III Perinnöllisyystieteen perusteita

Transkriptio

1 Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

2 15. Populaatiogenetiikka ja evoluutio 1. Avainsanat 2. Evoluutio muuttaa geenipoolia 3. Mihin valinta kohdistuu? 4. Yksilön muuntelua aiheuttavat tekijät 5. Luonnonvalinta 6. Yksilöiden kelpoisuus 7. Sattumat muuttavat evoluution kulkua 8. Tehtävät 9. Kuvat

3 Avainsanat: Geenipooli Alleelifrekvenssi Geenivalinta Yksilövalinta Sukulaisvalinta Muuntelu Suuntaava valinta Stabiloiva valinta Hajottava valinta Fitness eli kelpoisuus Sattuma

4 Evoluutio muuttaa geenipoolia Geenipooli: populaation jokaisen yksilön geenien alleelit pysyy luonnossa harvoin pitkään samana. Alleelifrekvenssi eli alleelien yleisyys Synteettisen evoluutioteorian mukaan lajinkehitys on muutosta alleelifrekvensseissä.

5 Mihin valinta kohdistuu? Geenivalinta yksittäinen geeni on valinnan kohteena. Haitallinen ominaisuus voi estää yksilön lisääntymisen, menestystekijä aiheuttaa valintaedun Yksilövalinta kohdistuu yksilön koko fenotyyppiin. Yksilön kelpoisuus, lisääntymismenestys alleelien osuus populaation seuraavassa sukupolvessa Sukulaisvalinta osa yksilöistä ei lisäänny itse, vaan auttaa lähisukulaisia esimerkiksi poikasten hoidossa

6 Yksilön muuntelua aiheuttavat tekijät Koska lajin elinympäristön olosuhteet muuttuvat, tulee lajienkin muuttua. Laji ei voi muuttua, jos siinä ei esiinny perinnöllistä muuntelua: 1. Mutaatiot 2. Sukusolujen synty 3. Crossing over 4. Sukusolujen kohtaaminen

7 Luonnonvalinta Genotyypin alleeliyhdistelmä + ympäristön vaikutus fenotyyppi. Luonnonvalinta suosii fenotyyppien niitä ominaisuuksia ja ominaisuuksien yhdistelmiä, jotka tuovat kantajalleen valintaetua muihin nähden. Valinta voi olla: suuntaavaa, joka suosii toista ääripäätä edustavia yksilöitä, tasapainottavaa, jolloin suositaan keskiarvotyyppiä, hajottavaa, jolloin molemmat ääripäät menestyvät parhaiten.

8 Yksilöiden kelpoisuus Hyvän fenotyypin saaneella yksilöllä on hyvä fitness eli kelpoisuus: Yksilö säilyy hengissä lisääntymisikään asti. Onnistuu lisääntymään tehokkaasti. Syntyy paljon jälkeläisiä, jotka perivät hyviksi osoittautuneita alleeleita ja lisääntyvät myös itse. Määrällisten ominaisuuksien periytyessä osalla jälkeläisiä on parempi tai huonompi ja valtaosalla yhtä hyvä fitness kuin vanhemmillaan. Hyvät alleelit ja alleeliyhdistelmät populaation geenipooli muuttuu paremmin ympäristöönsä soveltuvaksi.

9 Sattumat muuttavat evoluution kulkua Dominoivat, kelpoisuutta heikentävät alleelit voivat peittää eriperintäisten yksilöiden hyvät resessiiviset alleelit. Yhden geenin hyvä alleeliyhdistelmä ei riitä parantamaan kantajansa fitnessiä, jos kaikki muut geenit ovat huonommin sopeuttavia alleeleja. Hyviä alleeleja häviää jatkuvasti populaation geenipoolista. Perustajanvaikutus. Pullonkaulailmiö. Evoluution suunta voi vaihtua aikaisemmasta (ympäristön muuttuessa pitää sopeutua uudenlaisiin valintapaineisiin).

10 Seksuaalivalinta Seksuaalivalinta on tärkeä luonnonvalinnan osaalue. Seksuaalivalinnan vuoksi monilla eläimillä kauniita ja upeita koristeita esim. riikinkukon pyrstö. Yksilöt, jotka ovat terveydeltään ja geeneiltään hyviä, pystyvät käyttämään resursseja ns. seksuaaliornamenttien tuottoon.

11 Tehtävät 1. Käsitekartta 2. Kahden populaation geenipoolit 3. Luonnonvalinta (YO-tehtävä K-08)

12 1. Käsitekartta Laadi käsitekartta, jossa esitetään evoluutioon johtavat tekijät. Käytä apuna kappaletta Evoluutio muuttaa geenipoolia.

13 2. Kahden populaation geenipoolit Kahden populaation geenipooleja tutkittiin kolme kertaa kymmenen vuoden välein. a) Kumpaan populaatioista kohdistuu luonnonvalintaa? Perustele. b) Miksi kummassakin populaatiossa eri fenotyyppien määrät vaihtelevat?

14 3. Luonnonvalinta (YO-tehtävä K-08) a) Kumpaan luonnonvalinta kohdistuu, fenotyyppiin (ilmiasuun) vai genotyyppiin (perimään)? Perustele päätelmäsi. b) Useiden lintulajien koiraat ovat huomiota herättävän värikkäitä, naaraat puolestaan vaatimattoman värisiä. Selitä, miten luonnonvalinta on johtanut näin suuriin eroihin sukupuolten välillä.