </li></ul><ul><li>endosymbióza </li></ul><ul><ul><li>vznik mitochondrií a plastidů v eukaryotické buňce </li></ul></ul>
  45. 45. <ul><li>Vychází z poznatků současné molekulární genetiky a předpokládá bezprostřednější vliv prostředí genom organismů. </li></ul><ul><li>Uvažuje významnou úlohu horizontálního přenosu genetické informace. </li></ul><ul><li>Možnost epigeneticky vyvolaných dědičných změn? </li></ul>Neolamarckismus
  46. 46. Vývoj člověka Dobrá, udělal jste tlustou čáru za minulostí, ale na které straně té čáry je člověk a jeho stvoření?
  47. 48. Možné fylogenetické vztahy hominidů Čas (miliony let) Třetihory Čtvrtohory (velmi zjednodušené schéma) 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. Australopithecus afarensis
  49. 50. Autralopithecus afarensis kostra „Lucy“
  50. 51. Stopy A.afarensis (Laetoli, Tanzanie) doklad vzpřímeného pohybu hominidů na zadních končetinách
  51. 52. Australopithecus afarensis
  52. 54. Homo habilis
  53. 55. Homo erectus <ul><li>první hominid, jenž se rozšířil mimo území Afriky </li></ul>
  54. 56. Homo erectus
  55. 57. Homo erectus
  56. 58. Homo heidelbergensis
  57. 59. Evoluce Homo sapiens
  58. 60. 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
  59. 61. Neandrtálec – náš prapředek nebo slepá vývojová větev?
  60. 62. Homo neanderthalensis
  61. 63. Homo neanderthalensis X Homo sapiens
  62. 64. Homo neanderthalensis
  63. 65. Homo neanderthalensis
  64. 66. Cílem dnešního rozhovoru bude přesvědčit lidi, že nejste idiot, jak se obecně soudí. No to teda bude fuška!
  65. 67. Moderní Homo sapiens Jeskyně Lascaux (Francie) – 17 000 let staré malby
  66. 68. Kde a jak se vyvinul Homo sapiens ? <ul><li>Monocentrické modely </li></ul><ul><ul><li>(zejména tzv. afrosapientní hypotéza) </li></ul></ul><ul><ul><li>Předpokládají, že se moderní člověk vyvinul na jednom místě (pravděpodobně Africe) a odtud pak migroval na další kontinenty </li></ul></ul><ul><li>Polycentrické modely (model multiregionální evoluce) </li></ul><ul><ul><li>Předpokládají, že Homo sapiens vznikl vícekrát na různých lokalitách z místních archaických populací; současné lidstvo pak vzniklo křížením těchto poddruhů. </li></ul></ul>
  67. 69. Monocentrický model (Out-of-Africa Theory)
  68. 70. Mitochondriální Eva? <ul><li>K mutacím v každém mitochondriálním genu dochází velmi pravidelně – zhruba jednou za 1500 – 3000 let. </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>Ke studiu se využívají i kosterní pozůstatky, z nichž lze DNA v některých případech úspěšně izolovat. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  69. 71. Kde žila Eva? <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Lze potvrdit hypotézu, že všichni příslušníci druhu Homo sapiens sapiens pocházejí ze společného předka, jenž se vyvinul na území Afriky. </li></ul>
  70. 72. Y-chromozomový Adam (YcA) <ul><li>Muži mohou přenést chromozom Y, proto lze předpokládat také „ Adama “, společného předchůdce všech mužů. </li></ul><ul><li>Existuje mnohem méně variací chromozomu Y než mutací mitochondrií. </li></ul><ul><li>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). </li></ul><ul><li>Rozmnožení pouze jedné linie bylo způsobeno pohlavní selekcí ovlivněnou ekonomickým postavením jedinců. </li></ul>Michelangelo: Stvoření Adama (nástěnná malba 1508-12, Sixtinská kaple, Řím)
  71. 73. http://mujweb.atlas.cz/Veda/mitochondrie/1.htm Tintoretto: Adam a Eva (1550, olej na plátně)
  72. 74. Co se stalo s neandrtálci? <ul><li>Teorie </li></ul><ul><ul><li>Homo sapiens se vyvinul z neandrtálce </li></ul></ul><ul><ul><li>H. sapiens a H. neanderthalensis byli odlišnými druhy, neandrtálec neobstál v konkurenci s H. sapiens (popř. byl dokonce moderním člověkem vybit jako lovná zvěř). </li></ul></ul><ul><ul><li>Mezi H. sapiens a H. neanderthalensis docházelo k vzájemnému křížení, současná populace je potomstvem obou druhů. </li></ul></ul>
  73. 75. …a co ukázaly studie mtDNA? <ul><li>Bylo provedeno srovnání hypervariabilních sekvencí HVR I a HVR II sekvencí mtDNA (aDNA) izolované z kosterního materiálu. </li></ul><ul><li>Vzájemné rozdíly v sekvencích HVR v rámci populace moderního člověka (tj. intraspecifická variabilita) dosahují pouze 11pb. </li></ul><ul><li>Rozdíly mezi sekvencemi HVR mezi člověkem a neandrtálcem jsou 35 pb, což lze (avšak s výhradami) interpretovat jako mezidruhový rozdíl. </li></ul>
  74. 76. Homo floresiensis – nejvýznamnější nález za posledních 50 let <ul><li>Na ostrově Flores u Indonésie nalezena lebka asi 30-leté ženy z doby před 18 000 lety </li></ul><ul><li>Podle naleziště pojmenován Homo floresiensis </li></ul><ul><li>Výška cca 1 metr </li></ul>
  75. 77. Jak vypadal Homo floresiensis ?
  76. 78. Homo floresiensis – příliš mnoho otazníků <ul><li>Co překvapuje? </li></ul><ul><ul><li>Objem mozkovny 380 cm 3 (= objem mozkovny šimpanze) </li></ul></ul><ul><ul><li>Navzdory malé velikosti mozku byl schopen rozdělat oheň a vyrábět nástroje </li></ul></ul><ul><ul><li>Není vyloučeno, že byl schopen řeči. </li></ul></ul><ul><li>Jaký je tedy vztah velikosti mozkovny a duševními schopnostmi? </li></ul><ul><li>Potomek Homo erectus? </li></ul><ul><li>Nešlo o jedince s mikrocefalií? </li></ul><ul><li>Nepocházely nástroje nalezené na lokalitě od jiné populace? </li></ul>
  77. 79. Nezlobte se na mě, ale stvořit někoho a neříct mu, odkud přišel, kdo je, kam směřuje, jaký má smysl jeho existence, to už hraničí se škodolibostí
  78. 80. Každá věda vyvolává v člověku představu nekonečna a vzbuzuje v něm smysl pro tajemství. Pierre Termier: Sláva Země (1940)

×