Ewolucja 9., Ćwiczenia z Anatomia

Pobierz Ewolucja 9. i więcej Ćwiczenia w PDF z Anatomia tylko na Docsity!

EWOLUCYJNA

BIOLOGIA ROZWOJU

Ewolucja 9.

Jerzy Dzik

Instytut Paleobiologii PAN Instytut Biologii Ewolucyjnej UW 2022

komórki powstałe z podziału zygoty mają identyczne DNA nie są jednak identyczne morfologicznie czy fizjologicznie bo wykorzystują różne części zapisu genetycznego to wynik duplikacji i rozbieżnej ewolucji genów regulaturowych

RÓŻNICOWANIE

genetycznego klonu

gryzonie filogenetycznie bliskie naczelnym ale wśród nich mysz zaawansowana mimo pierwotnego uzębienia (jak i szczur) świnka morska bliższa człowiekowi fizjologią

MYSZ

modelem człowieka

mysz Mus musculus Linn é , 1758 Rodentia (Glires) mysz szczur wiewiórka Blanga-Kanfi et al. (2009) (^) człowiek królik Druzinsky (2010) podobieństwo molekularne niekoniecznie powiązane z morfologicznym

należy do osobnej gałęzi gryzoni południowoamerykańskich udomowiona przez Inków dla mięsa; łatwa w hodowli (niegdyś na statkach) oportunistyczna ekologia owadów korzystna

ŚWINKA MORSKA

zastosowania

świnka morska Cavia porcellus Linn é , 1758 Rodentia (Glires) Blanga-Kanfi et al. (2009) mysz szczur wiewiórka człowiek królik świnka morska

CAENORHABDITIS

najpierwotniejsza?

bakteriożerna, łatwa w hodowli tylko 1031 (959 u hermafrodyty) komórek somatycznych od pierwszego podziału los każdej komórki zdeterminowany Caenorhabditis elegans Maupas, 1900 Nematoda Rhabditida Caenorhabditis budowa gardzieli Trichinella glista Ascaris mimo prostoty to jeden z najbardziej zaawansowanych obleńców

przed kambrem utraciły ekspresję genów segmentalnych?

ŻYWA SKAMIENIAŁOŚĆ

wśród obleńców

morskie ryjące drapieżniki anatomia niezmieniona od kambru literalnie wtórouste erytrocyty i amebocyty w hemolimfie Priapulus caudatus Lamarck, 1816 Priapula larwa embrion w jaju Malakhov (2004)

regulacja przez homeodomeny bardziej uniwersalna od metylacji

EPIGENETYCZNE

wyciszanie genów

białko Argonauta PIWIbox DNA metylacja cytozyny utrudnia transkrypcję u ssaków 60 - 90% CpG metylowane; ale Caenorhabditis i drożdże nie wykazują metylacji małocząsteczkowe siRNA ucisza mRNA są też białka niszczące mRNA poprzez małe RNA small interfering RNA

przebieg wyciszania jest swoisty dla różnych zwierząt

MECHANIZM

regulacji rozwoju domena homeobox Antennapedia

na spirali DNA krótkie helisy białkowych domen czynników transkrypcyjnych służą do połączenia z DNA blokując wytwarzanie mRNA sekwencje domen są homologiczne między roślinami i zwierzętami odziedziczone zostały zatem po pierwotniakach domena homeobox – 60 aminokwasów domena MADSbox – 57 aminokwasów domena T-box – 180 - 200 aminokwasów

dlaczego płatki i pylniki nie są kontrolowane przez osobne geny?

REGULACJA

morfogenezy kwiatu

kwiat rzodkiewnika Arabidopsis jest bardzo zaawansowany ewolucyjnie w morfogenezie elementów kwiatu nakładanie się stref ekspresji genów petalum (corolla) stamen carpellum rzodkiewnik Arabidopsis thaliana (Linnaeus, 1753) Heynhold in Holl & Heynhold, 1842 Cruciferae (=Brassicaceae) Apetala 3 Apetala 3 Agamous Apetala 1 Apetala 1 Sepallata Sepallata geny MADS-box sepalum (calyx) Theißen & Saedler (2001)

dwa owocolistki i czterokrotny okwiat krzyżowych są wynikiem redukcji kwiatu pięciokrotnego działki kielicha homologiczne pierwotnym płatkom płatki korony potomków pra- róży to dawne pylniki kwiatowe miały w ewolucji stadia wiatropylności podobieństwa ekspresji pomagają rozpoznać homologię Rosaceae Acsmithia Cunoniaceae Helleborus Ranunculaceae Rosa Rosaceae

WTÓRNA

korona okwiatu

sepala petala tepala Compositae Campanulaceae

stadia młodociane zwykle bardziej konserwatywne ewolucyjnie Barton et al. (2007) Ant 1 Ant 2 Md Mx 1 Mx 2 5 4 3 1 5 (8) 4 (7) 3 (6) 2 (5) 1 (4) Mxpes 3 Mxpes 2 Mxpes 1

REGULACJA

morfogenezy

(6) uropoda caput pereion pleon cefalizacja skorupiaków przekracza granice tagmy głowowej regulacja polega na kombinowaniu genów w zestawy ( bricolage )

wczesne stadia rozwojowe generalnie bardziej podobne do przodków przebieg ontogenezy odtwarza więc często w zarysie przebieg ewolucji

REKAPITULACJA

filogenezy w ontogenezie

może się jednak zmieniać funkcja struktur zarodkowych Haeckel (1867) Ernst Haeckel (1834-1919) "prawo" biogenetyczne

SENS

ewolucyjny życia płodowego

rozwój zarodkowy organizmów wielokomórkowych powtarza proces wzrostu złożoności w ewolucji od jednokomórkowej zygoty przez kolonię niezróżnicowanych komórek po anatomię swoistą dla gatunku Homo sapiens Primates kiedy ludzki płód nabiera swoistości gatunkowej? Smith (2013)

SWOISTOŚĆ

ludzkiego płodu

wczesne stadia rozwoju człowieka są anatomicznie nieodróżnialne od odpowiednich stadiów innych zwierząt stopniowo tracimy podobieństwo do ryb, gadów i ssaków między 4 a 5 tygodniem życia człowiek ma małpi ogon Homo 32 dni Felis 32 dni Macaca 44 dni Homo 49 dni embrion delfina Stenella Schultz (1969) dlaczego wczesne stadia ewoluują wolniej od późniejszych?