Typologická koncepce druhu

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Typologická koncepce druhu"

Transkript

1 Speciace

2 Co je to druh? Nebudu zde ani probírat různé definice pojmu druh. Žádná z nich až dosud neuspokojila všechny přírodovědce, ale každý přírodovědec zhruba ví, co míní tím, když mluví o druhu. (Charles Darwin, O vzniku druhů přírodním výběrem, 1859)

3 Typologická koncepce druhu Druh je skupina jedinců, kteří se vzájemně podobají a odlišují se určitými znaky od jedinců jiného druhu. Kryptické druhy Polytypické druhy dorsal ventral M F M F Čtyři kryptické druhy motýlů rodu Perichares Konipas luční, poddruhy

4 Biologická koncepce druhu Druh je skupina jedinců, kteří se vzájemně plodně kříží a jsou reprodukčně izolované od jiných druhů. Reprodukčně izolační mechanismy Ernst Mayr Prezygotické a) Prekopulační. Mezi druhy nedochází k páření (ekologické, etologické, mechanické bariéry) b) Postkopulační. Dochází k páření, ale nedojde k oplození (gametická izolace). Postzygotické a) Vnitřní. Hybridní jedinci jsou neživotaschopníči sterilní. b) Vnější. Hybridní jedinci jsou ekologicky znevýhodněni.

5 Fylogenetická koncepce druhu Druh je skupina jedinců, kteří vykazují určité společné znaky a mají unikátního společného předka. A A B B A A A B A B B B

6 Ekologická koncepce druhu Druh je skupina blízce příbuzných jedinců, kteří obývají stejnou ekologickou niku. Koljuška tříostná ekologický druh pelagická forma bentická forma fylogenetický druh

7 Jak druhy vznikají? Tradičníčlenění způsobů speciace zohledňuje především prostorové aspekty speciace Speciace štěpná alopatrická peripatrická čas parapatrická sympatrická

8 Členění způsobů speciace Smadja and Butlin. MolEcol. 2011

9 Sympatrická ekologická speciace Vznik druhů bez geografické izolace prostřednictvím disruptivní selekce. Problém s vytvořením reprodukční izolace. V principu možná pokud zároveň dochází k pozitivnímu asortativnímu páření mezi ekologicky podobnými jedinci.

10 Jak zajistit pozitivní asortativní páření mezi ekologicky podobnými jedinci? 1. Magic traits. Znaky umožňující různé využívání zdrojů jsou zároveň znaky, podle kterých si samice vybírají. Pokud si vybírají stejné fenotypy, jaké mají sami, je zajištěno pozitivní asortativní páření. 2. Geny podmiňující ekologicky významné znaky, samčí pohlavní znaky a samiččí preference jsou v genetické vazbě (leží na stejném chromosomu). Velikost zobáku u Darwinových pěnkav Velikost těla u limnetické a bentické formy koljušky

11 Sympatrická speciace pomocí pohlavního výběru Cichlidy Seehausen et al. Nature. 2008

12 Sympatrická speciace změnou ploidie 2n 4n Častá u rostlin. Duplikace genomu vytvoří okamžitou reprodukční izolaci. Hybridní jedinci (3n) problém s meiózou. Sterilita.

13 Alopatrická speciace Primárně spuštěna geografickým oddělením populací. V izolovaných populacích vznikají odlišné mutace. Vlivem driftu i selekce dochází k rozrůzňování populací. Po opětovném kontaktu se jedinci mezi populacemi už spolu nedokáží plodně křížit. Jsou vyvinuty vnější postzygotické, prezygotické nebo vnitřní postzygotické reprodukční bariéry. AAbb aabb aabb Dobzhansky-Muller model Popisuje mechanismus vzniku vnitřní postzygotické reprodukční bariéry. AaBb A a B jsou nekompatibilní. Nebyly spolu v evoluci testovány.

14 Hybridní zóny a mezidruhová hybridizace Vrána obecná černá Vrána obecná šedá Druhy vzniklé v alopatrii se po sekundárním kontaktu mohou někdy plodně křížit. Vznik hybridních zón. K mezidruhové hybridizaci dochází u 25% druhů cévnatých rostlin, 12% druhů motýlů, 10% druhů ptáků, 6% druhů savců Častý mezidruhový genový tok (genová introgrese).

15 Polopropustná reprodukční bariéra druh 1 druh 2 způsobuje vyšší genetickou divergenci u lokusů podmiňujících reprodukční izolaci

16 Genomové oblasti vykazující vysokou míru genetické divergence nesou geny podmiňující reprodukční izolaci Ellegren et al Nature Často leží v oblasti centromer a na pohlavních chromosomech.

17 Divergence hitchhiking způsobuje postupné rozšiřování ostrovů divergence.

18 Genomová divergence u různě vzdálených druhů motýlů rodu Heliconius

19 Genovou introgresí se mezi druhy mohou šířit adaptivní znaky pipulka bělolímcová pipulka zlatokrká V oblasti společného výskytu samičky preferují samce se žlutými krky. V důsledku toho došlo k introgresi genů podmiňujících žlutý krk z p. zlatokrké do p. bělolímcové. Druhy jsou však stále rozlišitelné podle jiných druhově specifických znaků.

20 Mezidruhová introgrese genů podmiňujících Mullerovské mimikry u motýlů rodu Heliconius The Heliconius Genome Consorcium. Nature. 2012

21 Hybridizace a genová introgrese mezi Homo neanderthalensis a Homo sapiens K hybridizaci a genové introgresi mezi Homo sapiens a neandrtálci docházelo. Některé alely v současné lidské populaci pocházející z neandrtálců jsou pozitivně selektované. Příkladem je alela genu HYAL2 ovlivňujícího buněčnou odpověď na ultrafialové záření. Předkové Eurasijatů ji ztratili, když opouštěli Afriku, později ji však opět získali od Neandrtálců.

22 Genová introgrese může usnadnit paralelní speciaci koljuška tříostná, forma mořská (nahoře) a říční (dole) Říční forma vznikla z mořské zhruba před lety. Fylogeneze založená na 25 jaderných genech ukazuje nezávislý vznik říčních forem. Fylogeneze založená na genu Ectodisplasin (Eda), který odpovídá za určité rozdíly mezi mořskou a říční formou. Ukazuje, že alely způsobující říční fenotyp jsou staré a do řek se musely dostat už při kolonizaci mořskou formou.

23 Reinforcement Posílení reprodukční izolace mezi druhy po sekundárním kontaktu působením selekce. Vznik prezygotických reprodukčně izolačních mechanismů, aby se zamezilo vzniku sterilních, neživotaschopných či špatně adaptovaných hybridů. Podobně jako sympatrická speciace, je možný pokud geny způsobující postzygotickou reprodukční izolaci jsou ve vazbě s geny pro prezygotickou reprodukční izolaci.

24 Speciace hybridizací Nový druh vzniká hybridizací mezi dvěma různými rodičovskými druhy. Polyploidní hybridní speciace Provázena duplikací genomu hybridního druhu. Duplikace genomu (1) odstraní případné poruchy v meióze u hybridů, pokud se rodičovské druhy liší ploidií. (2) vytvoří reprodukční bariéru mezi hybridy a rodičovskými druhy. Častá u rostlin. ~ 15% krytosemenných roslin vzniklo polyploidní hybridní speciací.

25 Nedochází ke změnám ploidie. Homoploidní hybridní speciace Vzácná. Hybridi mívají problém s fertilitou. Nejsou reprodukčně izolované od rodičovských druhů. Reprodukční izolace se může vytvořit ekologickou diferenciací a/nebo prostorovým oddělením.

26 Speciace hybridizací u živočichů Případ italského vrabce Vznikl hybridizací mezi vrabcem domácím a vrabcem pokřovním. Není F1 hybrid, ale jednotliví jedinci mají různou část genomu jednoho či druhého rodičovského druhu. Hybridní populace byla nějakou dobu v geografické izolaci, tím postupně vznikla reprodukční izolace vůči rodičovským druhům.

27 Jak rychle druhy vznikají? Délka existence druhu v průměru 4 mil. let. Rozmezí je ale je velké. Některé druhy jsou si vzájemně geneticky bližší než dvě populace jednoho druhu. Ve Viktoriině Jezeře v Africe vzniklo 400 endemických druhů cichlid během posledních 12 tis. let. Populace kapradiny Symplocarpus foetidus v Severní Americe a východní Asii oddělené po dobu 6-8 milonů let. Přesto se morfologicky neliší a mohou se mezi sebou plodně křížit.

28 Genové genealogie a teorie koalescence

29 Genové genealogie a teorie koalescence

30 Teorie koalescence čas koalescence = splynutí linií

31 Teorie koalescence čas koalescence = splynutí linií

32 Teorie koalescence čas koalescence = splynutí linií

33 Teorie koalescence čas koalescence = splynutí linií Most Recent Common Ancestor (MRCA)

34 V důsledku rekombinace mají různé části genomu různé genealogie Většina koalescenčních analýz předpokládá absenci rekombinace. Problém na autosomech.

35 Proces koalescence je ovlivněn demografickými faktory

36 Proces koalescence je ovlivněn selekcí

37 Ancestrální polymorfismus a sortování linií polyfilie parafilie monofilie druh 1 druh 2

38 genealogie versus fylogeneze (gene tree versus species tree)

39 genealogie versus fylogeneze (gene tree versus species tree)

40 Jak rekonstruovat fylogenezi u blízce příbuzných druhů Většinové pravidlo: U blízce příbuzných druhů, které stále nesou ancestrální polymorfismus, tj. u kterých stále nedošlo k úplnému sortování linií, je třeba pro rekonstrukci fylogeneze použít víc genů. Správná je ta fylogeneze, která je podpořena většinou lokusů

41 Ancestrální polymorfismus či genový tok? rákosník pokřovní rákosník zpěvný rákosník obecný v r. obecný r. zpěvný r. pokřovní

42 Koalescenční modely umožňují odhad míry genového toku mezi druhy a dobu divergence Model Izolace s Migrací (IM) pro více (až 10) populací m 3-2 m 2-1 N 3 N 2 N 1 m 2-3 m 3-1 m 1-2 t 1 m 1-3 m 4-3 m 3-4 N 4 t 2 N 5 15 parametrů Hey J (2010). Mol.Biol.Evol. 27(4):

43 Approximate Bayesian Computation (ABC)

44 Doporučené čtení Seehausen et al Genomics and the origin of species. Nature Review Genetics 15: Sousa V and Hey J Understanding the origin of species with genome-scale data: modelling gene flow. Nature Review Genetics 14(6):

Druh jako základní článek evoluce rostlin, speciace

Druh jako základní článek evoluce rostlin, speciace Druh jako základní článek evoluce rostlin, speciace Ivana Doležalová Osnova přednášky: Nominalistické a realistické pojetí druhu Definice druhu RIM Inkompatibilita a její typy Speciace pozvolná a saltační

Více

variability mám k dispozici ohrožený druh k tomu, aby se přizpp m?

variability mám k dispozici ohrožený druh k tomu, aby se přizpp m? Jakou jednotku máme m me chránit? (populaci, druh, poddruh) Jak genetické faktory ovlivňuj ují životaschopnost a přežívání populací?? Kolik jedinců je potřeba k záchraně druhu? Kolik genetické variability

Více

Vznik živé přírody - stvoření nebo evoluce?

Vznik živé přírody - stvoření nebo evoluce? UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Katolická teologická fakulta Jaroslav Jirásek Vznik živé přírody - stvoření nebo evoluce? Diplomová práce Vedoucí diplomové práce: Prof. ThDr. Václav Wolf PRAHA 2002 Obsah: 1

Více

Láska, sex a něžnosti

Láska, sex a něžnosti ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE ÚSTŘEDNÍ KOMISE BIOLOGICKÉ OLYMPIÁDY Vojtech Baláž, Alena Balážová, Jan Fíla, Filip Kolář, Michael Mikát Láska, sex a něžnosti v říši živočichů a rostlin Biologická

Více

Speciace neboli vznik druhů. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek

Speciace neboli vznik druhů. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek Speciace neboli vznik druhů KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek Co je to druh? Druh skupina org., které mají společné určité znaky. V klasické taxonomii se jedná pouze o fenotypové znaky. V evoluční g. je druh

Více

2/ Biodiverzita a priority ochrany přírody

2/ Biodiverzita a priority ochrany přírody 2/ Biodiverzita a priority ochrany přírody 13 Když přijde řeč na přírodní hodnoty zasluhující ochranu, v moderněji zaměřených publikacích se většinou dozvídáme, že naším hlavním cílem je chránit biodiverzitu

Více

TEORIE VZNIKU ŽIVOTA NA ZEMI

TEORIE VZNIKU ŽIVOTA NA ZEMI Maturitní téma č. 2 TEORIE VZNIKU ŽIVOTA NA ZEMI KREACIONISMUS - dodnes uznávaný, nepřekonaný názor, který vychází z víry, že život stvořil bůh. Jaký bůh, záleží na druhu náboženství. VITALISMUS - vitalisté

Více

Aktuální stav invazních druhů v ČR

Aktuální stav invazních druhů v ČR Aktuální stav invazních druhů v ČR Informační materiál o invazních druzích Rok: 2014 Místo: 4 NP, několik CHKO a další území v ČR Zhotovitel: ZO ČSOP Veronica, Brno Tato studie obsahuje 25 článků uveřejněných

Více

Sýkora koňadra (Parus major) jako modelový druh v prostorově kognitivních úlohách

Sýkora koňadra (Parus major) jako modelový druh v prostorově kognitivních úlohách Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Přírodovědecká fakulta Sýkora koňadra (Parus major) jako modelový druh v prostorově kognitivních úlohách Diplomová práce Bc. David Nácar Školitel: RNDr. Roman

Více

HARMONIZACE VZTAHU POPULACE BOBRA

HARMONIZACE VZTAHU POPULACE BOBRA Lesy České republiky, s. p., Hradec Králové V Ý Z K U M N É P R O J E K T Y GRANTOVÉ SLUŽBY LČR Souhrn projektu HARMONIZACE VZTAHU POPULACE BOBRA EVROPSKÉHO A STAVU PROSTŘEDÍ Řešitel Institut ekologie

Více

Klimatické změny a jejich dopady na život lidí

Klimatické změny a jejich dopady na život lidí Klimatické změny a jejich dopady na život lidí Studijní opora k akci v rámci projektu CZ.1.07/1.3.05/03.0030 Název projektu: Zeměpis v nové perspektivě aneb tudy cesta vede Celkový počet stran: 40 Autor:

Více

Vznik života na Zemi

Vznik života na Zemi Gymnázium Tachov, seminář 28. června 2002 Vznik života na Zemi Jiří Svršek 1 c 2002 Intellectronics Abstract Vznik života na Zemi bezesporu patří k největším záhadám přírodních věd. Současné teorie vyvolávají

Více

Občanský a společenskovědní základ

Občanský a společenskovědní základ Občanský a společenskovědní základ SOCIOLOGIE MÉDIA Tereza Köhlerová Jan Závodný Pospíšil Lucie Sára Závodná Nakladatelství a vydavatelství R www.computermedia.cz Obsah Obsah ÚVODNÍ SLOVO...7 SEZNAM TÉMAT...8

Více

Klimatické změny: fakta bez mýtů. Ladislav Metelka Radim Tolasz

Klimatické změny: fakta bez mýtů. Ladislav Metelka Radim Tolasz Klimatické změny: fakta bez mýtů Ladislav Metelka Radim Tolasz Klimatické změny: fakta bez mýtů Ladislav Metelka Radim Tolasz Klimatické změny: fakta bez mýtů Tato kniha byla vydána díky laskavé podpoře

Více

POPULAČNÍ VÝVOJ ČESKÉ REPUBLIKY

POPULAČNÍ VÝVOJ ČESKÉ REPUBLIKY POPULAČNÍ VÝVOJ ČESKÉ REPUBLIKY 199 22 Katedra demografie a geodemografie Přírodovědecká fakulta Univerzita Karlova v Praze Katedra demografie a geodemografie Přírodovědecká fakulta Univerzita Karlova

Více

rozpady kohabitací, rozvody manželství: jiné a/nebo stejné sociální fenomény? 1 / Marta Vohlídalová, Hana Maříková

rozpady kohabitací, rozvody manželství: jiné a/nebo stejné sociální fenomény? 1 / Marta Vohlídalová, Hana Maříková rozpady kohabitací, rozvody manželství: jiné a/nebo stejné sociální fenomény? 1 / Marta Vohlídalová, Hana Maříková The Break-up of Unmarried cohabitations and marital divorce: The Same or different Social

Více

Dana Koubová. Využití hub v biologické ochraně rostlin proti škůdcům

Dana Koubová. Využití hub v biologické ochraně rostlin proti škůdcům Dana Koubová Využití hub v biologické ochraně rostlin proti škůdcům Využití hub v biologické ochraně rostlin proti škůdcům Dana Koubová V přírodě se vyskytuje relativně velký počet hub z různých taxonomických

Více

E u r o p e a n h e a l t h f o r A l l s e r i e s N o. 6 ZDRAVÍ 21

E u r o p e a n h e a l t h f o r A l l s e r i e s N o. 6 ZDRAVÍ 21 E u r o p e a n h e a l t h f o r A l l s e r i e s N o. 6 ZDRAVÍ 21 Osnova programu Zdraví pro všechny v Evropském regionu Světové zdravotnické organizace Předmluva Praha 2000 Zdraví se týká nás všech.

Více

Státní politika životního prostředí České republiky 2012-2020

Státní politika životního prostředí České republiky 2012-2020 Státní politika životního prostředí České republiky 2012-2020 září 2012 Dokument stažen z portálu www.tretiruka.cz Obsah: I. Co je naším cílem?... 3 Základní principy politiky životního prostředí... 3

Více

Příběhy ze špatné čtvrti. aneb jak pracovat s tématem segregace nejen ve školství

Příběhy ze špatné čtvrti. aneb jak pracovat s tématem segregace nejen ve školství Příběhy ze špatné čtvrti aneb jak pracovat s tématem segregace nejen ve školství Příběhy ze špatné čtvrti aneb jak pracovat s tématem segregace nejen ve školství Tomáš Nikolai (ed.) EDITOR: Mgr. Tomáš

Více

STRATEGICKÉ ŘÍZENÍ BEZPEČNOSTI STRATEGIC SAFETY MANAGEMENT

STRATEGICKÉ ŘÍZENÍ BEZPEČNOSTI STRATEGIC SAFETY MANAGEMENT PŘÍSPĚVKY THE SCIENCE FOR POPULATION PROTECTION 2/2013 STRATEGICKÉ ŘÍZENÍ BEZPEČNOSTI STRATEGIC SAFETY MANAGEMENT Dana PROCHÁZKOVÁ prochazkova@fd.cvut.cz Došlo 27. 3. 2013, upraveno 7. 6. 2013, přijato

Více

FYLOGENEZE A SYSTÉM STRUNATCŮ

FYLOGENEZE A SYSTÉM STRUNATCŮ DISTANČNÍ OPORY PRO KOMBINOVANÉ STUDIUM BIOLOGIE FYLOGENEZE A SYSTÉM STRUNATCŮ Jaromír Hajer UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA katedra biologie Ústí nad Labem 2006 Předmluva Tento

Více

VÝCHODISKA A SOUČASNÝ STAV TVORBY ÚZEMNÍCH SYSTÉMŮ EKOLOGICKÉ STABILITY V ČESKÉ REPUBLICE

VÝCHODISKA A SOUČASNÝ STAV TVORBY ÚZEMNÍCH SYSTÉMŮ EKOLOGICKÉ STABILITY V ČESKÉ REPUBLICE VÝCHODISKA A SOUČASNÝ STAV TVORBY ÚZEMNÍCH SYSTÉMŮ EKOLOGICKÉ STABILITY V ČESKÉ REPUBLICE Doc. Ing. Antonín BUČEK, CSc. Ústav lesnické botaniky, dendrologie a geobiocenologie, Lesnická a dřevařská fakulta,

Více

PRACOVNÍ DOKUMENT ÚTVARŮ KOMISE. Zpráva o České republice 2015. {COM(2015) 85 final}

PRACOVNÍ DOKUMENT ÚTVARŮ KOMISE. Zpráva o České republice 2015. {COM(2015) 85 final} EVROPSKÁ KOMISE V Bruselu dne 26.2.2015 SWD(2015) 23 final PRACOVNÍ DOKUMENT ÚTVARŮ KOMISE Zpráva o České republice 2015 {COM(2015) 85 final} Tento dokument je pracovním dokumentem útvarů Komise. Nepředstavuje

Více

Univerzita Karlova v Praze

Univerzita Karlova v Praze Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Katedra ekologie Bakalářská práce Vztah druhové rozmanitosti různých taxonomických skupin v nelesních biotopech Cross-taxa congruence in species diversity

Více

GYMNÁZIUM JAKUBA ŠKODY

GYMNÁZIUM JAKUBA ŠKODY GYMNÁZIUM JAKUBA ŠKODY Ročníková práce z biologie Vznik života na Zemi Zpracoval: Štěpán Hlavička, IV.A Přerov 2005 Obsah: 1 Úvod a cíle... 3 2 Teoretická a metodická část... 3 3 Vznik života na Zemi...

Více

VŠB-Technická univerzita Ostrava

VŠB-Technická univerzita Ostrava VŠB-Technická univerzita Ostrava Ekonomická fakulta WD-55-07-1 Regionální disparity v územním rozvoji ČR jejich vznik, identifikace a eliminace VZNIK REGIONÁLNÍCH DISPARIT, JEJICH POJETÍ, CHARAKTERISTIKA

Více