Den evolutionära scenen Det finns en del att förklara Där allt händer Skapande Evolutionsteorin Gibboner Orangutang Gorilla Människa Schimpans Bonobo Naturligt urval Artbildning Livet har en historia Gemensamt ursprung Naturligt urval O1: Stor reproduktionspotential. Alla arter kan potentiellt fylla jorden om alla individer som föds lyckas reproducera sig. O2: Stabila populationsstorlekar. Trots detta är de flesta populationer normalt stabila i storlek förutom säsongsfluktuationer. O3: Begränsade naturresurser. Naturens resurser är begränsade. S1: Konkurrens. Det uppkommer en konkurrens mellan individer där bara en liten del får överlevande avkomma i nästa generation. O4. Variation. Individer i en population varierar i sina karaktärer. Inga två individer är exakt lika. O5: Arv. Mycket av denna variation är ärftlig. S2: Bättre anpassning fler överlevande avkomma. Vilka individer som lyckas få överlevande avkomma är inte slumpmässigt utan beror på individernas egenskaper. De som är bättre anpassade till sin miljö lämnar fler avkomma än de som är sämre anpassade till sin miljö. S3: Gradvis förändring av populationer. Denna ojämlika förmåga att överleva och föröka sig leder till en gradvis förändring i populationen då gynnsamma egenskaper väljs ut över generationer. Naturligt urval Stor björkmätare (Biston betularia) 1
Naturligt urval Nedsmutsning lavarna dog Svarta formen blev vanligare Naturligt urval Utsläppsrening lavarna kom tillbaka Vita formen blev vanligare Andel av den mörka morfen År Ingen individuell förändring! ingen individ har förändrat färg Ingen ny egenskap! båda färgerna fanns redan Ingen ny art! det är fortfarande björkmätare vi pratar om Ingen individuell förändring! ingen individ har förändrat färg Ingen ny egenskap! båda färgerna fanns redan Ingen ny art! det är fortfarande björkmätare vi pratar om Skillnad på genotyp och fenotyp Det är populationer som förändras, inte individer Gener Individ Gener Individ Gener Individ Ingen individuell förändring! ingen individ har förändrat färg Ingen ny egenskap! båda färgerna fanns redan Ingen ny art! det är fortfarande björkmätare vi pratar om Miljö Miljö TID Miljö 2
Hur uppkommer nya egenskaper? mutationer rekombination Gregor Mendel 1822 1884 Teorier om arv innan Mendel Pangenesis Föreslagen av Hippocrates (ca. 400 BC) Frön produceras av alla kroppsdelar Dessa samlas i reproduktionsorganen Teorier om arv innan Mendel Preformationism Organismen är klar i könscellerna som en liten människa: en homunculus Den behöver sås och få bra uppväxtmiljö (Bild: N. Hartsoecker, 1695) Teorier om arv innan Mendel Blending Inheritance Arvet fungerar som att blanda två vätskor + = 3
Partikulärt arv! + = Allel för röda blommor Kvantitativt arv Ju fler kopior, desto större effekt till exempel (vissa arters) kroppslängd Locus för blomfärg Homologt par kromosomer Allel för vita blommor Gener för för alkoholism? Gener för för otrohet? Gener för för osjälviskhet? Gener för för sex fingrar? Gener för för fetma? Gener för för intelligens? Gener för för hudfärg? Gener för för snabbhet?...etc Gener är ungefär som ett matrecept en instruktionsbok ett dataprogram Om X och Y gör Z X och Y kan vara andra gener, ett tillfälle under uppväxten, en miljöfaktor, eller allt på en gång 4
Fenotypisk plasticitet: Gener ger olika resultat beroende på miljö! Gener ger olika hudfärger Sol kan ändra hudfärgen Olika hudtyper är olika solkänsliga Hur uppkommer nya egenskaper? mutationer rekombination Mutationer är förändringar i generna Hur uppkommer nya egenskaper? mutationer rekombination Rekombination är blandning av föräldrarnas gener Ingen individuell förändring! ingen individ har förändrat färg Ingen ny karaktär! båda färgerna fanns redan Ingen ny art! det är fortfarande björkmätare vi pratar om Vad är en art? Vad är en art? Svårare än man kan tro... Likhet Biologiska artbegreppet Historia Individer som liknar varandra Individer som kan reproducera sig med varandra Individer som delar samma ursprung Människan är en art Framtid Individer som delar evolutionär framtid 5
Vad är en art? Artbildning Likhet Biologiska artbegreppet Historia Svårare än man kan tro... Individer som liknar varandra Individer som kan reproducera sig med varandra Individer som delar samma ursprung Allopatrisk Fysisk barriär Sympatrisk Ekologisk barriär Framtid Individer som delar evolutionär framtid Ingen individuell förändring! det är populationer som förändras Ingen ny karaktär! till det krävs mutationer eller rekombination Ingen ny art! till det krävs mer än bara naturligt urval Naturligt urval O1: Stor reproduktionspotential. Alla arter kan potentiellt fylla jorden om alla individer som föds lyckas reproducera sig. O2: Stabila populationsstorlekar. Trots detta är de flesta populationer normalt stabila i storlek förutom säsongsfluktuationer. O3: Begränsade naturresurser. Naturens resurser är begränsade. S1: Konkurrens. Det uppkommer en konkurrens mellan individer där bara en liten del får överlevande avkomma i nästa generation. O4. Variation. Individer i en population varierar i sina karaktärer. Inga två individer är exakt lika. O5: Arv. Mycket av denna variation är ärftlig. S2: Bättre anpassning fler överlevande avkomma. Vilka individer som lyckas få överlevande avkomma är inte slumpmässigt utan beror på individernas egenskaper. De som är bättre anpassade till sin miljö lämnar fler avkomma än de som är sämre anpassade till sin miljö. S3: Gradvis förändring av populationer. Denna ojämlika förmåga att överleva och föröka sig leder till en gradvis förändring i populationen då gynnsamma egenskaper väljs ut över generationer. Sexuellt urval O1: Stor reproduktionspotential. Alla arter kan potentiellt fylla jorden om alla individer som föds lyckas reproducera sig. O2: Stabila populationsstorlekar. Trots detta är de flesta populationer normalt stabila i storlek förutom säsongsfluktuationer. O3: Begränsade parningsmöjligheter. Antalet partners är begränsade. S1: Konkurrens. Det uppkommer en konkurrens mellan individer där bara en liten del får överlevande avkomma i nästa generation. O4. Variation. Individer i en population varierar i sina karaktärer. Inga två individer är exakt lika. O5: Arv. Mycket av denna variation är ärftlig. S2: Bättre anpassning fler överlevande avkomma. Vilka individer som lyckas få överlevande avkomma är inte slumpmässigt utan beror på individernas egenskaper. De som är bättre anpassade till sin miljö lämnar fler avkomma än de som är sämre anpassade till sin miljö. S3: Gradvis förändring av populationer. Denna ojämlika förmåga att överleva och föröka sig leder till en gradvis förändring i populationen då gynnsamma egenskaper väljs ut över generationer. 6
Sexuellt urval Honval honorna väljer den stiligaste, starkaste eller bäste hanen Sexuellt urval Honval honorna väljer den stiligaste, starkaste eller bäste hanen Hankonkurrens hanarna slåss om att få vara den som honorna väljer Sexuellt urval Honval honorna väljer den stiligaste, starkaste eller bäste hanen Hankonkurrens hanarna slåss om att få vara den som honorna väljer men varför bara hanarna? Sexuellt urval Sexuellt urval Inte bara hanarna, men oftast 7
Människans släktträd Evolutionsteorin är bara en teori Hur visar man då att evolutionsteorin är falsk? Evolutionsteorin är två saker: 1. Livets historia (VAD som har hänt) 2. Naturligt urval (HUR det har gått till) Gräv upp en fossiliserad kanin från Kambrium Visa att någon observation är felaktig, att någon slutsats inte följer av observationerna, eller att tiden inte räcker till Mitochondrial Eve 200 000 år sedan Y chromosome Adam 90 60 000 år sedan Lika goda alternativ? Livets mångfald har utvecklats över 3,7 miljarder år från ett enkelt ursprung till den mångfald vi finner idag. Detta har skett genom en blandning av slump (t.ex. mutationer och rekombination) och icke slump (naturligt urval). Gud gjorde det. Lika goda alternativ? Gud gjorde det. På 4000 år? Med Adam och Eva? Världen växte ur en lotus i Brahmas navel? Med hjälp av naturens lagar Ofalsifierbar Argument mot evolutionsteorin? 1. Evolutionen är bara en teori den är inte bevisad 2. Evolutionsteorin är ett cirkelbevis de bäst anpassade vilka är bäst anpassade? de som överlever 3. Evolutionen har aldrig observerats 4. Evolutionen bryter mot termodynamikens andra huvudsats ( ett slutet systems entropi kan inte minska ) 5. Det finns inga felande länkar i fossillagret 6. Livet är så komplext att så att det inte kan ha uppkommit slumpvis (klocka Boeing 747 oreducerbar komplexitet) 7. Många kreationister är hederliga vetenskapsmän hur kan de ha fel? Mediehysteri Hemsida Bok Film Felande länkar 8
Felande länkar Felande länkar Artbildning Allopatrisk Fysisk barriär Argument mot evolutionsteorin? 1. Evolutionen är bara en teori den är inte bevisad 2. Evolutionsteorin är ett cirkelbevis de starkaste överlever vilka är starkast? de som överlever 3. Evolutionen har aldrig observerats 4. Evolutionen bryter mot termodynamikens andra huvudsats ( ett slutet systems entropi kan inte minska ) 5. Det finns inga felande länkar i fossillagret 6. Livet är så komplext att så att det inte kan ha uppkommit slumpvis (klocka Boeing 747 oreducerbar komplexitet) 7. Många kreationister är hederliga vetenskapsmän hur kan de ha fel? Är evolution framsteg? Hur kan evolutionsteorin vara riktig? Vi har ju fortfarande kvar bakterier? Går evolutionen framåt? Har evolutionen en riktning? Evolutionens riktning Olika riktning Stabiliserande Riktad Disruptiv 9
Olika typer av selektion Olika riktning Stabiliserande Riktad Disruptiv Olika typer av selektion Olika riktning Stabiliserande Riktad Disruptiv Olika typer av selektion Olika riktning Stabiliserande Riktad Disruptiv Olika typer av selektion En strävan mot större hjärna? I den bästa av världar? Evolutionsteorin gör så att bra anpassningar blir kvar. Alltså blir slutresultatet perfekt? FELVÄNDA! Dålig design Evolution är bara naturligt urval? Evolution: förändring av genfrekvenser i en population Evolutionära processer Naturligt urval Genetisk drift Flaskhalseffekt Gen flöde (migration) Mutationer Icke slumpmässig parning Arters uppkomster och utdöenden 10
För artens bästa? Gruppselektion En egenskap evolverar (i princip) aldrig för artens bästa. En enda egoistisk fuskares tänkbara öde gör detta till en omöjlighet. För individens bästa? En egenskap evolverar (i princip) aldrig för artens bästa. En enda egoistisk fuskares tänkbara öde gör detta till en omöjlighet. För individens bästa? För genens bästa? Släktskapskoefficienter Halvsyskon: Syskon: Kusiner: r = 1 / 4 r = 1 / 2 r = 1 / 8 1 / 2 1 / 1 2 / 2 1 / 2 1 / 2 1 / 2 1 / 2 1 / 2 Diploidi Släktskapskoefficienter Människor Dotter Son Moder Fader Syster Broder Syskonbarn Hona ½ ½ ½ ½ ½ ½ ¼ Hanne ½ ½ ½ ½ ½ ½ ¼ 1 / 2 Hamiltons regel C För genen blir effekten vid många interaktioner: Kostnad C Fördel B med sannolikhet r Den altruistiska genen får en nettofördel då: Br > C Br Hymenoptera ( membranvingad ): Steklar Myror Bin & getingar Andra steklar Haplodiploidi Hona Hane 11
Hymenoptera ( membranvingad ): Steklar Diploidi Haplodiploidi Den själviska genen! Människor Dotter Son Moder Fader Syster Broder Syskonbarn Hona ½ ½ ½ ½ ½ ½ ¼ Hanne ½ ½ ½ ½ ½ ½ ¼ Myror Dotter Son Moder Fader Syster Broder Syskonbarn Hona ½ ½ ½ ½ ¾ ¼ 3 / 8 Hanne 1 0 1 0 ½ ½ ¼ 12