Concept van evolutie: opmerkingen over het moderne concept van evolutie

Concept van evolutie: opmerkingen over het moderne concept van evolutie!

Het huidige concept van evolutie is een aangepaste vorm van de Darwins theorie van natuurlijke selectie en wordt vaak Neo-Darwinisme genoemd. Volgens het zijn alleen genetische variaties (mutaties) geërfd en niet alle variaties zoals aangehouden door Darwin. Het moderne concept van evolutie is dus een synthese van de theorieën van Darwin en Hugo de Vries. Dit wordt ook synthetische theorie van evolutie genoemd.

Afbeelding met dank aan: dinca.org/wp-content/uploads/2009/06/evolution-of-a-decent-man.jpg

De synthetische evolutietheorie is het resultaat van het werk van een aantal wetenschappers, namelijk T. Dobzhansky, RA Fisher, JBS Haldane, Swell Wright, Ernst Mayr en GL Stebbins. Stebbins in zijn boek, Process of Organic Evolution, bespraken de synthetische theorie. Modern concept van evolutie omvat de volgende factoren:

1. Genetische variatie in populatie:

Het is de bevolking die evolueert en niet de individuele leden. De rol van het individu in het evolutionaire proces is om zijn genetische variatie door te geven aan zijn nakomelingen. Evolutie vindt plaats door de accumulatie van genetische variaties in populatie gedurende lange tijdsperioden. De verandering in genen vindt op de volgende manieren plaats.

(i) Mutaties:

Mutaties zijn plotselinge erfelijke veranderingen. Hugo de Vries geloofde dat het een mutatie is die evolutie veroorzaakt en niet de kleine variaties (erfelijk) waar Darwin over sprak. Volgens Darwin was de evolutie geleidelijk, terwijl Hugo de Vries zei dat mutatie speciatie veroorzaakte en daarom de saltation werd genoemd (enkele stap grote mutatie). Mutaties zijn van twee soorten: chromosomale mutaties en genmutaties.

(a) Chromosomale mutaties:

Deze zijn het gevolg van veranderingen in het aantal chromosomen en veranderingen in de structuur.

Veranderingen in het aantal chromosomen:

Deze mutaties worden veroorzaakt door veranderingen in het aantal chromosomen. Ze zijn van verder twee soorten: polyploïdie en aneuploïdie (a) Polyploïdie. Het is een toename van het aantal chromosoomsets. Voorbeeld: triploidy (3n), tetraploidy (4n), pentaploidy (5n), hexaploidy (6n). Toename van het aantal van hetzelfde genoom staat bekend als auto-polyploïdie (bijv. AAAA). Toename van het aantal chromosoomsets door het samenkomen van genomen van twee of meer organismen wordt allopolyploïdie genoemd.

Het wordt ook aangeduid als interspecifieke polyploïdie, (b) Aneuploïdie. Het is een mutatie waarbij een numerieke verandering optreedt in het chromosoomgetal van de genoommonosomie (2n-1), nullisomie (2n-2), trisomie (2n + 1), tetrasomie (2n + 2), enz.

Structurele veranderingen in chromosomen (chromosomale aberraties):

Wanneer de verandering optreedt in de morfologie van chromosomen, wordt dit chromosomale aberratie genoemd. Deze zijn van vier typen, duplicatie (verdubbeling van een segment), deficiëntie (deletie van een segment), translocatie (passage van een segment van een chromosoom naar een niet-homoloog chromosoom) en inversie (omkering in de volgorde van genen).

(b) Genmutaties:

Wanneer de veranderingen in genstructuur en expressie zijn als gevolg van toevoeging, deletiesubstitutie of inversie van nucleotiden worden deze genmutaties genoemd. De frequentie van genmutaties varieert van gen tot gen. Snelheid van genmutatie wordt verhoogd door de aanwezigheid van straling en bepaalde chemicaliën die mutagenen worden genoemd.

Gemuteerde genen voegen nieuwe allelen toe aan de genenpool. Genpool is de optelsom van alle verschillende genen en hun allelen die aanwezig zijn in een populatie. Het is de genenpool die evolueert als nieuwe genen, dwz allelen, worden toegevoegd of verwijderd, en zijn dan het ruwe materiaal voor evolutionaire verandering. De opeenhoping van veel mutaties kan oplopen tot grootschalige veranderingen die uiteindelijk leiden tot de vorming van nieuwe soorten.

Genmutaties die substitutie-deletie of insertie van een enkele stikstofbasis omvatten, worden puntmutatie genoemd. De genmutaties die meer dan één stikstofbasen of het gehele gen omvatten, worden brutomutaties genoemd.

(ii) Gene Recombination:

Het treedt op vanwege de volgende redenen, (a) Dual parentage (b) Onafhankelijk chromosomenassortiment (c) Kruising tijdens meiose. (iv) Willekeurige fusie van gameten (v) Vorming van nieuwe allelen. Omdat het nieuwe allelen en een combinatie van allelen aan de genenpool toevoegt, is het een belangrijk proces tijdens de evolutie dat variaties veroorzaakt.

(iii) Genmigratie (genstroom):

De verplaatsing van individuen van de ene plaats naar de andere wordt migratie genoemd. Als de migrerende individuen fokken binnen de nieuwe populatie, zullen de immigranten nieuwe allelen toevoegen aan de lokale genenpool van de gastheerpopulatie.

Dit wordt genmigratie genoemd. Soms komen twee populaties van een soort die werden gescheiden, te dicht vanwege migratie. De genen van twee populaties vermengen zich door fokken en het resultaat veroorzaakt variaties in het nageslacht.

(iv) Genetische drift (Sewall Wright-effect):

De term genetische drift (Sewall Wright-effect) verwijst naar de eliminatie van bepaalde kenmerken wanneer een deel van een populatie migreert of sterft aan een natuurlijke ramp. Het verandert de genfrequentie van de resterende populatie die variatie veroorzaakt. Het is genoemd naar de Amerikaanse geneticus Sewall Wright die zijn evolutionaire betekenis heeft gerealiseerd. Hoewel genetische drift in alle populaties voorkomt, zijn de effecten het meest uitgesproken bij een zeer kleine geïsoleerde populatie. Twee belangrijke voorbeelden van genetische drift zijn het effect van de oprichter en het knelpunteffect.

(a) Oprichter Effect of Oprichter Principe:

Het is een belangrijk voorbeeld van genetische drift in de menselijke populatie. Wanneer een kleine groep personen die oprichters worden genoemd, hun huis verlaat om een ​​nieuwe nederzetting te vinden, kan de populatie in een nieuwe nederzetting verschillende genotype-frequenties hebben dan die van de ouderpopulatie. De vorming van een ander genotype in een nieuwe nederzetting wordt het oprichtereffect genoemd. Soms vormen ze een nieuwe soort.

(b) Knelpunteffect:

De term werd geïntroduceerd door Stebbibns voor het fenomeen jaarlijkse en binuele cyclus van afname en toename van de populatieomvang. Wanneer de populatie achteruitgaat, kan het aantal personen zodanig verminderen dat de kleine bevolkingsgroep die de populatie vormt geïsoleerd raakt en beperkt is in de verspreiding.

Deze worden vervolgens blootgesteld aan willekeurige genetische afwijkingen die resulteren in de fixatie van bepaalde genen. Aldus herstelt de bevolking haar vroegere rijkdom. Een dergelijke reductie in allelfrequenties wordt een genetisch knelpunteffect genoemd, wat vaak voorkomt dat de soort uitsterft (Fig. 7.51).

Betekenis van genetische drift:

Genetische drift is een evolutionaire kracht. De meeste kruising dierpopulaties zijn klein. Genetische drift helpt de populaties om anders te worden vanwege de waarschijnlijkheid dat elke populatie verschillende genotypes bij toeval oplost.

(v) Niet willekeurig paring:

Herhaalde paring tussen individuen van bepaalde geselecteerde kenmerken verandert de genfrequentie. De selectie van meer felgekleurde mannelijke vogels door een vrouwelijke vogel kan de genfrequentie van felle kleuren in de volgende generatie verhogen.

(vi) Hybridisatie:

Het is de kruising van organismen die genetisch verschillend zijn in een of meer eigenschappen (karakters). Het helpt bij vermenging van genen van verschillende groepen van dezelfde variëteit, soorten en soms verschillende soorten.

Alle bovengenoemde factoren produceren genetische variatie in seksuele reproductie.

2. Isolatie:

Isolatie is het voorkomen van paring tussen voortplantingsgroepen als gevolg van fysieke (bijv. Geografische, ecologische) en biotische (bijv. Fysiologische, gedrags-, mechanische, genetische) barrières. Elke factor die kruisen voorkomt, staat bekend als isolatiemechanisme. Het isolatiemechanisme voorkomt kruising door middel van drie methoden (Mayr, 1963) - (i) Beperking tot willekeurige verspreiding, (ii) Beperking tot willekeurige dekking en, (iii) Beperking tot vruchtbaarheid. Reproductieve isolatie wordt hier beschreven.

Reproductieve isolatie:

Reproductieve isolatie is het voorkomen van kruising tussen de populaties van twee verschillende soorten. Volgens Mayr zijn reproductieve isolatiemechanismen de biologische eigenschappen van individuen die het kruisen van natuurlijk sympatrische populaties voorkomen. Het behoudt de karakters van de soort maar kan leiden tot de oorsprong van nieuwe soorten. Er zijn twee hoofdsubtypen die kunnen worden overwogen in het kader van reproductieve isolatie: isolering tegen vervroegde uittreding en isolatie na het dienstverband.

(a) Premerende of prezygote isolatie:

De belangrijkste factoren die werken onder dit subtype zijn:

Mechanische isolatie:

De morfologie van genitaliën, of voortplantingsorganen (van mannelijk en vrouwelijk) van de twee populaties kan hij zeer ingewikkeld en in tegenstelling tot; met als gevolg dat copulatie tussen mannen van de ene populatie en de vrouwtjes van een andere niet kan plaatsvinden. De mechanische isolatie is gebruikelijk bij insectensoorten. In bepaalde planten is de bloemstructuur zeer gecompliceerd, en dit voorkomt kruisbestuiving tussen de verwante soorten.

Psychologische isolatie:

De gedragsverschillen beperken willekeurige paring van mannelijke en vrouwelijke individuen van verschillende soorten. De gedragsverschillen zijn met name waargenomen tijdens verkering, een belangrijk seksueel fenomeen, met een reeks stimuli en reacties, tussen de parende partners. Liedjes van vogels, verkering gedrag enz. Kunnen ook een effectieve rol spelen in de paring.

Seizoensisolatie:

Dit dient ook als een effectieve barrière tegen genstroom. Hier is de voortplantingsperiode van parende individuen verschillend voor verschillende soorten. Verschillende voorbeelden kunnen door vogels worden aangehaald om seizoensisolatie te illustreren als gevolg van verschillen in de broedperiode.

Gametische isolatie:

In vrij levende aquatische vormen, waar de bevruchting extern is, trekken de gameten die door verschillende soorten worden geproduceerd elkaar meestal niet aan en dit soort barrière staat bekend als game tic isolatie.

(b) Post-paring of Postzygote isolatie:

De belangrijkste factoren die werken onder dit subtype zijn:

Onverenigbaarheid:

In sommige gevallen vindt de paring plaats tussen de populaties, maar bevruchting kan niet plaatsvinden; of zelfs bevruchting kan voorkomen, maar er zal geen hybride nageslacht gevormd worden. In planten kan de stuifmeelbuis niet groeien en zal deze geen enkele zaadknop bereiken.

Hybride Inviability:

Hier vindt normale bevruchting plaats en worden ook hybride nakomelingen gevormd, maar de hybride heeft de levensvatbaarheid verminderd. De hybride inviability kan in elk stadium van ontwikkeling verschijnen.

Hybride steriliteit:

In veel gevallen kunnen hybriden krachtig zijn en leven voor seksuele rijpheid, maar zijn steriel. Paarden en ezels zijn twee verschillende soorten; een hybride muilezel wordt geproduceerd uit de paring van een mannelijke ezel en een merrie (vrouwelijk paard). Zo ook paring tussen hengst (mannelijk paard) en vrouwelijke ezel, resulteert in een hybride genaamd hinny. Zowel muilezel als hinny zijn steriel.

Hybride verdeling:

In sommige gevallen worden niet alleen krachtige F] -hybriden geproduceerd, maar deze hybriden produceren ook F2-individuen van terugkruisend nageslacht. Helaas resulteert hybride afbraak in de F2 en terugkruisingsgeneraties, omdat deze individuen verminderde groeikracht of beide hebben.

Het bereiken van reproductieve isolatie door de gecombineerde effecten van isolatiemechanismen lijkt een belangrijke stap in speciatie te zijn.

Sommige dieren die tot verschillende soorten behoren, kunnen in gevangenschap vruchtbare hybriden produceren. Geen barrière voor hybridisatie tussen deze soorten is geëvolueerd gedurende hun lange isolement van elkaar. Natuurlijke selectie heeft geen voorkeur voor een verlaging van hybridisatie.

Voorbeelden van soorten die in gevangenschap fokken en vruchtbare hybriden produceren, zijn (i) Afrikaanse leeuwin (Panthera leo) en Aziatische tijger (Panthera tigris) produceren 'tigons', (ii) de ijsbeer en de Alaskan bruine beer (iii) wilde eend (een eend) en de pijlstaarteend en (iv) de platy en swordtail vissen. Het is belangrijk op te merken dat deze soorten niet in natuurlijke omstandigheden kruisen.

3. Erfelijkheid:

De overdracht van kenmerken of variaties van ouder op nageslacht wordt erfelijkheid genoemd, wat een belangrijk mechanisme van evolutie is. Organismen met erfelijke eigenschappen die nuttig zijn, hetzij in de oorspronkelijke omgeving van het dier of in een andere omgeving, hebben de voorkeur in de strijd om het bestaan. Zo kunnen de nakomelingen profiteren van de voordelige kenmerken van hun ouders.

4. Natuurlijke selectie (selectie):

Dit is de meest algemeen aanvaarde theorie met betrekking tot het belangrijkste causale mechanisme van evolutionaire verandering diepgaand onder invloed van Charles Darwin en Alfred Russel Wallace. Het is het gevolg van de differentiële reproductie (sommige leden van een populatie produceren overvloedige nakomelingen, sommige slechts enkele en weer anderen geen), één fenotype in vergelijking met andere fenotypen in dezelfde populatie.

Dit bepaalt het relatieve aandeel van verschillende genotypen die individuen bezitten en voortplanten in een populatie. Volgens het darwinisme worden overlevings- en vruchtbaarheidsmechanismen die van invloed zijn op het reproductieve succes of die de reproductie bevorderen, selectie genoemd. Maar volgens moderne opvattingen is selectie de consistente verschillen in de bijdrage van verschillende genotypen aan de volgende generatie.

5. Speciatie (oorsprong van nieuwe soorten):

De populaties van een soort die aanwezig zijn in de verschillende omgevingen en gescheiden zijn door geografische en fysiologische barrières, accumuleren verschillende genetische verschillen (variaties) als gevolg van mutaties, recombinatie, hybridisatie, genetische afwijkingen en natuurlijke selectie. Deze populaties worden daarom morfologisch en genetisch verschillend van elkaar en ze worden reproductief geïsoleerd en vormen een nieuwe soort.