Естественный отбор Борьба за существование

04.05.2009
Естественный отбор
Борьба за существование
Случайная и селективная элиминация
Статистика естественного отбора
y Куммулятивное действие отбора
y Метафора урагана y Парадокс молекулы гемоглобина
y Слепой часовщик
y
Естественный отбор в природе
Покровительственная окраска и форма
Покровительственная окраска и форма
Покровительственная окраска и форма
y
y
Экспоненциальный потенциал популяций
y Конституциональная борьба
y Межвидовая борьба
y Внутривидовая борьба
y Красная королева и гонка вооружений
y Асимметричные ответы 1
04.05.2009
Покровительственная окраска
Изменчивость окраски полевых мышей Отражение света от мышей и фона
Генетические основы адаптаций
Генетические основы адаптаций
Отпугивающая окраска
2
04.05.2009
Отпугивающая окраска
Бейтсовская мимикрия
y
Съедобные виды подражают несъедобным
y
Неустойчивое равновесие по численности
Мертвая голова
Бейтсовская мимикрия
y
Съедобные виды подражают несъедобным
y
Неустойчивое равновесие по численности
Мюллеровская мимикрия
y
Несъедобные виды подражают друг другу
Самурайский краб 3
04.05.2009
Возникновение и эволюция антифризных
Возникновение и эволюция антифризных
белков у рыб
Возникновение и эволюция зрительных белков
Возникновение и эволюция зрительных белков
Возникновение и эволюция зрительных белков
Возникновение и эволюция глаза Чукчи
2
>15%
Байга Коряки Зулусы
1
Hunting
>5%
Японцы
Русские
Друзы
0
Популяционная частота нарушений цветового зрения
С.Боринская, Н.Янковский, ИОГен, 2007
4
04.05.2009
Возникновение и эволюция глаза
компьютерная модель Формы отбора
Стабилизирующий отбор
Стабилизирующий отбор
(И.И. Шмальгаузен, С. Уоддингтон) • Накопление генетической изменчивости
–
–
–
–
–
рецессивность
пенетрантность
экспрессивность
подавление кроссинговера и образование супергенов
мобилизационный резерв наследственной изменчивости
• Канализация онтогенеза
• Формирование физиологических адаптаций
• Автономизация онтогенеза Отбор меняет направление доминирования
Вариации в экспрессивности
5
04.05.2009
Фенотипическая лабильность
Канализация развития и эпигенетический ландшафт
Канализация развития и эпигенетический ландшафт
Автономизация онтогенеза
Автономизация онтогенеза
Стабилизирующий отбор
(И.И. Шмальгаузен, С. Уоддингтон) • Накопление генетической изменчивости
–
–
–
–
–
рецессивность
пенетрантность
экспрессивность
подавление кроссинговера и образование супергенов
мобилизационный резерв наследственной изменчивости
• Канализация онтогенеза
• Формирование физиологических адаптаций
• Автономизация онтогенеза 6
04.05.2009
Дизруптивный отбор
Дизруптивный отбор
• Отбор в разных направлениях в ОДНОЙ популяции при сохранении возможности панмиксии
• Возможные результаты:
поддержание полиморфизма
элиминация редкого класса
возникновение ассортативности в спаривании
возникновение репродуктивной изоляции
Дизруптивный отбор
Дизруптивный отбор
доля растеений
–
–
–
–
Дата цветения
Дизруптивный отбор
Дизруптивный отбор
• Отбор в разных направлениях в ОДНОЙ популяции при сохранении возможности панмиксии
• Возможные результаты:
–
–
–
–
поддержание полиморфизма
элиминация редкого класса
возникновение ассортативности в спаривании
возникновение репродуктивной изоляции
7
04.05.2009
Половой отбор
Половой отбор
Самцы
•
•
•
•
•
Самки
Маленькие гаметы
Много гамет
Малый вклад в потомство
д
Неуверенность в отцовстве
Большие различия в репродуктивном успехе
•
•
•
•
•
Большие гаметы
Мало гамет
Большой вклад в потомство
д
Уверенность в материнстве
Малые различия в репродуктивном успехе
Стратегии
Самцы
Самки
• Межсамцовая конкуренция
• Манипуляция и провокация
• Выбор
– Турниры и иерархия
– Конкуренция спермы
– Самцовый импринтинг
• Реклама
Межсамцовая конкуренция
Конкуренция спермы
One sperm cell from Drosophila bifurca. Courtesy Romano Dallai
8
04.05.2009
Геномный импринтинг
Феноменология
Геномный импринтинг
Процесс
Импринтинг
Половой отбор
Половой отбор
Гипотеза врожденных сенсорных предпочтений
Ты в сновиденьях мне являлся Незримый, ты мне был уж мил, Твой чудный взгляд меня томил, В душе твой голос раздавался Давно... нет, это был не сон! Ты чуть вошел, я вмиг узнала, Вся обомлела, запылала И в мыслях молвила: вот он!
9
04.05.2009
Гипотеза врожденных сенсорных предпочтений
Гипотеза врожденных сенсорных предпочтений
Гипотеза хороших генов
Качество генов
Признак
Гипотеза хороших генов
Хорошие
Плохие
Короткий хвост
(дешево)
Жив
Жив
Длинный хвост
(дорого)
Жив
Мертв
Гипотеза хороших генов
10
04.05.2009
Гипотеза хороших генов
+
+
Кариотноиды
Тестостерон
-
Паразиты
Гипотеза модных сыновей или runaway selection
-
-
Иммунитет
Гипотеза модных сыновей или runaway selection
самки выбирают длинный хвост
их сыновья явно наследуют длинный хвост от отцов и
хвост от отцов и
скрытно предпочтение длинных хвостов
их дочери скрытно наследуют длинный хвост от отцов и явно предпочтение длинных хвостов
Почему им это нравится
• Врожденные предпочтения
• Хорошие гены
• Модные сыновья
Родительский вклад и законы ухаживания
Конфликт интересов
11
04.05.2009
Дилемма мадам Бовари
12