Teoria ewolucji.

Teoria ewolucji.
Ślady wspólnego pochodzenia
Dowody wspierające wspólne pochodzenie
Skamieniałości
Homologia
Cechy szczątkowe
Hierarchiczna klasyfikacja
Zgodność drzew dla różnych genów
Biogeografia – rozmieszczenie organizmów
Ewolucja przez dobór sztuczny
} 
} 
} 
} 
} 
} 
} 
2
Skamieniałości
Zapis kopalny jest bardzo fragmentaryczny
}  Mimo to, dla wielu form pośrednich odnaleziono ślady
kopalne potwierdzające ewolucję
}  Nie ma skamieniałości anachronicznych
}  “Brakujące ogniwo” to mit
} 
3
Przykład 1 - wieloryby
“...gdyby losowa ewolucja była prawdziwa, musiało by
istnieć wiele form pośrednich pomiędzy wielorybami a ich
przodkami: i gdzie one są? Cóż to za zbieg okoliczności, że
spośród tych wszystkich pośrednich gatunków między
Mesonychia a wielorybami, które musiały istnieć,
odnaleziono wyłącznie gatunki bardzo podobne do form
ostatecznych”
Michael J. Behe, przeciwnik ewolucjonizmu, 1994
Mesonychia
4
Tymczasem
} 
} 
} 
Analizy DNA wykazały, że bliskimi
krewnymi wielorybów są
współczesne hipopotamy
W latach 90. odnaleziono szereg
skamieniałości gatunków o
cechach pośrednich
Ambulocetus natans (“chodzący
wieloryb, który pływa”) - 1994
5
Ewolucja wielorybów
6
Pierwsze tetrapody
Tiktaalik (~370 mln. lat)
7
Pierwsze tetrapody
~395 mln. lat
8
Człowiek i jego przodkowie
(A) Pan troglodytes, szympans, współczesny
(H) Homo ergaster (wczesny H. erectus), 1.75 My
(B) Australopithecus africanus, 2.6 My
(I) Homo heidelbergensis, "Rhodesia man," 300,000 - 125,000 y
(C) Australopithecus africanus, 2.5 My
(J) Homo sapiens neanderthalensis, La Ferrassie 1, 70,000 y
(D) Homo habilis, 1.9 My
(K) Homo sapiens neanderthalensis, La Chappelle-aux-Saints, 60,000 y
(E) Homo habilis, 1.8 My
(L) Homo sapiens neanderthalensis, Le Moustier, 45,000 y
(F) Homo rudolfensis, 1.8 My
(M) Homo sapiens sapiens, Cro-Magnon I, 30,000 y
(G) Homo erectus, 1.75 My
9
(N) Homo sapiens sapiens, współczesny
Homologia
} 
Podobieństwo wynikające ze wspólnego pochodzenia
} 
Parahomologia – podobieństwo (homologia) mimo odmiennej
funkcji
chwytanie
skakanie, pływanie
latanie
pływanie
bieganie
10
O niemożliwości istnienia pegazów (i nie
tylko)
Wszystkie ssaki, ptaki, gady i płazy mają dwie pary
kończyn (bo tyle miał ich wspólny przodek)
}  Nie można mieć rąk, nóg i skrzydeł jednocześnie
} 
11
Homologia a homoplazja
} 
Homoplazja – podobieństwo, które nie zostało
odziedziczone po wspólnym przodku
} 
12
np. konwergencja
Oportunizm ewolucyjny
} 
W ewolucji często dochodzi do zaadaptowania
istniejących struktur do nowych celów
} 
} 
Wyewoluowanie nowej wyspecjalizowanej struktury mniej
prawdopodobne
W efekcie rozwiązania często nieoptymalne
} 
Np. połączenie przewodu pokarmowego i układu oddechowego u
kręgowców lądowych
Dawne ryby płucodyszne połykały powietrze do oddychania – uchyłki
przewodu pokarmowego dały początek płucom
¨  Kręgowce lądowe przystosowały do pobierania powietrza otwory
węchowe, które są po przeciwnej stronie przewodu pokarmowego
¨  Pełny rozdział wyewoluował u waleni (nie udławią się połykaną wodą),
częściowy u noworodków ssaków (mogą ssać i oddychać)
¨ 
13
Cechy szczątkowe
Pas biodrowy waleni i węży
Mięśnie ucha człowieka
14
Nie zawsze pozbawione funkcji
} 
uchyłek ślepy jelita (wyrostek robaczkowy)
} 
} 
układ odpornościowy
kość ogonowa
} 
15
przyczepy mięśni
Ewolucyjne relikty
Nerw krtaniowy wsteczny (nervus laryngeus recurrens)
16
Dlaczego?
17
Inny podobny relikt
Nerw przeponowy (nervus phrenicus)
18
Ewolucyjne relikty
} 
Nasieniowody
19
“Gęsia skórka”
Odruch stroszenia sierści przy termoregulacji i konflikcie
}  Człowiek nie ma wystarczającego owłosienia, ale odruch
został
} 
mięsień przywłosowy
20
Odruch chwytny
} 
} 
} 
U niemowląt w pierwszych miesiącach życia
U ok 35% dostatecznie silny by utrzymać wagę ciała
Widoczny także dla kończyn dolnych
21
Więcej przykładów
22
Pseudogeny
} 
“Cechy szczątkowe” w genomie
Geny, które utraciły funkcję, ale zachowały ślad struktury
Np. u człowieka wiele genów receptorów węchowych
} 
Pojawiają się wtedy, gdy dobór naturalny nie równoważy presji mutacji
} 
} 
} 
Funkcje mniej przydatne w danych warunkach
} 
Utrata funkcji przyspieszona przez dryf
23
Pseudogeny i witamina C
Gen 1
Gen 2
Enzym 1
A
gen GULO
Gene 3
Enzym 2
B
Gulo Enz3
Enzyme
C
Większość ssaków
Naczelne
Witamina
C
D
Witamina C
Funkcjonalny gen GULO szczura:
Delecja
24
Drzewo filogenetyczne genu GULO
25
Szkorbut
} 
Choroba wynikająca z niedoboru witaminy C
} 
} 
1500-1800 – ponad 2 miliony ofiar wśród marynarzy
} 
} 
} 
Niedostateczna aktywność enzymów utrzymujących tkankę
łączną
116 ze 170 członków załogi Vasco da Gamy (1499)
200 z 230 członków załogi Magellana (1520)
Działanie niektórych roślin znane od starożytności
} 
26
1536 ekspedycja Cartiera (Kanada), wiedza uzyskana od
tubylców - wyciąg igieł tuji (żywotnik zachodni, arbor vitae)
Szkorbut
} 
} 
} 
1614 John Woodall (lekarz Kompanii Wschodnioindyjskiej) – świeża
żywność, cytrusy
XVIII – XIX w. – cytrusy
Ekspedycja Jamesa Cooka (1768-71) – ani jednego przypadku zgonu z
powodu szkorbutu
•  kiszona kapusta
•  świeża żywność
•  zakaz użycia tłuszczu zdrapywanego z
miedzianych kotłów (zaburza wchłanianie
witaminy C)
27
Szkorbut
} 
Początek XIX w. – skoncentrowany sok z cytryn i limonek
(Lauchlin Rose)
} 
} 
} 
Konina (Francja)
} 
} 
“limey”
tracił właściwości przy przechowywaniu w miedzianych
naczyniach i w kontakcie z powietrzem
podobnie mogło działać jedzenie szczurów
1927-1932 Albert Szent-Györgyi (Nobel 1937)
28