Evoluce sexuality Evoluce Sexuality Sexualita vmna genetick informace

Evoluce sexuality

Evoluce Sexuality • Sexualita (výměna genetické informace) × pohlavní rozmnožování • Rozšíření sexuality v přírodě (vířníci čeledi Bdelloidea (pijavenky) × Monogononta) • Vznik sexuality × Udržování sexuality • Nevýhody sexuality × Výhody sexuality

Nevýhody sexuality • Rozpad osvědčených kombinací genů • Časová, energetická, informační náročnost • Rizika spojená s vyhledáváním partnera, (parazitismus, predace) • Limitní hustota populace • Dvojnásobná cena sexu –cena samců • Dvojnásobná cena sexu –cena meiozy

Dvojnásobná cena samců sexuálně se množící druh partenogenetické samice

Nevýhody sexuality • Rozpad osvědčených kombinací genů • Časová, energetická, informační náročnost • Rizika spojená s vyhledáváním partnera, (parazitismus, predace) • Limitní hustota populace • Dvojnásobná cena sexu –cena samců • Dvojnásobná cena sexu –cena meiozy

Dvojnásobná cena meiosy a) b) c)

Důvody existence sexuality • • • Evoluční potenciál Individuální zdatnost Evoluční past Výhoda pro jiný organismus Druhová selekce

Důvody existence sexuality • • • Evoluční potenciál Individuální zdatnost Evoluční past Výhoda pro jiný organismus Druhová selekce

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Výhoda evoluční plasticity naivní drosofily

Výhoda evoluční plasticity počet kukel 120 80 80 40 40 0 0 1 2 3 4 5 6 normální drosofily naivní drosofily 1 2 3 4 5 6 120 80 80 40 40 0 0 1 2 3 4 5 6 generace

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu, Sisyfovské genotypy • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Třídění z hlediska stability

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Udržování diploidie nepohlavní množení

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Důvody existence sexuality nepohlavně se množící druh

Evoluční potenciál • Vznik variability • Hypotéza Božích mlýnů • Udržování polymorfismu • Hypotéza Životem kypícího břehu • Zpomalení evoluce v proměnlivém prostředí • Udržování diploidie (vznik genů, mnohobuněčnosti) • Udržování druhovosti • Zastavení Mullerovy rohatky • Paralelní selekce výhodných mutací • Zbavování se sousedství škodlivých mutací

Důvody existence sexuality • • • Evoluční potenciál Individuální zdatnost Evoluční past Výhoda pro jiný organismus Druhová selekce

Individuální zdatnost – Reparace mutací – Hypotéza vlastního pokoje – Hypotéza loterie – Hypotéza Červené královny

Individuální zdatnost – Reparace mutací – Hypotéza vlastního pokoje – Hypotéza loterie – Hypotéza Červené královny

Individuální zdatnost – Reparace mutací – Hypotéza vlastního pokoje – Hypotéza loterie – Hypotéza Červené královny

Sexuální druh Asexuální druh

Individuální zdatnost – Reparace mutací – Hypotéza vlastního pokoje – Hypotéza loterie – Hypotéza Červené královny

Heterogenní prostředí Homogenní prostředí

Individuální zdatnost – Reparace mutací – Hypotéza vlastního pokoje – Hypotéza loterie – Hypotéza Červené královny

počet cyst motolic v ploutvích Větší parazitovanost partenogenetických samic 60 triploidní samice 40 30 diploidní samice 20 10 0 8 9 10 délka těla karasa 11 12

Ektoparazitičtí roztoči gekonů 50 neinfikovaní asexuální linie gekonů 40 infikovaní 30 počet hostitelů 20 10 0 1 2 50 3 4 5 6 neinfikovaní sexuální linie gekonů 40 infikovaní 30 20 10 0 1 2 3 lokality 4 5 6

Vzácné linie plžů a motolice podíl infikovaných plžů Potamopyrgus antipodarum 32 29 1, 0 0, 8 0, 6 0, 4 1, 0 15 66 0, 8 127 0, 2 0 0 12 19 22 63 vz. motolice ze stejného jezera 27 27 12 19 19 52 22 63 počty vyšetřených plžů 28 14 21 53 19 22 63 125 0, 2 vz. 0 motolice ze vzdáleného jezera 12 motolice hybridní 131 vz.

Důvody existence sexuality • • • Evoluční potenciál Individuální zdatnost Evoluční past Výhoda pro jiný organismus Druhová selekce

Evoluční past • Recesivní mutace • Genomový imprinting • Evoluční zábrany (constraints)

Důvody existence sexuality • • • Evoluční potenciál Individuální zdatnost Evoluční past Výhoda pro jiný organismus Druhová selekce

Výhoda pro jiný organismus – Sobecký gen – Parazit

Důvody existence sexuality • • • Evoluční potenciál Individuální zdatnost Evoluční past Výhoda pro jiný organismus Druhová selekce (a třídění)

Závěry: • Vznik sexuality sehrál zcela klíčovou úlohu v biologické evoluci • Důvody vzniku sexuality a důvody jejího přetrvávání se mohou lišit • Existuje řada rozumných modelů, které mohou přetrvávání sexuality vysvětlit