V4 - T4: BS4 Evolutietheorie

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

BS4: Evolutietheorie

V4

Thema 4

Evolutie

Leerdoelen

• Je kan de oorzaken van evolutie herkennen en beschrijven
• Je kan de pijlers van het Darwinisme beschrijven 
• Je kan een 'Darwinantwoord' op een juiste en volledige wijze formuleren 
• Je kan beschrijven wat het gevolg van selectie is op de fenotypeverdeling
• Identify the difference between allopatric and sympatric speciation

Wat is 'evolutie'? Geef een definitie.

EVOLUTIE

Veranderingen in genfrequenties / genenpool / erfelijke eigenschappen in de tijd/over generaties

Oorzaak voor evolutie 1: (natuurlijke) selectie

Evolutie volgens Lamarck (1744-1829)
- Vat samen hoe evolutie volgens hem plaatsvond
- Leg uit wat hier onjuist aan is.

Lamarck: tijdens het leven verworven eigenschappen worden doorgegeven via genen aan nageslacht

Evolutie volgens Darwin ('On the origin of species...', 1859)
- Vat samen hoe evolutie volgens hem plaatsvond

Genetische variatie: recombinatie/mutatie

Natuurlijke selectie: lagere overlevingskans bij slecht aangepast fenotype

'Struggle for life'

te klein draagvlak voor alle individuen

Onderlinge voortplanting

genetische variatie: in een populatie hebben organismen een grote verscheidenheid tgv recombinatie en mutatie

-> recombinatie: meiose 

-> mutatie: foutjes

Darwinisme

Selectiedruk = de invloed van milieufactoren op de genetische variatie in een populatie

-> laag: varianten overleven 

-> hoog: best aangepaste overleven

genetische variatie: in een populatie hebben organismen een grote verscheidenheid tgv recombinatie en mutatie

-> recombinatie: meiose 

-> mutatie: foutjes

BS4: Darwinisme - evolutie volgens Charles Darwin

Pijlers van het Darwinisme

• Er is variatie binnen de populatie: elk individu in de populatie is andersn
• Er is te weinig draagkracht voor elk individu in de populatie (struggle for life)
• Sommige individuen hebben een selectievoordeel 
• Zij hebben een grotere voortplantingskans en dus een grotere overlevingskans
• Fitness: Door onderlinge voortplanting van individuen met selectievoordeel neemt frequentie van eigenschap in populatie toe.

Neo-Darwinisme: de variatie binnen een populatie heeft een genetische oorzaak: mutaties

Een 'Darwinvraag' beantwoorden

Stap 1

Benoem het uitgangspunt dat er in de muizenpopulatie sprake is van genetische variatie

Door mutaties is er variatie ontstaan in de vachtkleur van de muizen

Stap 2

Benoem: WIE hebben WELK selectievoordeel? Dit haal je altijd uit de context van de vraag:

De muizen met een donkere vacht hebben een selectievoordeel omdat zij hierdoor minder gezien worden door hun predator.

Stap 3

Benoem dat individuen met selectievoordeel vaker ONDERLING voortplanten (hogere fitness)

De muizen met de donkere vacht zullen dus vaker overleven en als gevolg daarvan vaker onderling voortplanten.

Stap 4

Benoem de genfrequentieverschuiving die dit tot gevolg heeft

Het allel voor donkere vachtkleur zal vaker worden doorgegeven en daardoor zal het aantal donkere muizen in de volgende generaties toenemen. 

BS4: Het juiste antwoord op een 'Darwinvraag'. Deze vier elementen zitten ALTIJD in je antwoord!!!

Een 'Darwinantwoord' bestaat altijd uit de volgende elementen

• Benoem letterlijk: "Er is sprake van genetische variatie in de populatie" 
• Beschrijf op welke wijze de omgeving selectiedruk uitoefent op de populatie
• Beschrijf welk selectievoordeel sommige individuen (dan) hebben
• Benoem letterlijk: "Door onderlinge voorplanting wordt de gunstige eigenschap doorgegeven aan het nageslacht"

Gebruik nooit: "het organisme heeft zich aangepast" Dit is echt FOUT!

Sleutelwoorden in een Darwinantwoord: genetische variatie, selectiedruk, selectievoordeel, onderlinge voortplanting

Gevolg van natuurlijke selectie op fenotype-distrubutie

Andere oorzaken van evolutie

1. gene flow
2. seksuele selectie (non-random mating)
3. kunstmatige selectie
4. founder effect
5. bottleneck effect
6. genetic drift

Gene flow

Seksuele selectie

Veranderingen in allelfrequenties als gevolg van migratie

Veranderingen in allelfrequenties als gevolg van specifieke partnerkeuze

Gene flow is de uitwisseling van genetisch materiaal tussen twee verschillende populaties. Gene flow is een belangrijk mechanisme voor het laten ontstaan en handhaven van genetische diversiteit. Migranten kunnen de verspreiding van genen tussen populaties veranderen, door de allelfrequenties te wijzigen

De natuurlijke selectie geeft organismen die vormen en vaardigheden die ze nodig hebben om zo goed mogelijk kunnen overleven in hun leefomgeving. Een andere sturende kracht in de vormgeving van de organismen is de seksuele selectie. Het is dan niet zozeer het milieu dat vormgeeft aan het organisme, maar vooral het vrouwtje, doordat ze valt op specifieke kenmerken van het mannetje. Bij seksuele selectie gaat het dus niet zozeer over eigenschappen om goed te kunnen overleven (Veiligheid, en Voedsel), maar om eigenschappen die ervoor zorgen dat je als man in de smaak valt bij de vrouwtjes en ervoor zorgen dat het mannetje zich zal voortplanten.

Founder (stichter) effect

Bottleneck effect

Veranderingen in allelfrequenties als gevolg stichten nieuwe populatie uit toevallige, niet gelijke allelfrequentie bij stichters

Veranderingen in allelfrequenties als gevolg achterblijvers na gebeurtenis met toevallige, niet gelijke allelfrequentie

Het 'foundereffect' en de 'bottleneck' zijn mechanismen die sterk met genetische drift gerelateerd zijn.

Bij het foundereffect heeft men een populatie waaruit zich een (klein) aantal leden verwijderen die zich op een andere, geïsoleerde plaats vestigen en vervolgens voortplanten. Door de combinatie van het feit dat de 'founders' door hun beperkte aantal over een kleiner aantal verschillende allelen beschikken dan de grote populatie waar ze van afkomstig zijn, en het effect van drift in de kleine populatie 'founders', kan na enkele generaties de genetische samenstelling van deze kolonisten grondig verschillend geworden zijn van de populatie in het 'moederland'. Voorbeelden hiervan vormen polydactylie bij de Amish en porfyrie bij Zuid-Afrikanen met Nederlandse voorouders. Beide genetisch bepaalde aandoeningen komen wereldwijd zeer zelden voor maar in de genoemde founder populaties ligt de frekwentie meer dan 1000 maal hoger.

Met de term genetische 'bottleneck' wordt een relatief abrupt voorval bedoeld waarbij meer dan de helft van een populatie of species sterft en een belangrijk deel van de genetische variatie in de populatie verdwijnt. Hoe kleiner het aantal overblijvers, hoe groter het effect op de reductie in genetische variatie. Wanneer in volgende generaties de populatie zich in aantal herstelt, zal de frequentie van de verschillende allelen significant afwijken van de populatie van vóór het bottleneck incident.

Een klassiek voorbeeld van een bottleneck wordt gevormd door de Noordelijke zeeolifant. Door intensieve jacht daalde de populatie tot 30 leden in 1890. Ondertussen is dankzij bescherming de populatie aangegroeid tot 100 000 dieren, doch deze vertoont veruit de kleinste genetische variatie van de hele familie van zeehondachtigen.

Kunstmatige selectie

Genetic drift

Veranderingen in allelfrequenties als gevolg van selectie op (door de mens) gewenste eigenschappen

Veranderingen in allelfrequenties als gevolg van willekeurige verschuivingen gebaseerd op toeval (hoofdzakelijk bij kleine populaties)

Bruine muizen overleven beter en planten vaker voor in een woestijnomgeving omdat lichtere muizen vaker door uilen worden gezien en gegeten.
Wie of wat zorgt hier voor selectiedruk?

1. predator
2. bodemsamenstelling
3. vachtkleur
4. seksuele voorkeuren

als er geen predator was was er een lage selectiedruk en zouden alle vachtkleuren overleven

Individuen ondergaan evolutie

1. True
2. False

gebeurt in populaties over lange periodes 

Een fenotype dat de overlevingskans van een organisme verbetert in een bepaalde omgeving noemen we een ...

1. selectie
2. adaptatie
3. soortvorming
4. uitsterving

dat bepaald fenotype is beter aangepast (geadapteerd) dan andere organismen

Natuurlijke selectie wordt het beste omschreven als:

1. een verandering in een organisme als gevolg van een bepaalde noodzaak
2. een proces van een nagenoeg continue verbetering, leidend tot een perfect organisme
3. verschillen in overlevingskansen als gevolg van een verschil in genetische eigenschappen.
4. overerving van eigenschappen die gedurende het leven zijn verkregen.

Een klein aantal herten verlaten hun eigen habitat
en komen in een nieuw perceel terecht waar nog geen herten hebben geleefd. Hun genenpool blijkt anders dan de oorspronkelijke populatie vanwege ...

1. Founder effect
2. Seksuele selectie
3. Natuurlijke selectie
4. Bottleneck effect

de founders gaan zich voortplanten met de oorspronkelijke hertenbewoners, als ze terugkeren naar hun eigen habitat is hun genenpool veranderd

500 jaar nadat deze herten een goed gedijende populatie hebben gevormd, migreren er een aantal terug naar hun oorspronkelijke habitat. In deze populatie verschuift de allelelfrequentie vanwege ...

1. Genetic drift
2. Founder effect
3. Bottleneck effect
4. Gene flow

Gene flow is de uitwisseling van genetisch materiaal tussen twee verschillende (naburige) populaties. 

Gele toekan vrouwtjes hebben een voorkeur voor mannetjes die dezelfde kleur hebben als zijzelf. De genenpool zal veranderen vanwege ...

1. Genetic drift
2. Seksuele selectie
3. Kunstmatige selectie
4. Gene flow

selectie obv seksuele aantrekking en niet obv de fitste 

Leerdoelen

• Je kan de oorzaken van evolutie herkennen en beschrijven
• Je kan de pijlers van het Darwinisme beschrijven 
• Je kan een 'Darwinantwoord' op een juiste en volledige wijze formuleren 
• Je kan beschrijven wat het gevolg van selectie is op de fenotypeverdeling
• Identify the difference between allopatric and sympatric speciation

Huiswerk

• Op BVJ online maak je de volgende opgaven van basisstof 4: 50 t/m 58