Природна селекција
• неслучајно диференцијално преживљавање и репродукција
јединки различити генотипова
– Природна селекција је процес који током генерација условљава
опстајање наследних особина које се могу окарактерисати као „корисне“
за репродукују или преживљавање, а губитак оних особина које се могу
окарактерисати као „штетне“ за преживљавање и/или репродукцију.
– Уколико одређени фенотип пружа бољу прилагођеност условима
средине, јединке тог фенотипа имаће већу шансу да преживе и оставе
потомство. Ако је тај фенотип наследан (генетички детерминисан),
пренеосиће се на потомство па ће временом, кроз генерације, постајати
све учесталији у популацији и више доприносити генском фонду
наредне генерације.
• Способност једног генотипа у природи најбоље се мери његовим репродуктивним успехом тј.
бројем потомака које оставља
• На репродукцију утичу различите особине: отпорност према болестима, способност избегавања
предатора, плодност, способност налажења хране...
• да би деловала селекција, у популацији морају постојати бар
два генотипа са различитим адаптивним вредностима
Селекцијски фактори (агенси селекције)
• абиотички /утицаји неживе природе: климатска
фактори, едафски -земљиште, орографски- рељеф
• биотички:узајамно деловање живих бића
– заједно чине селекцијски притисак
• екстремне температуре, падавине (сушна раздобља, поплаве), хемијске околности,
природни непријатељи, затим паразити и узрочници болести који током ширења и
деловања заразе селекцијом и умањењем популације снажно утичу на еволуцију
домаћиновог организма, а кроз његову одбрану такође и на своју еволуцију.
• такмичење и борба око хране, животног простора и осталих важних животних услова убраја
се у унутарврстну селекцију која подређене групе потискује у нове еколошке нише или
води њиховом изумирању.
зелене јединке су уочљивије па их
природни предатори више лове у односу
на смеђе
резистенција бактерија на антибиотике
ТИБЕТАНСКА ГУСКА која током миграције
прелеће Хималаје на висини од чак 9000м
/ има мутацију која омогућава ефикасан
енергетски метаболизан на тако великим
висинама.
Код других врста пронађена је мутација у
генима за хемоглобин која омогућава
ефикасније усвајање кисеоника – пример
како врсте могу имати различите
адаптације за исте услове животне
средине.
ЛОКВАЊ –листови позиционирани при површине
воде где допире највише сунца (због фотосинтезе)
ПУСТИЊСКА ЛИСИЦА – естивација: стање успореног метаболизма на
високим температурама у одговарајућем склоништу и
ПОЛАРНА ЛИСИЦА – хибернација: стање успореног метаболизма на ниским
температурама у одговарајућем склоништу)
Концепција природне селекције
1. Све врсте имају тенденцију ка повећању бројности својих популација
(организми су способни да оставе више потомака него што је неопходно да се одржи константна
бројност у следећој генерацији).
2. Ипак, у природи, бројност популација остаје релативно константна (висок је
морталитет међу потомством).
3. У популацијама постоји фенотипска варијабилност, па су неке јединке бољи
компетитори, боље проналазе храну, боље избегавају предаторе, итд. ⇒ неке јединке имају
већу шансу да преживе.Ако су те особине бар делимично генетички детерминисане,
преживеле јединке ће их преносити у следећу генерацију.
4. Јединке се разликују у фертилитету. Ако је и једнака шанса да преживе све младе
јединке, адулти који оставе већи број потомака, пренеће
пропорционално више својих гена у следећу генерацију.
5. 4. и 5. ставка су нераскидиво повезане: генотипови који краће живе имају мању шансу да се
репродукују. Ако јединка остави више потомака (без обзира да ли зато што јој је
већа фертилност или дуже живи) њени гени ће бити више заступљени у
наредној генерацији од других (ефекат селекције).
Деловање селекције на квантитативне особине
• ДИРЕКЦИОНА СЕЛЕКЦИЈА (Дарвинове зебе, величина тела, вештачка селекција)
– фаворизује екстремне фенотипове
– до тога долази када се средина мења током времена у одређеном смеру
• СТАБИЛИЗАЦИОНА СЕЛЕКЦИЈА (нпр. бебе средње величине)
– фаворизује најчешће фенотипове
– када је популација добро прилагођена, услови стабилни, селекција делује у корист јединки са
средњим вредностима
• ДИСРУПТИВНА СЕЛЕКЦИЈА (нпр. зелена и браон камуфлажна боја)
– фаворизује екстремне фенотипове
– доводи до екстремних разлика у популацији и специјације
Однос природне селекције и адаптација
• Природна селекција је једини еволуциони механизам који
доводи до настанка и одржавања адаптација.
• АДАПТАЦИЈА – свака наследна карактеристика или вредност
карактеристике која, у интеракцији са средином, омогућава
својим носиоцима да оставе већи број потомака и/или повећа
преживљавање него што би то био случај у њеном одсуству, или
присуству алтернативног облика или вредности те карактеристике.
• Природна селекција није механизам који ствара адаптације,
већ механизам који неку карактеристику која побољшава
преживљавање и/или репродукцију својих носилаца (адаптацију)
фаворизује и на тај начин одржава у популацији и повећава
њену учесталост.
• Коначан резултат свих развојних и физиолошких процеса који су
се реализовали код јединки одређеног генотипа у околностима
животне средине је АДАПТИВНА ВРЕДНОСТ ПОПУЛАЦИЈЕ
Природна селекција и адаптивна вредност
• Адаптивна вредност (W) је мера прилагођености одређеног генотипа
условима животне средине. Представља меру преживљавања и репродукције,
односно у којој мери одређени генотип доприноси генофонду наредне
генерације.
– Облици особине који својим носиоцима пружају већу адаптивну вредност у односу на
носиоце других облика те особине и наслеђују се кроз генерације зову се адаптације.
• Апсолутна адаптивна вредност (WА) представља производ стопе
преживљавања (SP) и стопе репродукције (SR) одређеног генотипа.
WА = SP х SR
– стопa преживљавања (SP) генотипа = % (вероватноћа) јединки одрђеног генотипа
који преживи до репродуктивног стадијума живота
– стопа репродукције (SR) = просечан број потомака који јединке одређеног генотипа
остављају
Пример: уколико је стопа преживљавања јединки неког генотипа АА – 50%, а просечан број потомака (стопа репродукције) које
јединке тог генотипа остављају – 4, онда је апсолутна адаптивна вредност генотипа АА
WА (АА)= SP(АА) х SR(АА)= 0,5 х 4 = 2
стопа преживљавања јединки генотипа АВ је 60%, а просечан број потомака које јединке тог генотипа остављају(стопа
репродукције) – 5, онда је апсолутна адаптивна вредност генотипа АВ
WА (АВ)= SP(АВ) х SR(АВ)= 0,6 х 5 = 3
вероватноћа/стопа преживљавања јединки генотипа ВВ износи 40%, а просечан број потомака које јединке тог генотипа
остављају(стопа репродукције) – 10, онда је апсолутна адаптивна вредност генотипа ВВ
WА (ВВ)= SP(ВВ) х SR(ВВ)= 0,4 х 10 = 4
WА – бројчане вредности могу да се крећу од 0 до бесконачно (теоријски) / код
врста за које је карактеристичан велики број потомака оне ће бити високе, док код
оних за које је карактеристичан мањи број потомака оне ће бити ниже
Да бисмо поредили јачину деловања природне селекције на различите
генотипове одређене популације у одређеној животној средини у којој живе ти
генотипови, потребно је одредити релативну адаптивну вредност (W) која
представља релативни удео датог генотипа у генофонду наредне
генерације (у односу на друге генотипове у популацији). Она се добија тако
што се добијене апсолутне адаптивне вредности генотипва поделе са
највећом добијеном апсолутном вредношћу и бројчано исказано, имаће
вредности измеђи 0 и 1.
• Јачина деловања селекције против неког генотипа
приказује се коефицијентом селеккције (s) и
рачуна се према формули
s = 1 - W
Тако, релативне адаптивне вредности три претходна генотипа износиће:
W(АА)= WА (АА)/ WА (ВВ)= 2 / 4 = 0,5
W(АВ)= WА (АВ)/ WА (ВВ)= 3 / 4 = 0,75
W(ВВ)= WА (ВВ)/ WА (ВВ)= 4 / 4 = 1
За претходни пример, коефицијенти селекције износиће:
s(АА) = 1 – W(АА)= 1- 0,5 = 0,5
s(АВ) = 1 – W(АВ)= 1- 0,75 = 0,25
s(ВВ) = 1 – W(ВВ)= 1- 1 = 0
Селекција не делује против генотипа ВВ, а најјаче делује против генотипа АА.
генотип
АА
генотип
АВ
генотип
ВВ
стопa
преживљавања
(SP)
0,5 0,6 0,4
стопа
репродукције
(SR)
4 5 10
апсолутна
адаптивна
вредност (WА)
2 3 4
релативна
адаптивну
вредност (W)
0,5 0,75 1
коефицијент
селеккције (s)
0,5 0,25 0
АДАПТИВНА ВРЕДНОСТ ПОПУЛАЦИЈЕ
• (просечна) адаптивна вредност популације (ѿ) исказује
колико су јединке, тј. генотипови у популацији у просеку
прилагођени условима животне средине
• зависи од адаптивних вредности генотипова који постоје у
популацији и њихове учесталости
• рачуна се као збир производа учесталости генотипова (Р, H, Q) и
њихових релативних адаптибилних вредности(W)
• (ѿ) може имати вредности од 0 до 1
За један генски локус са два алела (претходни пример) формула је:
ѿ = P(АА) х W(АА) + Н(АВ) х W(АВ) + Q(ВВ) х W(ВВ)
Уколико се популација углавном састоји од јединки ниске адаптивне вредности,
просечна адаптивна вредност популације биће ниска – популација је лоше
адаптирана на услове животне средине у којој се налази.
Уколико се популација углавном састоји од јединки високе адаптивне вредности,
просечна адаптивна вредност популације биће висока – популација је добро
адаптирана на услове животне средине.

Еволуција јцх јхц ебфв кфебквб кфбв кдф вбкб вфк

  • 1.
    Природна селекција • неслучајнодиференцијално преживљавање и репродукција јединки различити генотипова – Природна селекција је процес који током генерација условљава опстајање наследних особина које се могу окарактерисати као „корисне“ за репродукују или преживљавање, а губитак оних особина које се могу окарактерисати као „штетне“ за преживљавање и/или репродукцију. – Уколико одређени фенотип пружа бољу прилагођеност условима средине, јединке тог фенотипа имаће већу шансу да преживе и оставе потомство. Ако је тај фенотип наследан (генетички детерминисан), пренеосиће се на потомство па ће временом, кроз генерације, постајати све учесталији у популацији и више доприносити генском фонду наредне генерације. • Способност једног генотипа у природи најбоље се мери његовим репродуктивним успехом тј. бројем потомака које оставља • На репродукцију утичу различите особине: отпорност према болестима, способност избегавања предатора, плодност, способност налажења хране... • да би деловала селекција, у популацији морају постојати бар два генотипа са различитим адаптивним вредностима
  • 2.
    Селекцијски фактори (агенсиселекције) • абиотички /утицаји неживе природе: климатска фактори, едафски -земљиште, орографски- рељеф • биотички:узајамно деловање живих бића – заједно чине селекцијски притисак • екстремне температуре, падавине (сушна раздобља, поплаве), хемијске околности, природни непријатељи, затим паразити и узрочници болести који током ширења и деловања заразе селекцијом и умањењем популације снажно утичу на еволуцију домаћиновог организма, а кроз његову одбрану такође и на своју еволуцију. • такмичење и борба око хране, животног простора и осталих важних животних услова убраја се у унутарврстну селекцију која подређене групе потискује у нове еколошке нише или води њиховом изумирању. зелене јединке су уочљивије па их природни предатори више лове у односу на смеђе резистенција бактерија на антибиотике
  • 3.
    ТИБЕТАНСКА ГУСКА којатоком миграције прелеће Хималаје на висини од чак 9000м / има мутацију која омогућава ефикасан енергетски метаболизан на тако великим висинама. Код других врста пронађена је мутација у генима за хемоглобин која омогућава ефикасније усвајање кисеоника – пример како врсте могу имати различите адаптације за исте услове животне средине. ЛОКВАЊ –листови позиционирани при површине воде где допире највише сунца (због фотосинтезе) ПУСТИЊСКА ЛИСИЦА – естивација: стање успореног метаболизма на високим температурама у одговарајућем склоништу и ПОЛАРНА ЛИСИЦА – хибернација: стање успореног метаболизма на ниским температурама у одговарајућем склоништу)
  • 4.
    Концепција природне селекције 1.Све врсте имају тенденцију ка повећању бројности својих популација (организми су способни да оставе више потомака него што је неопходно да се одржи константна бројност у следећој генерацији). 2. Ипак, у природи, бројност популација остаје релативно константна (висок је морталитет међу потомством). 3. У популацијама постоји фенотипска варијабилност, па су неке јединке бољи компетитори, боље проналазе храну, боље избегавају предаторе, итд. ⇒ неке јединке имају већу шансу да преживе.Ако су те особине бар делимично генетички детерминисане, преживеле јединке ће их преносити у следећу генерацију. 4. Јединке се разликују у фертилитету. Ако је и једнака шанса да преживе све младе јединке, адулти који оставе већи број потомака, пренеће пропорционално више својих гена у следећу генерацију. 5. 4. и 5. ставка су нераскидиво повезане: генотипови који краће живе имају мању шансу да се репродукују. Ако јединка остави више потомака (без обзира да ли зато што јој је већа фертилност или дуже живи) њени гени ће бити више заступљени у наредној генерацији од других (ефекат селекције). Деловање селекције на квантитативне особине • ДИРЕКЦИОНА СЕЛЕКЦИЈА (Дарвинове зебе, величина тела, вештачка селекција) – фаворизује екстремне фенотипове – до тога долази када се средина мења током времена у одређеном смеру • СТАБИЛИЗАЦИОНА СЕЛЕКЦИЈА (нпр. бебе средње величине) – фаворизује најчешће фенотипове – када је популација добро прилагођена, услови стабилни, селекција делује у корист јединки са средњим вредностима • ДИСРУПТИВНА СЕЛЕКЦИЈА (нпр. зелена и браон камуфлажна боја) – фаворизује екстремне фенотипове – доводи до екстремних разлика у популацији и специјације
  • 6.
    Однос природне селекцијеи адаптација • Природна селекција је једини еволуциони механизам који доводи до настанка и одржавања адаптација. • АДАПТАЦИЈА – свака наследна карактеристика или вредност карактеристике која, у интеракцији са средином, омогућава својим носиоцима да оставе већи број потомака и/или повећа преживљавање него што би то био случај у њеном одсуству, или присуству алтернативног облика или вредности те карактеристике. • Природна селекција није механизам који ствара адаптације, већ механизам који неку карактеристику која побољшава преживљавање и/или репродукцију својих носилаца (адаптацију) фаворизује и на тај начин одржава у популацији и повећава њену учесталост. • Коначан резултат свих развојних и физиолошких процеса који су се реализовали код јединки одређеног генотипа у околностима животне средине је АДАПТИВНА ВРЕДНОСТ ПОПУЛАЦИЈЕ
  • 7.
    Природна селекција иадаптивна вредност • Адаптивна вредност (W) је мера прилагођености одређеног генотипа условима животне средине. Представља меру преживљавања и репродукције, односно у којој мери одређени генотип доприноси генофонду наредне генерације. – Облици особине који својим носиоцима пружају већу адаптивну вредност у односу на носиоце других облика те особине и наслеђују се кроз генерације зову се адаптације. • Апсолутна адаптивна вредност (WА) представља производ стопе преживљавања (SP) и стопе репродукције (SR) одређеног генотипа. WА = SP х SR – стопa преживљавања (SP) генотипа = % (вероватноћа) јединки одрђеног генотипа који преживи до репродуктивног стадијума живота – стопа репродукције (SR) = просечан број потомака који јединке одређеног генотипа остављају Пример: уколико је стопа преживљавања јединки неког генотипа АА – 50%, а просечан број потомака (стопа репродукције) које јединке тог генотипа остављају – 4, онда је апсолутна адаптивна вредност генотипа АА WА (АА)= SP(АА) х SR(АА)= 0,5 х 4 = 2 стопа преживљавања јединки генотипа АВ је 60%, а просечан број потомака које јединке тог генотипа остављају(стопа репродукције) – 5, онда је апсолутна адаптивна вредност генотипа АВ WА (АВ)= SP(АВ) х SR(АВ)= 0,6 х 5 = 3 вероватноћа/стопа преживљавања јединки генотипа ВВ износи 40%, а просечан број потомака које јединке тог генотипа остављају(стопа репродукције) – 10, онда је апсолутна адаптивна вредност генотипа ВВ WА (ВВ)= SP(ВВ) х SR(ВВ)= 0,4 х 10 = 4 WА – бројчане вредности могу да се крећу од 0 до бесконачно (теоријски) / код врста за које је карактеристичан велики број потомака оне ће бити високе, док код оних за које је карактеристичан мањи број потомака оне ће бити ниже
  • 8.
    Да бисмо поредилијачину деловања природне селекције на различите генотипове одређене популације у одређеној животној средини у којој живе ти генотипови, потребно је одредити релативну адаптивну вредност (W) која представља релативни удео датог генотипа у генофонду наредне генерације (у односу на друге генотипове у популацији). Она се добија тако што се добијене апсолутне адаптивне вредности генотипва поделе са највећом добијеном апсолутном вредношћу и бројчано исказано, имаће вредности измеђи 0 и 1. • Јачина деловања селекције против неког генотипа приказује се коефицијентом селеккције (s) и рачуна се према формули s = 1 - W Тако, релативне адаптивне вредности три претходна генотипа износиће: W(АА)= WА (АА)/ WА (ВВ)= 2 / 4 = 0,5 W(АВ)= WА (АВ)/ WА (ВВ)= 3 / 4 = 0,75 W(ВВ)= WА (ВВ)/ WА (ВВ)= 4 / 4 = 1 За претходни пример, коефицијенти селекције износиће: s(АА) = 1 – W(АА)= 1- 0,5 = 0,5 s(АВ) = 1 – W(АВ)= 1- 0,75 = 0,25 s(ВВ) = 1 – W(ВВ)= 1- 1 = 0 Селекција не делује против генотипа ВВ, а најјаче делује против генотипа АА. генотип АА генотип АВ генотип ВВ стопa преживљавања (SP) 0,5 0,6 0,4 стопа репродукције (SR) 4 5 10 апсолутна адаптивна вредност (WА) 2 3 4 релативна адаптивну вредност (W) 0,5 0,75 1 коефицијент селеккције (s) 0,5 0,25 0
  • 9.
    АДАПТИВНА ВРЕДНОСТ ПОПУЛАЦИЈЕ •(просечна) адаптивна вредност популације (ѿ) исказује колико су јединке, тј. генотипови у популацији у просеку прилагођени условима животне средине • зависи од адаптивних вредности генотипова који постоје у популацији и њихове учесталости • рачуна се као збир производа учесталости генотипова (Р, H, Q) и њихових релативних адаптибилних вредности(W) • (ѿ) може имати вредности од 0 до 1 За један генски локус са два алела (претходни пример) формула је: ѿ = P(АА) х W(АА) + Н(АВ) х W(АВ) + Q(ВВ) х W(ВВ) Уколико се популација углавном састоји од јединки ниске адаптивне вредности, просечна адаптивна вредност популације биће ниска – популација је лоше адаптирана на услове животне средине у којој се налази. Уколико се популација углавном састоји од јединки високе адаптивне вредности, просечна адаптивна вредност популације биће висока – популација је добро адаптирана на услове животне средине.