Flying_fish Eagle Owl Eyes - Picture 1 of 4 in Vision 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 life-history strategie = časování a způsob investování do přežití a reprodukce po celé období života jedince např. načasování pohlavní dospělosti, zrání a stárnutí, počet a velikost potomstva, reprodukce jedenkrát za život (semelparity) vs. opakovaně (iteroparity) Př.: paví očka (gupky) na severu Trinidadu a Tobaga: horní a dolní toky odděleny vodopády ® bariéra pro gupky i predátory horní: mírný predační tlak (halančíkovec Hartův, Rivulus hartii) dolní: silný predační tlak (hřebenáč vysoký, Crenicichla alta) ® odlišné zbarvení, antipredační chování, life-history parametry (odlišný počet a velikost potomstva, věk první reprodukce, časování senescence) A Brief Introduction to Functional Ecology (Outline) (relating the performance of organisms' phenotypes to their environments) - Species have a set of. - ppt download méně většího potomstva, pozdější reprodukce více menšího potomstva, dřívější reprodukce evoluční kompromis (trade-off) David Reznick, John Endler et al. (1990): transport 100 samců a 100 samic z dolního toku na horní ® po 5 a 12 letech měly samice méně většího potomstva tato vlastnost dědičná gupky ze silněji predovaných oblastí tvoří větší a těsnější hejna 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. GLABER Heterocephalus glaber Fukomys sp. Výsledek obrázku pro heterocephalus glaber bulb eating theory Caspar et al. Front. Ecol. Evol. (2021) eusociální sociální solitérní adaptace známy již dříve - filozofové, přírodní teologové (sv. Augustin, sv. Tomáš Akvinský, William Paley) přirovnání k hodináři, dnes „argument from design“ ´ David Hume Richard Dawkins: „Slepý hodinář“ (Blind Watchmaker) Vysvětlení adaptací: nadpřirozená bytost lamarckismus, adaptivní mutace zebra a lev: schopnost zesílení svalstva sama o sobě adaptivní ortogeneze ... mechanismus? přírodní výběr [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 ... viz také Vznik pohlavního rozmnožování giraffe 1. Funkční mezičlánky File:Diagram of eye evolution.svg File:Vertebrate n octopus eyes.png obratlovci chobotnice hlavonožci, obratlovci EVOLUCE SLOŽITÝCH ZNAKŮ Nautilus Evoluce komorového oka: Jak může být funkční poloviční oko? hlavonožci: světločivné orgány ® nezávislý vznik 50-100´ 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) Evoluce komorového oka – počítačová simulace: ~ 1000 kroků: váčkové oko ~ 2000 kroků: komorové oko ~ 400 000 generací d = průměr Evoluce komorového oka – počítačová simulace: preadaptace = posun funkce, tj. použití znaku k jinému účelu Př.: švy na lebce savců ® pomoc při narození? švy pravděpodobně umožňovaly růst mozku 2. Exaptace (preadaptace) Složité znaky zřídka vznikají de novo, spíše modifikace existujících struktur François Jacob (1977): evoluční kutilství (doslova dráteničina) = „evolutionary tinkering“ http://www.sebiology.org/membership/images/Darwin2.jpg Musel být jiný účel! Př.: peří ptáků jediný původ teropodní dinosauři (ale nejen oni!) Prum and Brush (2002): „Závěr, že peří vzniklo kvůli létání, je jako tvrdit, že prsty vznikly kvůli hře na piano.“ dilong_paradoxus Peří ptáků: 1. termoregulace 2. ochrana před slunečním zářením 3. signalizace 4. hmat (podobně jako vibrisy) 5. chytání kořisti 6. obrana 7. ochrana před vodou microraptor Microraptor gui: klouzavý pohyb Dilong paradoxus termoregulace Epidexipteryx hui by FOSSIL1991 on DeviantArt Epidexipteryx hui Soubor:Albatros ceja negra - paso drake - noviembre 2005.jpg ptáci: aktivní let Yi Qi ('strange wing') new bat-like dinosaur/bird | The Pterosaur Heresies A Dinosaur A Day — Yi qi Yi qi Př.: ploutve lalokoploutvých ryb - pohyb po dně ® šplhání na břeh Stephen J. Gould, Elizabeth Vrba (1982): snaha vyhnout se teleologii termínu „preadaptace“ ® pojem exaptace = širší smysl - včetně původně neutrálních znaků podobně termín „kooptace“ (co-option) File:Panderichthys BW.jpg File:Tiktaalik BW.jpg File:Acanthostega BW.jpg Př.: kutikula hmyzu (integument ® kostra); mléčné žlázy savců (struktury tělního povrchu; pův. zvlhčování vajec?) Panderichthys (Rhipidistia) Tiktaalik Acanthostega Evoluční omezení časové zpoždění (time lag): „neotropické anachronismy“ Cresentia alata old_fruits.jpg genetická omezení: superdominance (letální systém chromozomu 1 u čolka velkého, Triturus cristatus) Jsou adaptace vždy optimální? http://www.hlasek.com/foto/triturus_cristatus_ha7543.jpg fyzikální omezení: hmotnost roste se 3. mocninou pevnost kosti roste s druhou mocninou (průřez kosti) http://theactionelite.com/site/wp-content/uploads/2015/01/423b13dfbe5f7401dfa0f2110d348d18.jpg http://room226.weebly.com/uploads/5/3/4/4/5344580/3275028_orig.jpg?321 ontogenetická omezení: vychýlení produkce různých fenotypů, nebo omezení fenotypové variability způsobené strukturou, charakterem, složením nebo dynamikou vývojového systému pegasus Pegasovi nemůžou vyrůst křídla de novo http://plato.stanford.edu/entries/innate-acquired/figure4A.jpg ontogenetický vývoj je „kanalizován“ 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 III.8.jpg historická omezení změna adaptivní krajiny Př.: hrtanový nerv - jedna z větví bloudivého nervu (nervus vagus) nerv.jpg Myllokunmingia > 530 mil. let http://faculty.baruch.cuny.edu/jwahlert/bio1003/images/amphioxus_wm.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/eb/Lancelet's_circulatory_system_scheme.png/6 40px-Lancelet's_circulatory_system_scheme.png kopinatec http://4.bp.blogspot.com/-47RBn97-DF0/TlMl4-Z5xlI/AAAAAAAAMQM/OGI6uBxwqdA/s1600/giraffe+recurrent+l aryngeal+nerve.png 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 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) File:Polarfuchs 1 2004-11-17.jpg Plik:TAzooAnimal3.jpg [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: Flying_fish Je každý znak adaptivní? v adaptivní krajině mnoho vrcholů: kryptické nebo aposematické zbarvení; lokomoce klokana ´ zebry fylogeneze: bezkřídlost, eusociální chování rypošů zorilla zorila skunk File:Striped skunk.jpg http://cdn2.arkive.org/media/EB/EB5BC604-FBB2-49E5-AF95-3D1CE7ACE28E/Presentation.Large/Red-kangaro o-hopping.jpg http://rennersafaris.com/wp-content/uploads/2014/06/Impala-Running-05441.jpg klokan antilopa Stephen Gould, Richard Lewontin (1979): The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: A critique of the adaptationist programme. Proceedings of the Royal Society of London, Series B, 205: 581-598. Pangloss in Brussels – How (not) to implement the Aegean Agreement | ESI No Dr. Pangloss here - The Hockey Mom Fit Life The Heir at Law - Wikipedia Voltaire: Candide spandrel | Art History Glossary Basilica di San Marco, Venezia, Italy - Emerisda