Introduction to Evolutionary Biology

1. Stabiler Gruppenzusammenhalt

2. genügend Möglichkeiten für eine Interaktion

3. gutes Gedächnis

--> Trifft gut auf menschen zu!!
 

würde fruchtbar geboren werden

würde viele gesunde nachkommen machen

ewig leben

physische LImiten für Energie und die Nahrungsaufnahme

biologische Prozesse brauchen Zeit!
 

Die Folge davon ist das natürliche selktion diejenige prozesse bevorzugt welche diese beiden negtiven Punkte am wenigsten haben

Ja, Ackermann konnte zeigen dass die Zellteilungsrate der Mutterzelle mit der Zeit abnahm. (trifft für asymmetische Bakterien zu)

1. Biologische Hemnisse

2. Akkumulation von Mutationen

3. antagonisische Pleitropie

Organismen haben erreicht was biologisch mögolich ist.

Beweise gegen diese Theorie:

- mutationen welche die lebenszeit erhöhen

- menschliche Demografie (menschen leben immer länger)

Tödliche Allele welche erst spät im Leben auftreten werden von er Selektion fast nicht ausgeschaltet da sich das INdividuum bis dahin ja schon fortgepflanzt hat.

Solche Allele werden in der Population durch die Mutation-Selektions-balance und genitschen Drift akkumuliert

pleitorpie: eine Mutation hat verschiedene Effekte

antagonisisch: verbessert eine eigenschaft, verschlechtert aber eine andere

Mutationen welche die Reproduktionsrate früh im leben fördern führen auf der anderen seite zu der beschleunigung der Alterung.

Er hat als erster eine schlüssige Theorie entwickelt, welche eine Art von Mechanismus für den evolutionären Wandel beinhaltete.

Er sagte dass Änderungen eines Organsimus während seiner lebensspanne können an seine Nachkommen weitergegeben werden (Beispiel mit giraffen und langen hälsen um an hohe blätter von bäumen zu kommen). ER nannte die Inheritance of acquiered Characters (IAC)

--> Änderungen können in die DNA eingebracht werden, eröffnete ein neues feld der Epigenetik

Krankheitserreger ändern sich durch evolution immer wieder. woderuch der Mensch immer weider neue wege finden muss diesen Krankheiten herr zu werden um sein leben zu verringen. Bsp. Resistente Mikroorganismen gegen Antibiotika.

Weniger Antibiotika verschreiben. Der aufbau einer Resistenz ist meistens mit kosten für das Bakterium verbunden. d.h. in eine Antibiotikafreien umgebung wachsen und vermehren sich bakterien ohne das resistenz gen besser. d.h. das resistenz gen wird langsam verschwinden.

Wenn jedoch viel antibiotika in der Umwelt wachsen resistene Bakterien besser --> das Gen verbreitet sich.

Sie evolvieren und entwickeln sich weiter sodass sie auch in einer Antibiotika-freien Umgebung gleich gut wachsen.

--> Antibiotikaresistenz wird also nicht einfach weggehen wenn man aufhört antibiotika zu benutzen.

1.Trade off between Transmission and virulence

2. Kurzzeitige Evolution im Wirt (--> Polio Virus)

3. Hypothese der Zufälligen Evolution (--> Tetanus)

Bakterium muss ausbalanceieren zwischen der infektiösen Transmission (welches es selbst hervorruft) und dem Überleben des hostens, um für sich ein optimale Reproduktion im Wirt zu finden.

d.h. wenn zu viele bakterien oder zu schnelle vermehrung stirbt der wirt zu schnell

Ansteckung ist nicht anwendbar für das bakterium über lange zeit. es kann einfach kurzzeitig evolvieren und etwas befallen. z.B. polio ist eigentlich nicht pathogen ausser  sie infizieren Nerven.

Als Aus einem Kontenpunkt in einem Stammbaum entspringen mehr als zwei 2 Arten.

- Softpolytomie: es ist nicht 100% sicher ob wirklich alle drei alten vom gleichen Ancestor abstammen

- Hardpolytomie: Es ist 100% sicher dass drei Arten den gleichen Ancestor haben.

Apomorph ist der überbegriff von synapomorph und autapomorph.

Es fand eine Änderung eines Merkmals im Bezug auf die vorfahren statt. Z.B. Schwanzlänge oder Fellfarbe.

Synapomorph: Ein Merkmal wird von Untergruppen geteilt, aber unterscheidet sich von dem gemeinsamen vorfahren.

Z.b. Canada lynx und Bobcat haben kurzen Schwanz, ihr vorfahre die Urkatze allerdings langer Schwanz

Ein Merkmal zweier verschiedner Arten ist immer noch gleich, z.B. Fellfarbe des Canada Lynx und Bobcat

1. Monophyletische Gruppe

Arten in einer Monophyletische Gruppe haben einen sehr nahen gemeinsam Verwandten (Schwester Taxa), viele ähnliche Merkmale

2. Polyphyletische Gruppe

Relativ willkürlich werden zwei Arten in eine Gruppe gesteckt. Dabei haben diese Arten keinen nahen gemeinsamen Vorfahren.

3. Paraphyletische Gruppe

Man nimmt verschiedene Arten zusammen die zum Teil einen nahen Verwandten haben, lässt jedoch absichtlich andere nahe Verwandte weg.

= Claden, sie enthalten mindestens 2 Taxa.
 

d ist korrekt, der rest ist falsch.

A) nur tiger hat streifen --> kein plesiomorphie

b) Leopard ist eine basalere Gruppe, deshalb keine Monophyletische Gruppe

c) Löwe ist genau gleich weit von Bobcat und Lynx entfernt verwandt.

Phylogense: Stammesgeschichtliche Entwicklung + Verwandtschaftsverhältnisse
Es ist die evolutionäre Geschichte jedes Lebewesens.

Ein phylogenetischer Baum visualisiert das Ganze, er beschreibt das Muster  und den Zeitpunkt von Änderungen. Er zeigt auch auf in welcher Reihe sich die Spezies entwickelt habe und wie sie verwandt sind. Dabei werden die Spezies definiert durch:

- Vererbten Merkmale
- homologe Merkmale

Es gibt immer artinterne Variation. Einige variationen können durch diverse Gründe bevorteilt werden, andere sterben aus. Bevorteilte Variationen setzen sich langsam durch, oder falls es zu geografischer Trennung (Individuen mit der Variation können sich nicht mer paaren mit denjenigen ohne) sehr schnell.

- Genetik

- Phänotypische Merkmale

Schaut man die Entstehung eines Merkmals innerhalb eines Stammbaumes an, gibt es meist mehrere Möglichkeiten, an denen dieses Merkmal entstanden sein könnte. 

Die einfachste möglichkeit ist meist die wahrscheinlichste. Parsimonie: Theorie der Sparsamkeit.

Der Rechte, dort wird der Baum nur an zwei stellen geändert, er erfüllt also die Parsimonie besser als der Rechte.

Die Gene versch. zu vergleichender Spezies werden aneinander ausgerichtet. Dann werden einzelne Gensequenzen (spalten in der Grafik) angeschaut:

- plesiomorphisch: Alle Gleich, --> keine Aussage über Verwandschaft möglich, non-informative

- synapomorph: man kann feststellen aus vergleich von 2 Sequenzen, dass die spzeis verwandt sind und wann sich eine änderung von einigen dieser Spezies hervorgetan hat. -->informativ

- homoplastic: könnte meinen die 4 Individuen sind verwandt --> allerdings nur Zufall --> Misleading

-autapomorphic: nur ein gen (oder wenige) sind anders als alle andern in einer Sequenz, daraus können auch keine Verwandschaftsverhältnise abgelesen werden. --> non-informative

Bootstrapping ist eine Statistische Methode, bei der Ausgehend von einer Stichprobe wiederholt eine Verteilung o.Ä. erreichnet wird. Hier wird das Bootstrapping verwendet um einen Stammbaum zu überprüfen.

1. Schritt:

original Daten sammeln (=Stichprobe). Die ingroup sind die Spezies in einem Stammbaum, die outgroup ihr gemeinsamer Verwandter von einem Vorfahren.