Evolution, del 2:
Evolutionsprocesser och
förändringar i det
genetiska materialet
Jessica Abbott
Forskare
Evolutionär Ekologi
Naturlig selektion
• Alleler som ger bättre överlevnad och/eller
reproduktionsförmåga ökar i frekvens
Generation 1:
16 individer
•8 blå, 8 grön
Parning
Generation 2:
16 individer
•4 blå, 12 grön
Fixering
• All evolution är allelsubstitutioner
Typer av mutationer
• Punktmutation
Typer av mutationer
• Punktmutation: sickle cell anemi
Typer av mutationer
• Frameshift
Typer av mutationer
• Frameshift: Huntingtons sjukdom
Typer av mutationer
• Invertering
Typer av mutationer
• Invertering: In(3R)Payne
mel
sub
Typer av mutationer
• Duplicering
Typer av mutationer
• Duplicering: globiner
Rekombination
• Leder till snabbare evolution
Rekombination
• Utnyttjar den stående genetiska variansen
Rekombination
• Utnyttjar den stående genetiska variansen
• Olika vägar till samma fenotyp
Horisontell genöverföring
• ~17% horisontellt överförda gener hos E.
coli
Horisontell genöverföring
• ~17% horisontellt överförda gener hos E.
coli
• Antibiotikaresistens
Horisontell genöverföring
• ~17% horisontellt överförda gener hos E.
coli
• Antibiotikaresistens
• Biodegradaderingsprocesser
Horisontell genöverföring
• ~17% horisontellt överförda gener hos E.
coli
• Antibiotikaresistens
• Biodegradaderingsprocesser
• Pathogenicitet
Horisontell genöverföring
• ~17% horisontellt överförda gener hos E.
coli
• Antibiotikaresistens
• Biodegradaderingsprocesser
• Pathogenicitet
• Överlevnad i extrema miljöer
Mutationstakten
• Varierar mellan organismer
Mutationstakten
• Substitutionstakt ≠ mutationstakt
Vanliga mutationer
• Melanism eller albinism
Vanliga mutationer
• Melanism eller albinism
• Delade blad
Naturlig selektion
• Överlevnad: undvika predatorer, bättre på
att hitta mat, osv.
Sexuell selektion
• Reproduktionsförmåga: hitta en partner,
befruktningsförmåga, osv.
Fitness
• Fitness = överlevnadsförmåga +
reproduktionsförmåga (gen eller individ)
• Antal avkommor producerad under hela
livstiden
Adaptivt landskap
• Vilka kombinationer av egenskaper ger
högst fitness?
Riktad selektion
Fitness
• Resulterar i ändrat medelvärde
Egenskap
Riktad selektion
Riktad selektion
Stabiliserande selektion
Fitness
• Resulterar i minskning av variansen
Egenskap
Stabiliserande selektion
Stabiliserande selektion
Divergent selektion
Fitness
• Resulterar i ökning av variansen
Egenskap
Divergent selektion
Divergent selektion
Frekvensberoende selektion
• Fitness är beroende av frekvensen i
populationen
1.0
Frequency
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
2
4
6
Time
8
10
12
Frekvensberoende selektion
Frekvensberoende selektion
Korrelerad selektion
• Selektion på kombinationer av egenskaper
Korrelerad selektion
Korrelerad selektion
Neutral evolution
• Genetisk drift
Neutral evolution
• Grundareffekten
Neutral evolution
• Grundareffekten
• Flaskhalsar
Neutral evolution
• Selektivt neutrala mutationer
Principer: neutral evolution
• Motoo Kimura
• Substitutionsfrekvensen är konstant (0.51% / miljon år i däggdjurens mtDNA)
Principer: neutral evolution
• Neutrala mutationer fixeras oftare än
skadliga mutationer
Principer: neutral evolution
• Genduplicering går före evolution av nya
funktioner
Principer: neutral evolution
• Positiv selektion leder sällan till fixering
jämfört med neutral evolution
Principer: neutral evolution
• ”Viktiga” sekvenser förändras
långsammare än ”oviktiga”
Fylogenetisk information
• Den molekylära klockan
Fylogenetisk information
• Homologa gener
• Paraloger = inom
samma art
• Ortologer = hos
olika arter
Metoder
• Cytogenetiska analyser
Metoder
• Immunologiska metoder
Metoder
• Sekvenser av aminosyror
Metoder
• DNA-hybridisering
Metoder
• Restriktionskartor
Metoder
• DNA-sekvensering
Sammanfattning
•
•
•
•
All evolution = allelsubstitutioner
Naturlig selektion = skillnader i överlevnad
Sexuell selektion = skillnader i reproduktion
Neutral evolution = fixering drivs av slumpen
