Hundens evolution, genetik och beteende

Transkript

1 Välkommen! Hundens evolution, genetik och beteende 7.5 hp Hans Temrin & Linda Laikre

2

3 Totalt 14 temakvällar med föreläsningar Kurslitteratur: handouts, artiklar mm på kursens internsida

4

5 Genetik!

6 Inavelseffekter hos varg? Bevarande i djurpark?

7

8 Hur bör en sammahängande vargpopulation i Fennoskandien vara beskaffad för att vara långsiktigt genetiskt livskraftig? Laikre et al. in prep.

9 Foto: Yvonne Öster

10 Jordbruksverket: Sverige har bevarandeansvar för 59 husdjursraser varav 10 hundraser

11 Jordbruksverket: Delmål för husdjursgenetiska resurser ; Lannek 2007

12 Bevarandegenetisk status hos olika hundraser

13 Grundläggande genetik

14 Charles Darwin Om arternas uppkomst 1859

15 Darwin: Evolution genom naturligt urval Variation mellan individer av en art. Morfologi, fysiologi, beteende skiljer sig mellan individer. Arvbarhet av karaktärer som varierar. Avkomma är ofta mer lika sina föräldrar än andra individer i populationen. Selektion=urval resulterar i att vissa varianter är med framgångsrika vad gäller överlevnad och reproduktion.

16

17 Mendels experiment med ärtor avslöjade hur enskilda arvsanlag nedärvs

18 Historik? F1 x F1

19 Historik Mendel studerade fenotyper exempelvis ärtans färg gul eller grön Genom korsningsförsök kom han fram till att färgen styrs av enskilda arvsanlag. A anlag som ger gul färg a anlag som ger grön färg. A är dominant endast ett anlag behövs för att ge gul färg Tre möjliga genotyper AA - homozygot Aa heterozygot aa homozygot a är recessivt två anlag behövs för att ge grön färg F1 x F1

20 Vilken genotyp har Du? Autosomal recessiv Autosomal dominant Autosomal dominant Autosomal recessiv Autosomal recessiv Autosomal dominant

21 Exempel på dominanta arvsanlag hos hund: Merle Hårlöshet (nakenhund) Exempel på recessiva arvsanlag hos hund: Många ärftliga defekter (t.ex. PRA)

22 Genotyp- och fenotyp-fördelning hos två karaktärer som nedärvs oberoende av varandra P X Svanslängdslocus: S dominant allel som ger stubbsvans s recessiv allel som ger lång svans F1 X Pälsfärgslocus: B dominant allel som ger brun päls b recessiv allel som ger vit päls

23 Charles Darwin Darwin 1859: Naturligt urval, Ja! Men vilken mekanism gör att avkomman liknar sina föräldrar? Hur fungerar nedärvningen? Mendel 1865: Nedärvningen genom enskilda, konstanta arvsanlag som i oförändrat tillstånd överförs med könscellerna från en generation till en annan 1900-talets början: Darwins och Mendels upptäckter förenades och lägger grunden för den moderna evolutionsbiologin

24 Resultat av naturlig selektion

25 Resultat av människans selektion

26 Resultat av människans selektion

27

28 Kromosomer 2n Människa 46 Hund 78 Varg 78 Katt 38 Räv 36 Kanin 44 Häst 64 Bananfluga 8 De 39 kromosomparen hos en hund

29 James D. Watson & Francis H. C. Crick 1953 Nobelpris 1962 Maurice Wilkins Rosalind Franklin

30 Generna finns i DNA-molekylen DNA=deoxyribonukleinsyra

31 DNA=deoxyribonukleinsyra Uppbyggd av nukleotider Nukleotid: En fosfat, en socker, en kvävebas Kvävebaser: Adenin (A) Cytosin (C) Guanin (G) Tymin (T)

32

33 Genetiska alfabetet Den genetiska koden - översättning från RNA-sekvens till aminosyra Kodon-tabell. Översättningen från bas-trippel till aminosyra. Bas 2 U C A G UUU Fenylalanin UCU Serin UAU Tyrosin UGU Cystein UUC Fenylalanin UCC Serin UAC Tyrosin UGC Cystein U UUA Leucin UCA Serin UAA Stop UGA Stop UUG Leucin, Start UCG Serin UAG Stop UGG Tryptofan Bas 1 C A CUU Leucin CUC Leucin CUA Leucin CUG Leucin, Start AUU Isoleucin Start 2 AUC Isoleucin AUA Isoleucin AUG Metionin Start 1 CCU Prolin CCC Prolin CCA Prolin CCG Prolin ACU Treonin ACC Treonin ACA Treonin ACG Treonin CAU Histidin CAC Histidin CAA Glutamin CAG Glutamin AAU Asparagin AAC Asparagin AAA Lysin AAG Lysin CGU Arginin CGC Arginin CGA Arginin CGG Arginin AGU Serin AGC Serin AGA Arginin AGG Arginin G GUU Valin GUC Valin GUA Valin GUG Valin Start 2 GCU Alanin GCC Alanin GCA Alanin GCG Alanin GAU Asparaginsyra GAC Asparaginsyra GAA Glutaminsyra GAG Glutaminsyra GGU Glycin GGC Glycin GGA Glycin GGG Glycin

34 Gen: ett avsnitt av DNA som har en viss funktion, t.ex. kodar för ett visst protein. Locus: plats på DNA där en viss gen ligger (plural: loci). Allel: arvsanlag. Variant av en viss gen. Genetisk variation: förekomst av alleler. Heterozygot: två olika alleler i ett visst locus hos en viss individ. Homozygot: två lika alleler i ett visst locus hos en viss individ. Genotyp: en individs alleluppsättning i ett viss locus Fenotyp: det fysiska eller fysiologiska uttrycket av en genotyp hos en individ

35 Enkla nedärvningsmodeller Autosomal recessiv: arvsanlaget behövs i dubbel uppsättning (från båda föräldrarna) för att ge fenotypen. Autosomal dominant: arvsanlaget behövs endast i enkel uppsättning (från den ena föräldern) för att ge fenotypen. Intermediär: Heterozygoten ligger mitt emellan de båda homozygoterna fenotypmässigt X-bunden recessiv: arvsanlaget sitter på X-kromosomen och behövs i dubbel uppsättning hos honor och enkel uppsättning hos hanar för att ge fenotypen. X-bunden dominant: arvsanlaget sitter på X-kromosomen och behövs i enkel uppsättning hos både honor och hanar för att ge fenotypen.

36 Mitokondriellt DNA (mtdna) Nedärvs från mor till avkomma Haploit Ofta använt i evolutionära studier och inom rättsmedicinen Nukleärt DNA (ndna) Nedärvs från båda föräldrarna I princip alla gener i ndna

37 Mikroevolutionära processer Mutation Selektion Migration Genetisk drift

38 Mutation

39 Mutation Slumpmässig förändring av DNA-sekvensen Den process med vilken genetisk variation uppstår Mycket långsam process vad gäller att skapa ny variation Mutationer uppstår sällen och de flesta är negativa för individen Verkar så långsamt att den vanligen saknar praktisk betydelse i avelssammanhang

40 Selektion Vissa fenotyper och underliggande genotyper får fler avkommor än andra. Vissa arvsanlag sprids därmed i högra utsträckning än andra till avkomman.

41 Lokala selektionstryck - lokal anpassning

42 Local adaptation Mice inhabiting volcanic lava: dark coats Mice from nearby lightcolored granitic rocks: light coats 2 Mc1r alleles: D d differ by four amino acids DD and Dd:melanic dd: light colored. Habitat-dependent selection appears strong but asymmetric: selection is stronger against light mice on dark rock than against melanic mice on light rock.

43 Selektivt uttag förändrad genetisk sammansättning minskad genetisk variation

44 Husdjurs- och växtförädling Människan selekterar Genetisk variation nödvändig för förädling

45 Mutation Selektion Migration Utbyte av gener mellan populationer.

46 Genetisk effektiv migration

47 Inkorsning migration styrd av människan

48 Inkorsning migration styrd av människan

49 Inkorsning migration styrd av människan Genetiska aspekter på inkorsning?

50 Mutation Selektion Migration Drift Slumpmässiga förändringar av arvsanlagens förekomst. Av rena slumpskäl förs vissa anlag vidare, andra inte.

51 Slumpmässig förändring av allelfrekvenser pga begränsad populationsstorlek

52 Bottleneck Foundereffekt