Post on 23-Jan-2016
description
Evoluce sexuality
Evoluce Sexuality
• Sexualita (výměna genetické informace) x pohlavní rozmnožování
• Rozšíření sexuality v přírodě (vířníci)
• Vznik sexuality x Udržování sexuality
• Nevýhody sexuality x Výhody sexuality
Nevýhody sexuality
• Rozpad osvědčených kombinací genů
• Časová, energetická, informační náročnost
• Rizika spojená s vyhledáváním partnera, (parazitismus, predace)
• Limitní hustota populace
• Dvojnásobná cena sexu –cena samců
• Dvojnásobná cena sexu –cena meiozy
sexuálně se množící druh
Dvojnásobná cena samců
partenogenetické samice
Nevýhody sexuality
• Rozpad osvědčených kombinací genů
• Časová, energetická, informační náročnost
• Rizika spojená s vyhledáváním partnera, (parazitismus, predace)
• Limitní hustota populace
• Dvojnásobná cena sexu –cena samců
• Dvojnásobná cena sexu –cena meiozy
a)
b)
c)
Dvojnásobná cena meiosy
Důvody existence sexuality
• Evoluční potenciál
• Individuální zdatnost
• Evoluční past
• Výhoda pro jiný organismus
• Druhová selekce
Důvody existence sexuality
• Evoluční potenciál
• Individuální zdatnost
• Evoluční past
• Výhoda pro jiný organismus
• Druhová selekce
Evoluční potenciál
• Vznik variability• Hypotéza Božích mlýnů
• Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu
• Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti)• Udržování druhovosti• Zastavení Mullerovy rohatky• Paralelní selekce výhodných mutací• Zbavování se sousedství škodlivých mutací
Evoluční potenciál
• Vznik variability• Hypotéza Božích mlýnů
• Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu
• Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti)• Udržování druhovosti• Zastavení Mullerovy rohatky• Paralelní selekce výhodných mutací• Zbavování se sousedství škodlivých mutací
Výhoda evoluční plasticity
naivní drosofily
40
80
120
0
40
80
120
0
40
80
120
0
40
80
120
0
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6 generace
poče
t kuk
el
Výhoda evoluční plasticity
normální drosofily
naivní drosofily
Evoluční potenciál
• Vznik variability• Hypotéza Božích mlýnů
• Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu, Sisyfovské genotypy
• Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti)• Udržování druhovosti• Zastavení Mullerovy rohatky• Paralelní selekce výhodných mutací• Zbavování se sousedství škodlivých mutací
Evoluční potenciál
• Vznik variability• Hypotéza Božích mlýnů
• Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu
• Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti)• Udržování druhovosti• Zastavení Mullerovy rohatky• Paralelní selekce výhodných mutací• Zbavování se sousedství škodlivých mutací
nepohlavní množení
nepohlavní množení
pohlavní množení
Udržování diploidie
Evoluční potenciál
• Vznik variability• Hypotéza Božích mlýnů
• Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu
• Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti)• Udržování druhovosti• Zastavení Mullerovy rohatky• Paralelní selekce výhodných mutací• Zbavování se sousedství škodlivých mutací
Evoluční potenciál
• Vznik variability• Hypotéza Božích mlýnů
• Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu
• Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti)• Udržování druhovosti• Zastavení Mullerovy rohatky• Paralelní selekce výhodných mutací• Zbavování se sousedství škodlivých mutací
Evoluční potenciál
• Vznik variability• Hypotéza Božích mlýnů
• Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu
• Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti)• Udržování druhovosti• Zastavení Mullerovy rohatky• Paralelní selekce výhodných mutací• Zbavování se sousedství škodlivých mutací
pohlavně se množící druh
nepohlavně se množící druh
Důvody existence sexuality
Evoluční potenciál
• Vznik variability• Hypotéza Božích mlýnů
• Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu
• Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti)• Udržování druhovosti• Zastavení Mullerovy rohatky• Paralelní selekce výhodných mutací• Zbavování se sousedství škodlivých mutací
Důvody existence sexuality
• Evoluční potenciál
• Individuální zdatnost
• Evoluční past
• Výhoda pro jiný organismus
• Druhová selekce
Individuální zdatnost
– Reparace mutací– Hypotéza vlastního pokoje– Hypotéza loterie– Hypotéza Červené královny
Individuální zdatnost
– Reparace mutací– Hypotéza vlastního pokoje– Hypotéza loterie– Hypotéza Červené královny
Individuální zdatnost
– Reparace mutací– Hypotéza vlastního pokoje– Hypotéza loterie– Hypotéza Červené královny
Sexuální druh
Asexuální druh
Individuální zdatnost
– Reparace mutací– Hypotéza vlastního pokoje– Hypotéza loterie– Hypotéza Červené královny
Homogenní prostředí
Heterogenní prostředí
Individuální zdatnost
– Reparace mutací– Hypotéza vlastního pokoje– Hypotéza loterie– Hypotéza Červené královny
0
10
20
30
40
60
9 10 11 128délka těla karasa
poče
t cys
t mot
olic
v p
lout
vích
Větší parazitovanost partenogenetických samic
triploidní samice
diploidní samice
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 0
10
20
30
40
50
0
10
20
30
40
50
poče
t hos
tite
lů
asexuální linie gekonů
sexuální linie gekonů
neinfikovaní
infikovaní
neinfikovaní
infikovaní
lokality
Ektoparazitičtí roztoči gekonů
0,2
0
0,4
0,6
0,8
1,0
0,2
0
0,4
0,6
0,8
1,0
0,2
0
0,4
0,6
0,8
1,0
podí
l inf
ikov
anýc
h pl
žů
12 19 22 63 vz. 12 19 22 63 vz. 12 19 22 63 vz.
3215
29
66
127
2719
27
52 125
28
14 21 53131
motolice ze stejného jezera motolice ze vzdáleného jezera motolice hybridní
počty vyšetřených plžů
Potamopyrgus antipodarum
Vzácné linie plžů a motolice
Důvody existence sexuality
• Evoluční potenciál
• Individuální zdatnost
• Evoluční past
• Výhoda pro jiný organismus
• Druhová selekce
Evoluční past
• Recesivní mutace
• Genový imprinting
• Evoluční zábrany (constraints)
Důvody existence sexuality
• Evoluční potenciál
• Individuální zdatnost
• Evoluční past
• Výhoda pro jiný organismus
• Druhová selekce
Výhoda pro jiný organismus
– Sobecký gen– Parazit
Důvody existence sexuality
• Evoluční potenciál
• Individuální zdatnost
• Evoluční past
• Výhoda pro jiný organismus
• Druhová selekce
Závěry:
• Vznik sexuality sehrál zcela klíčovou úlohu v biologické evoluci
• Důvody vzniku sexuality a důvody jejího přetrvávání se mohou lišit
• Existuje řada rozumných modelů, které mohou přetrvávání sexuality vysvětlit