Mehanizmi evolucionih Mehanizmi evolucionih procesaprocesa

Ivana Damnjanović

Kakvi uslovi treba da se ispune da bi se Kakvi uslovi treba da se ispune da bi se održala genetička struktura populacije?održala genetička struktura populacije?

Da je populacija dovoljno velika, da sve jedinke imaju istu verovatnoću da stupaju u reproduktivne odnose, da nema migracija, mutacija.

Nemoguće je ispuniti sve ove uslove!

Evolucija organskih vrsta se sastoji u postepenoj promeni genetičke strukture populacije tj. menjanjem učestalosti određenih genskih alela.

Mehanizmi koji dovode do tih promena su: mutacije, migracije, protok gena, genetički drift, prirodna selekcija.

Označavaju se i kao faktori evolucije.

1. Mutacije Šta su mutacije? Svaka promena na DNK

molekulu koja se nasleđuje. Kako mogu mutacije uticati na

svoje nosioce? Korisne: povećavaju šansu

preživljavanja svojim nosiocima. Štetne: smanjuju šansu

preživljavanja svojim nosiocima. Neutralne.

Korisna mutacija:

Srpasta anemija je korisna mutacija u predelima gde ima malarije.

Mutacije koje utiču na sintezu određenih enzima kod insekata može da omogući povećanu otpornost prema insekticidima.

Različita boja tela kod nekih vrsta je rezultat mutacija a može biti korisna jer organizmi nisu uočljiv plen (kamuflaža).

2. Genetički drift Slučajne promene u

učestalostima genskih alela u populaciji.

Dešavaju se u populacijama male brojnosti.

Usled oštre zime može doći do naglog smanjenja jedinki u populaciji.

•Mali broj jedinki preživi i one formiraju novu populaciju.•Neki genski aleli mogu nestati u narednoj populaciji a retki aleli mogu postati učestali.

3. Protok gena Protok gena predstavlja uvođenje i integrisanje

gena u alohtone ( starosedelačke) populacije. To je evolucioni mehanizam koji utiče na

promenu genetičke strukture.

Pod protokom gena se podrazumeva migracija jedinki jedne populacije u drugu, a zatim dolazi do reprodukcije između jedinki migranata i starosedelačke populacije.

Na taj način se formira genski fond sledeće generacije. Protok gena može biti izvor genetičkih novina ako

imigranti imaju nove alele koje populacija do tada nije imala.

Protok gena omogućava da dođe do: promena u učestalosti genskih alela, promene frekvencije neke osobine i

varijabilnosti između dve populacije.

Postoje tri modela protoka gena:

Kontinentalno-ostrvski model predstavlja prelazak migranata iz jedne velike populacije u manju populaciju. U ovom modelu, protok gena ne zavisi samo od stope migracija, već i od razlike u učestalosti genskih alela između te dve populacije. Ova razlika u učestalosti genskih alela se smanjuje posle svake generacije protoka gena.

Ostrvski model po kome se protok gena vrši putem disperzije ( slučajna i neusmerena kretanja pojedinačnih jedinki na mala geografska rastojanja i u različitim pravcima radi obavljanja dnevne aktivnosti: potraga za hranom, skloništem...) između više lokalnih populacija jednake veličine koje čine populaciju.

Model sa kontinuiranom raspodelom ili model korak po korak kod koga se protok gena vrši između lokalnih populacija koje se nalaze u nizu.

4. Prirodna selekcija

Prirodnu selekciju predstavljaju faktori koji eliminišu određene genotipove i na taj način remete genetičku ravnotežu populacije.

Genetički ona označava smanjenje ili povećanje frekvencije gena ili genotipova u populaciji.

Selekcija podrazumeva odabiranje jedinki (potomaka) koji će činiti sledeću generaciju.

Izdvajanjem određenih fenotipova, odnosno genotipova, oni se favorizuju (potpomažu) pri čemu se menja genetička struktura populacije.

Srpasta anemija

Srpastu anemiju, bolest česta kod afričkih urođenika.

Ovu anemiju (malokrvnost) određuje dominantan alel (S) koji dovodi do stvaranja nenormalnog hemoglobina (HbS).

Taj hemoglobin je smanjene rastvorljivosti usled čega se ne raspoređuje normalno po eritrocitima pa oni dobijaju srpast oblik.

Izmenjeni hemoglobin ima i smanjenu sposobnost vezivanja O2 što dovodi do anemije i niza drugih poremećaja.

U homozigotnom stanju (SS) gen je letalan zbog teškog oblika anemije.

Osobe koje su recesivni homozigoti (ss) nisu anemične, ali zato lako oboljevaju od malarije, bolesti koja je česta u Africi.

Heterozigoti (Ss) se odlikuju najvećom životnom sposobnošću jer imaju blag oblik anemije i istovremeno imaju i manju šansu da obole od malarije.

Ovo je primer za delovanje balansne (ravnotežne) selekcije, koja favorizuje heterozigote, a odstranjuje homozigote i tako se u populaciji održavaju dva alela (S i s).

Adaptivna vrednost

Adaptivna vrednost (fitnes) je broj reproduktivno zrelih potomaka jednog genotipa u odnosu na neki drugi genotip u istoj populaciji.

Na pr. ako genotip AA daje za 20%, a genotip aa za 10% manje potomaka od genotipa Aa, onda će njihove relativne adaptivne vrednosti (W) iznositi – za genotip AA 0,8, a za genotip aa 0,9.

Skup faktora koji smanjuje njihovu adaptivnu vrednost čini selekcioni koeficijent (S). Adaptivna vrednost i selekcioni koeficijent dopunjuju se do 1, ili 100% - W + S = 1.

Adaptacija

Morfološke, biohemijske, osobine ponašanja itd.

Primer: otpornost prema insekticidima

Industrijski melanizam Primer biberastog moljca (beo, sa crnim pegama). Ovakav fenotip istoj je omogućavao više nego dobru

kamuflažu od predatora, s obzirom da se više nego dobro uklapala u svoj najčešći habitus – među korama stabala drveća i njihovih grana, najšešće obraslim istobojnim lišajevima.

Međutim, sa pojavom industrijske revolucije, i pratećom polucijom, do sada, netaknut habitat moljca počinje da trpi korenite promene, jer su se čađ i garež, nastali sagorevanjem fosilnih goriva u fabrikama, brzo taložili po drveću i njihova debla činili još tamnijim, pri čemu su, dodatno, i lišajevi iščezavali čineći boju kore koju su naseljavali još mrkijom i zagasitijom (zato lišajevi i jesu dobar bioindikator stanja životne sredine, tačnije njene vazdušne komponente, i jedan od alata u biomonitoringu stanja zagađenosti atmosfere).

Sa nastalim promenama sredine, i biberasti moljac se morao prilagođavati (adaptirati), a to je učinjeno tako što je favorizovana, ovoga puta, njegova druga, crna forma (pigmentisana), koja se sada, kao takva, isto tako dobro mogla stopiti sa svojom podlogom (a koje su, obe, bile tamne)