Introduction to Evolutionary Biology

maximaler Wert: 0.25

minimaler Wert: -0.25

a) 0.25 --> Homozygoten für die verlinkten Allele Aa und Bb (interpretation)

b) -0.25 --> Heterozygoten werden bevorzugt (interpretation)

Selektion kann die Frequenz eines Gens 1 am Locus 1 verändern. Die Selektion an Gen 1 kann aber auch die Frequenz von Gen 2 am Locus 2 verändern, obwohl dieses Gen gar nicht unter Selektionsdruck steht. Passiert nur wenn Gen 1 und Gen 2 miteinander gekoppelt sind. Lässt man das Modell der genetic linkage ausser Acht käme man zum Fehlschluss dass auch Gen 2 selektiert wird.

Nur wenn Gen 2 einen Vorteil hat von der Selektion (positive Selektion) wird von Hitchhiking gesprochen.

Selective sweep: Gen 1 wird durch selektion eliminiert, das an das Gen 1 gekoppelte Gen 2 wird auch eliminiert obwohl es vorteilhaft wäre.

Grafik zeigt wie gross die Linkage Disequilibrium an gewissen stellen eines chromosoms ist

Die Peaks (hügel) zeigen, dass dort LD sehr hoch ist --> viele gekoppelte Gene dort

Wenn gene nah beieinander liegen werden sie durch Crossingover nicht getrennt --> Dieser Fakt wird genetic linkage genannt (gene sind verlinkt miteinander) --> Diese physikalische Verlinkung führt zum LD.

Gibt es keine Physikalische Verlinkung ist der Genotyp im LE.

lebte im 16Jh.

Gründer der modernen menschlichen Anatomie.

Hat grundlegende Unterschiede zwischen Arten erkannt indem er die Anatomie verglich. Darwin verwendete später seine Arbeiten.
 

Form der eingeschlechtlichen Fortpflanzung. Neuer organismus entsteht aus unbefruchteter Eizelle

Aphids (Läuse), Volox (Grünalgen) und Hydra

Pflanzen mit Ausläufer können sich so Fortpflanzen und viele Invertebraten (mehrzellige Lebewesen ohne Wirbelsäule z.B. Quallen()

Dies ist interessant da man die Vor und Nachteile beider Fortpflanzungsarten studieren kann.

Sex hat in folgenden Punkten keine Forteile gegenüber asexueller fortpflanzung:

• Die Anzahl an Nachkommen pro Mutter oder ihre Überlebenschance
• Überlebenschancen und Fortpflanzungschance der Nachkommen.

Sex muss also andere Vorteile haben um seine Nachteile aufheben zu können.

Männchen könnten bei der elterlichen Fürsorge helfen und so die Fitness der Weibchen erhöhen.

dies ist jedoch nicth der Fall. Bei meisten Spezies sind die männchen nach sex wieder weg.

Modell 1 (Driftmodell): Drift produziert Linkage Disequilibrium --> Sex eliminiert dann unvorteilhafte mulit-locus Allelkombinationen, welche ohne Sex fixiert werden würden --> Sex = Verringerung von schlechtem LD

Modell 2 (Selektionsmodell): Selektion produziert Linkage Disequilibrium --> Sex erlaubt der Selektion neue vorteilhafte muli-locus Allelkombinatinen zu bevorzugen, welche ohne Sex gar nie entstanden wären. --> Sex = Produktion von vorteilhaften LD

Da die Meisten Mutationen neutral oder negativ sind nimmt die Anzahl von Individuen mit wenigen negativen Allelen immer ab, durch Drift werden diese dann eher fixiert. Vorallem bei kleinen Populationen. Bei grossen Populationen (N> 1000 Individuen) Ratsche keinen Einfluss.

Schlechte Gene werden immer Mehr angehäuft in der Population. Die Mullers Ratchet kann zum Aussterben von kleinen Populationen führen. Drift verstärkt die anhäufung von Mutationen
 

Sie bricht die Ratsche auf. Gene werden wieder Entkoppelt sodass die Guten Gene wieder zum Zug kommen. LD wird verringert.

Bei der Ratchet beruht das LD auf dem Starken Drift in kleinen Populationen. Der Vorteil von Sex in diesem Beispiel zählt also zum ersten Modell (Driftmodell)

Experiment mit würmer und Bakterien.

Würmer durch bakterien kriechen um zu futter. Würmer hatten Sex um sich an die Bakterien anzupassen, Bakterien hatten Sex um sich an die angepassten Würmer anzupassen usw.

Sex ist also eine schnelle Variante um neue Genkombinationen zu erstellen welche besser mit einer neuen Umwelt umgehen können.

Man entfernt diese Anpassung und schaut ob es einen Effekt auf die Reproduktionsfitness des Individuums hat.

Die Form der Felsentaubenschnäbel: Sie haben einen Höcker am Schnabel welcher es einfacher macht Läuse zu killen.

Höcker wurde bei Tauben entfernt und verglichen wie sich die Lauspopulation entwickelt. Dann hörte man auf den Höcker zu entfernen und sah dann dass die Lauspopulation drastisch abnimmt --> Höcker ist Vorteil für Taube! Es kam also zu Anpassung.

• Nicht alle Phänotypischen Eigenschaften kommen von einer Anpassung. Oft ist eine Variation einer Eigenschaft nicht der Ausdruck einer Anpassung sondern einfach Zufall.
• Anpassungen spiegeln nicht das optimale Design wieder, es könnte noch besser sein --> zukünftige Anpassung.

- Experiment in welchem sich ie untersuchten Gruppen in der Studie dürfen sich nur durch ein kontrolliertes/kontrollierbares Merkmal unterscheiden.

- Beobachtunsstudien

- Vergleichsstudien

1. Eine präzise interessante Frage stellen.
2. Eine Liste mit den nach dem jetzigen Wissensstand möglichen Erklärungen für diese Frage erstellen (Hypothesen liste)
3. Ein Experimentelles Verfahren entwickeln welches zwischen den Hypthesen entscheiden wird, welches die Beste ist.
4. Einbauen von sauberen Kontrollgruppen!!
5. Jede Verfahrensgruppe den selben Konditionen aussetzen
6. Wähle Parameter willkürlich um Vorurteile/tendenzen zu vermeiden
7. Den Test oft genug mal wiederholen damit das Resultat nicht druch zufall bestimmt ist.
    

Untersuchung wieso zonosemata Fliegen mit den bemalten Flügeln "winken".

Hyptohesen: gar kein Grund, Grund um eine Spinne (Fressfeind) abzuwehren, Grund um andere Fressfeinde abzuwehren.

Flügel wurden unterschiedlich präpariert und geschaut wann die spinne oder andere Fressfeinde die Fliegen attakieren.

Resultat: dient der Abwehr von spinnen

Dass bei den Vergleichen eines Merkmales die Unterschiede nicht unbedingt von einem Vorteil für das eine Merkmal herrühern, sondern einfach von unterschiedlichen Verwnadschaftlichen verhltnissen.

(Species mit ähnlichen Merkmalen sind auch näher verwandt. z.B. Hodengrösse bei Fledermäusen, alle Fledermäuse mit grossen Hoden sind einfach näher Verwandt und der Unterschied entstand per zufall.)

Independent Contrast wird durchgeführt.

Dabei werden die Ergebnisse zur belegung einer Hypothese grafisch Dargestellt (Grafik b, hier: Hodengrösse korreliert mit Gruppengrösse). dann Wird in diese Grafik auch noch das verwandschaftliche Verhältnis eingezeichnet (Farbige LInien). Diese werden alle auf einen 0 Punkt gebracht.
nimmt man dann die linien weg und es ist möglich eine linie durch die punkte zu ziehen (so in etwa) herrscht, dann wird die Hypothese unterstützt und es ist nicht aufgrund der Verwandschaft zu unterschiedlichen Merkmalen gekommen (Interpretation des autors)
 

Es gibt verschidene Ebenen auf denen natürliche Selektion angreifen kann. z.B: kann Selektion auf das Genom der Zelle wirken, oder aber auch auf das Genom des Mitochrondrium und dort eine Änderung erziehlen welche dann eine Änderung in der Zelle hervorbringt.
 

- Bricht schlecht Allelkombinationen auf

- Schützt Populationen vor der Mullers Ratchet

- Generiert sehr schnell Diversität

Anpassung ist nicht immer ersichtlich

--> Herausfinden ob es sich um eine Anpassung handelt mit einem Experiment, einem Vergleich oder einer längeren Beobachtung

--> dann muss auch noch getestet werden ob ein Merkmal welches eine Anpassung erfahren hat nun die Fitness erhöht hat.

Sexual Dimorphism.
 

Auf dem Relativen Paarungserfolge, welcher einen Direkten Einfluss auf den gesamten Reproduktionserfolg eines Individuums hat.

- Produktions von Spermien und Ejakulat

- Herstellung von Eiern

- Tragen und Ernähren des Embryos/Fötus

- Fürsorge an den Partner, welches zur direkten Führsorge für die Nachkommen führt. (Vogelmännchen bringt Weibchen, welches Brütet essen)

- Schutz und Versorgung der gebornene Nachkommen

Generell kann gesagt werden:

Auch wenn die elterliche Führsorge nach der Geburt nicht beachtet wird, ist das Investment der Weibchen für gewöhnlich höher als das männliche

Weibchen:

- Limitiert durch die Anzahl Eier, welche es produzieren kann
- limitiert wieviele schwangerschaften sie machen kann (beim Menschen Jährlich eine, bei mäusen innert wochen usw)

Männchen:

-. viel stärker limitiert durch die Anzahl der Paarungen als durch die Produktion von Sperma

:für das geschlecht das mehr investiert gilt:

- Sie sind limitiert in den Ressourcen (brauchen viel mehr in der Schwangerschaft usw), in der Zeit (Schwangerschaft)
- Sie sind nicht limitiert in der Anzahl von potentiellen Partnern (haben genug auswahl)

--> Dadurch wird dieses Geschlecht wählerischer wenn es um die Partnerwahl geht

Für das geschlecht das weniger investiert

- Keine Limitierung in Ressourcen und Zeit
- Jedoch limitierung in der Anzahl der Partner
--> Führt zu einer höheren Intra-Geschlechtlichen Konkurrenz

- Physischer Kampf

- Kompetition der Spermien (Männchen geben bis zu 2x mehr spermien ab wenn andere männchen in der nähe sind)

- Infantizid (Kindstötung --> z.B. Löwe)

- raffiniert sein (z.B. sich in Territiorium eines anderen Schleiche und seine weibchen befruchten wenn er es nicht merkt)

Fand den Herzkreislauf heraus. Erkannte dass Körper, bis zu einem Gewissen Grad wie Maschinen mit mechanismen arbeiten. 

Versuchte daher mechanische Gesetzte in der Biologie zu finden (ähnlich wie in der Physik)

Gründer der modernen Embryologie