Genetické mechanismy evoluce

Podle syntetické teorie sem patří: mutace, genové duplikace, selekce a genový drift.

Mutace

Genová duplikace

 Podrobnější informace naleznete na stránce Mutace.

Mutace je náhodná změna genetické informace. Rozlišujeme mutace tolerované, které mohou být pro svého nositele výhodné nebo neutrální, a mutace zakázané. Zakázané mutace jsou pro svého nositele nevýhodné. Proti zakázaným mutacím působí selekce, protože snižují schopnost reprodukce svého nositele. Extrémním případem takovýchto mutací jsou mutace letální. Mutace tolerované selektovány nejsou, v případě výhodných mutací mohou být naopak preferovány. Přináší totiž svému nositeli evoluční výhodu oproti ostatním jedincům bez této výhodné mutace. Většina mutací má pro svého nositele negativní důsledky, protože jimi dochází ke ztrátě původní funkce genu. Ovšem mutací jen původních genů může dojít maximálně ke zlepšení původní funkce

Genové duplikace

Genová duplikace je zdovojení části genetické informace. Duplikace genů mění mutace zakázané na tolerované. Je zachována původní funkce a vzniká funkce nová (mutací v duplikaci). Ke genovým duplikacím může docházet vznikem nerovnoměrného crossin overu, nerovnoměrnou výměnou genetické informace mezi sesterskými chromatidami nebo sklouznutím DNA-polymerázy. Během evoluce dochází ke zvětšování celého genomu - polyploidizace, tandemové duplikace (rRNA, Hb, Ig, haptoglobin).

Selekce

 Podrobnější informace naleznete na stránce Selekce.

Selekce je typickým přkladem evolučního mechanismu darwinismu.

• typy selekce:

1. normalizující selekce – zachování současného stavu populace vylučováním odchylek od normy (např. dědičných chorob)
2. balancující selekce – udržuje v populaci určitý stupeň polymorfismu, např. preference heterozygotů
3. direkcionální selekce – uplatňuje se při změně vnějších podmínek, kdy přežívá nejlépe adaptovaný fenotyp. Jde o přírodní výběr ve smyslu klasického darwinismu. Příkladem může být průmyslový melanismus některého hmyzu.

Haldaneovo dilema: selekcí dochází ke snižování počtu potomků. Při selekci proti více různým genům už jsou tyto ztráty nezanedbatelné, což by vedlo k vyhynutí populace. Pokud by však selekce nebyla tak silná, aby vedla k vyhynutí, evoluce by pokračovala mnohem pomaleji, než je tomu ve skutečnosti.

Fisherův fundamentální teorém = "Rychlost vzestupu relativní plodnosti kteréhokoliv organismu v kterékoliv době je rovna genetickému rozptylu relativní plodnosti v této době." Lépe: "Čím větší je genetická variabilita, na niž může působit selekce směrem k vyšší fitness, tím větší je pokrok ve fitness." nebo "Rychlost změny znaku výlučně závisí na aditivní genetické varianci ve fitness tohoto znaku." (1930) Řada odborníků teorému vytýká čistě lineární model dědičnosti relativní plodnosti.

Genový drift

 Podrobnější informace naleznete na stránce Genový drift.

Genový drift je sitace, kdy dochází k náhodnému posunu frekvencí jednotlivých alel v populaci. Genový drift je velmi silný v malých populacích, efekt nálevky, kde může vést až k fixaci jedné alely nebo úplnému vymizení alely druhé. Proti driftu působí mutace a migrace. Podobně se uplatňuje také efekt zakladatele. Který popisuje vznik nové populace z velmi malé skupinky jedinců (například četnost porfyrie mezi bělošským obyvatelstvem Jihoafrické republiky).

Selekční drift zapříčiňuje kolísání intenzity selekce.

Odkazy

Použitá literatura

• SOUKUPOVÁ, Milena a František SOUKUP. Kapitoly z lékařské biologie a genetiky II. 1. vydání. Praha : Karolinum, 1998. 98 s. ISBN 80-7184-581-7.