Flying_fish Eagle Owl Eyes - Picture 1 of 4 in Vision
ADAPTACE A PŘÍRODNÍ VÝBĚR
23900-004-B66A6F45 Trypanosoma%20brucei%20rhodesiense%20fig3 img354 File:Haeckel Sacculina.jpg
Optimum

ORCHIDEJ
Catasetum saccatum
Chiloglottis formicifera #2 Catasetum saccatum
Chiloglottis formicifera
Chiloglottis formicifera #1

MRAVENEC
Zacryptocerus varians
Atta, Acromyrmex: větší dělníci - krájení listů,
                                  vojáci - jejich ochrana,
                                  malí dělníci - žvýkání listů, pěstování hub
casent0103758_p_1_high File:Acromyrmex octospinosus.jpg File:Atta colombica workers cutting whole
plant.jpg atta_closeup

Oecophylla
Oecophylla smaragdina
Oecophylla smaragdina, I_ALW1 OecSma8 File:AntsStitchingLeave.jpg File:SSL11903p.jpg
parazité ´ hostitelé

Co musí evoluční teorie vysvětlit:
• vznik složitých adaptací
• vznik znaků, jako rekombinace, pohlavní rozmnožování,
  programovaná délka života včetně senescence a smrti, posunutí
  segregačního poměru, které nositeli nepřinášejí (nebo zdánlivě
  nepřinášejí) užitek
• kooperace v rámci druhu a mezi druhy ´ antagonismus v rámci druhu
  (např. infanticida) a mezi druhy (např. kastrace hostitele parazitem)
• „škodlivé“ adaptace (např. včelí žihadlo)

ADAPTACE
proces adaptování se
vlastní znak organismu
znak, který svému nositeli umožňuje lépe přežít a rozmnožit se
podmínkou přírodní výběr, ohled na historii
(bezkřídlost blech ´ Collembola)

nature06614-f2
Collembola
Protura
Insecta
File:Isotoma Habitus.jpg File:Scanning Electron Micrograph of a Flea.jpg
chvostoskok nemá křídla, protože jeho předci je nikdy neměli
blecha křídla ztratila sekundárně
… podobně bezkřídlé druhy octomilek atd.

• adaptace známy již dříve - filozofové, přírodní teologové
  (sv. Augustin, sv. Tomáš Akvinský, William Paley)
• dnes „the argument from design“
• přirovnání k hodináři
• ´ David Hume
• Richard Dawkins: „Slepý hodinář“ (Blind watchmaker)
Vysvětlení adaptací:
• nadpřirozená bytost
• lamarckismus, adaptivní mutace
  zebra a lev: zesílení svalstva samo o sobě adaptivní
• ortogeneze
  mechanismus?
• přírodní výběr
Závěr: Pluralismus při studiu evoluce (drift), nikoli při studiu adaptací
[USEMAP]

Koadaptace
= složité adaptace, vyžadující vzájemně koordinované změny více
než 1 části
• Herbert Spencer: krk žirafy – současné změny
  kostí, svalů a cév
• ´ neovlivňují samostatné geny
• úroveň genů (® genové komplexy, „supergeny“)
• úroveň orgánů
• úroveň druhů (® mutualismus)
giraffe

• evoluce komorového
  oka:
Koadaptace
File:Diagram of eye evolution.svg
Nautilus
[USEMAP]
obratlovci
chobotnice
hlavonožci, obratlovci

• světločivné orgány ® nezávislý vznik 40-60´ u různých skupin bezobratlých
• Nilsson & Pelger (1994):
• vrstva světločivných buněk mezi tmavou vrstvou buněk dole a průhlednou
  ochrannou vrstvou nahoře
• náhodné změny <1% ® změny k horšímu zavrhnuty
• kritérium = schopnost rozlišovat objekty v prostoru (optická fyzika ® možnost
  kvantifikace)
postupné zlepšování
Evoluce komorového oka – počítačová simulace:

Evoluce komorového oka – počítačová simulace:
~ 1000 kroků: váčkové oko
~ 2000 kroků: komorové oko
~ 400 000 generací
d = průměr

• Jak může být funkční poloviční oko nebo poloviční křídlo?
klouzavý let apod.
lepší než 1/4 oko a než žádné oko
• preadaptace = posun funkce, tj. použití znaku k jinému účelu
• Př.: peří ptáků (termoregulace ® let)
Preadaptace
File:Tyrannosaurus BW.jpg Soubor:Albatros ceja negra - paso drake - noviembre 2005.jpg microraptor
Dilong paradoxus: termoregulace
Microraptor gui: klouzavý pohyb
ptáci:
aktivní let
dilong_paradoxus
T. rex

• Př.: lalokoploutvé ryby - pohyb po dně ® šplhání na břeh
• Stephen J. Gould, Elizabeth Vrba (1982):
  pojem exaptace = širší smysl - včetně původně neutrálních znaků
Preadaptace
File:Panderichthys BW.jpg File:Tiktaalik BW.jpg File:Acanthostega BW.jpg
• Př.: kutikula hmyzu (integument ® kostra); mléčné žlázy savců (potní žl.)
Panderichthys (Rhipidistia)
Tiktaalik
Acanthostega

Jsou adaptace dokonalé?
• časové zpoždění (time lag): „neotropické anachronismy“
• genetická omezení: superdominance
  (letální systém chromozomu 1 u Triturus cristatus)
• ontogenetická omezení:
  vychýlení produkce různých fenotypů, nebo
  omezení fenotypové variability způsobené strukturou,
  charakterem, složením nebo dynamikou vývojového
  systému
Cresentia alata
old_fruits.jpg pegasus

• David Raup (1966):
• morfoprostor popsaný
  3 proměnnými
W = expansion rate
růst velikosti
D = tightness of the coil
vzdálenost od osy
T = translation rate
rozsah pohybu podél osy
jen některé tvary skutečně realizovány

Optimum VAGUS
• historická omezení
Jsou adaptace dokonalé?
změna adaptivní krajiny
• Př.: hrtanový nerv
  - jedna z větví bloudivého nervu
  (nervus vagus)
ductus arteriosus

• kompromis různých adaptivních potřeb:
- současné dýchání a příjem potravy při absenci sekundárního patra
- kompromis life-history parametrů (počet mláďat ´ věk při první reprodukci)
- rozdělení času mezi různé aktivity (příjem potravy, odpočinek, …)
• konflikt na různých úrovních:
  selekce na úrovni genu vs. selekce na úrovni organismu
Jsou adaptace dokonalé?

Metody studia adaptací:
• strukturní složitost:
  čím složitější, tím pravděpodobnější,
  že jde o adaptace
• účelnost, demonstrace funkce:
  Bergmannovo a Allenovo pravidlo,
  křídlo sokola ´ krahujce atd.

• komparativní metoda:
  spojení s fylogenetickou analýzou
• experiment
Někdy nelze ani experimentem jednoznačně určit, zda se daná
vlastnost vyvinula k určitému cíli ® nebezpečí záměny funkce a
účinku: např. alkaloidy a terpeny u rostlin (odpuzování hmyzu ´
odpadní produkty metabolismu)
[USEMAP]
[USEMAP]
nefylogenetické statistické metody předpokládají, že srovnávané druhy jsou všechny stejně příbuzné
...

Je každý znak adaptivní?
• fyzikální a chemické zákony:
  barva hemoglobinu, návrat létající ryby do vody
• kulturní dědičnost některých vzorců chování
• drift:
  pseudogeny; přechod k partenogenezi u D. mercatorum; ztráta
  struktury v důsledku akumulace škodlivých mutací
• korelace se selektovaným znakem:
  hitchhiking, pleiotropie
• v adaptivní krajině mnoho vrcholů:
  kryptické nebo aposematické zbarvení;
  lokomoce klokana ´ zebry
• fylogeneze:
  bezkřídlost,
  eusociální chování rypošů?
[USEMAP]
zorila
skunk
Flying_fish