Bi9120 Ekologická vývojová biologie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2011
Rozsah
2/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: z.
Vyučující
Mgr. Lukáš Kratochvíl, Ph.D. (přednášející), doc. RNDr. Zdeněk Řehák, Ph.D. (zástupce)
Garance
doc. RNDr. Zdeněk Řehák, Ph.D.
Ústav botaniky a zoologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Zdeněk Řehák, Ph.D.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Přednáška se zabývá základními přístupy ke zkoumání vztahu mezi genotypem a fenotypem a zejména rolí prostředí ve formování fenotypových projevů, jakož i makroevolučními jevy formujícími čiomezujícímifenotypovou rozmanitost. Přednáška se snaží postihnout hlavní trendy v chápání proximátních mechanismů vedoucích k fenotypové diverzitě organismů.
Osnova
  • 1. úvod, historická povaha evoluce, konvergence, paralelismus, re-evoluce a jejich příčiny
  • 2. genetické ovlivnění fenotypových znaků I: jednolokusová změna vedoucí ke komplexním změnám fenotypu, kandidátské geny, QTL, změny v sekvenci kódující proteiny, genová (genomová) duplikace, změny v cis-regulaci genové exprese
  • 3. genetické ovlivnění fenotypových znaků II: pohled kvantitativní genetiky na vztah mezi genotypem a fenotypem, dědivost a její odhady, problém s mezialelickými interakcemi,Waddingtonova metafora epigenetické krajiny, regulační sítě
  • 4. fenotypová plasticita (fenotypová flexibilita; vývojová plasticita; polyfénie, norma reakce), kanalizace (environmentální, genetická), genetická asimilace, Baldwinův efekt, „common garden“ a „transplant“ experimenty, organismus jako integrovaný systém (fenotypová akomodace) s „trade-offs“ mezi jednotlivými znaky
  • 5. trade-offs a jejich řešení záleží na proximátním mechanismu ovlivňujícím zúčastněné znaky, fenotypový polymorfismus někdy odpovídá genetickému polymorfismu, jindy fenotypové plasticitě - rozdíly na ultimátní úrovni, evoluce polyfénie, úloha hormonů a epigenetických modifikací ve fenotypové plasticitě (včetně maternálních efektů)
  • 6. fenotypová plasticita, diferenční exprese genů, epigenetické modifikace, alternativní úprava mRNA a další proximátní mechanismy fenotypové plasticity, omezení a limity pro evoluci adaptivní fenotypové plasticity
  • 7. omezení: vývojová omezení, korelace mezi znaky jako omezení a adaptace, alometrické vztahy a jejich evoluční vznik, interpretace alometrických vztahů
  • 8. ontogenetická, statická a evoluční alometrie, alometrie a norma reakce, interpretace komplexních alometrických vztahů, proximátní mechanismy změn ve velikosti (hypertrofie, hyperplázie), důsledky změn ve velikosti buněk, fenotypové koreláty velikosti genomu, dynamika a integrita genomu
  • 9. mechanismy určování pohlaví: asexualita, hermafroditismus, gonochorismus, determinace pohlaví, diferenciace gonády, alternativní definice environmentálně a genotypicky určeného pohlaví, evoluce pohlavně-determinačních genů
  • 10. proximátní mechanismy pohlavní dvojtvárnosti: centrální důležitost genetické korelace mezi pohlavími a řešení intralokusového sexuálního konfliktu, stádia evoluce pohlavních chromozomů, aktivační a organizační účinky hormonů a jiné způsoby sexuálně-dimorfní míry genové exprese
  • 11. tělní plán, modularita, integrace, Willistonovo pravidlo; fúze, heterotopie, duplikace a divergence funkcí, koopce, delece, heterochronie; konzervatismus vývojových a fyziologicklých drah a evoluce regulace genových sítí
Literatura
  • Scott F. Gilbert and David Epel (2008): Ecological Developmental Biology: Integrating Epigenetics, Medicine, and Evolution.
  • Mary Jane West-Eberhard (2003): Developmental Plasticity and Evolution
Výukové metody
Přednášky
Metody hodnocení
Ústní zkouška
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá blokově.
Bloková výuka předmětu proběhne 18.-20. ledna 2012, vždy v době od 9 do 17 hodin ve Vertebratologických sbírkách (1. poschodí budovy 23, Řečkovice).
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2014, podzim 2016.