4. Mikroevoluutio perustuu muunteluun, luonnonvalintaan ja sattumaan Flashcards
Mitä evoluutiolla tarkoitetaan, mihin se jaetaan, mitä evoluutio on mahdollistanut?
Evoluutiolla tarkoitetaan lajinkehitystä, jossa eliölajit muuttuvat ja sopeutuvat muuttuviin ympäristöoloihin.
Evoluutio jaetaan mikro- ja makroevoluutioon. Mikroevoluutio tarkoittaa lajinsisäistä kehitystä, jossa eliölajin yksilöiden ominaisuudet muuttuvat sopeutumaan muuttuvaan ympäristöön vähitellen. Makroevoluutio tarkoittaa, että tietyissä olosuhteissa populaatioista voi syntyä kokonaan uusia lajeja.
Kaikki nykyiset ja toisaalta jo sukupuuttoon kuolleet eliölajit ovat kehittyneet evoluution seurauksena. Toisin sanoen evoluutio on luonut maapallolle nykyisen biodiversiteetin eli luonnon monimuotoisuuden ja jatkaa sen kehittämistä edelleen. Evoluutio alkoi elämän syntyessä maapallolle ja mahdollistaa nykyään eri lajien elämisen erilaisiin elinympäristöihin sopeutuneena ympäri maailmaa.
Mitä tarkoitetaan lajin sisäisellä muuntelulla? Mitä hyötyä siitä on?
Lajin yksilöt pystyvät lisääntymään luonnossa keskenään ja tuottamaan lisääntymiskelpoisia jälkeläisiä, mutta ne eroavat toisistaan silti perimältään. Tätä kutsutaan lajin sisäiseksi muunteluksi. Muuntelu voi olla ympäristön aiheuttamaa tai perinnöllistä.
Muuntelu mahdollistaa eliölajin sopeutumisen muuttuviin ympäristöoloihin. Olosuhteiden muuttuessa niihin parhaiten sopeutuvat yksilöt menestyvät, ja näin laji kehittyy jatkuvasti.
Mitä risteytymisellä tarkoitetaan? Miten sen yleisyys huomattiin, mikä tekee siitä todennäköisempää?
Kun lajinmäärityksessä alettiin käyttää geenitutkimusmenetelmiä, huomattiin sukulaislajien välisten risteymien olevan yllättävän yleisiä. Risteytymisessä sukulaislajien yksilöt parittelevat keskenään ja saavat usein jopa lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä.
Risteytymisen todennäköisyys kasvaa, kun yksilöiden edustamat lajit ovat mahdollisimman läheistä sukua toisilleen, ja niiden erkaantumisesta yhteisestä kantalajista on kulunut mahdollisimman vähän aikaa.
Esimerkiksi kanalinnut risteytyvät usein samanlaisten kromosomien ja pariutumiskäyttäytymisen vaikutuksesta.
Mikä on populaatio? Mistä se muodostuu? Mikä on alleelivarasto ja mitkä tekijät vaikuttavat sen muuttumiseen?
Lajit elävät luonnossa populaatioina. Populaatiolla tarkoitetaan tietyssä paikassa tiettynä aikana elävää saman lajin yksilöiden muodostamaa joukkoa, jonka yksilöt ovat lisääntymiskykyisiä keskenään. Populaatio muodostuu siis saman lajin yksilöistä, joista jokaisella on hieman toisistaan poikkeava perimä. Näin populaatio muodostaa niin sanotun alleelivaraston. Se muuttuu esimerkiksi muuttoliikkeiden, suvullisen lisääntymisen tai mutaatioiden vaikutuksesta.
Mitä ovat mutaatiot? Entä miten ne muodostavat alleeleja ja mihin ne vaikuttavat?
Osa saman lajin yksilöiden ja populaatioiden välisistä eroista on seurausta perintötekijöiden rakenteellisista muutoksista eli mutaatioista. Populaation ja evoluution kannalta tärkein muuntelua aiheuttava tekijä on geenimutaatiot eli geenin rakenteen pysyvä muuttuminen. Geenimutaatiot synnyttävät alleeleja, eli saman geenin eri muotoja. Alleelit vaikuttavat esimerkiksi yksilön käyttäytymiseen, rakenteeseen ja elintoimintoihin.
Miksi geenimutaatiot ovat evoluutiolle välttämättömiä?
Geenimutaatiot ovat evoluutiolle välttämättömiä, sillä niiden seurauksena populaatioihin muodostuu uusia fenotyyppejä. Fenotyyppi tarkoittaa sitä, miten alleelit ilmenevät yksilössä. Nämä uudet fenotyypit voivat parantaa esimerkiksi eliön sopeutumista muuttuviin ympäristöoloihin.
Lisäksi geenimutaatiot voivat vaikuttaa elintoimintoihin, kuten tehostamalla hapen kuljetusta veressä. Tämä on ollut yksi tekijä vaikuttamassa tasalämpöisyyden kehittymiseen.
Mitä vaikutuksia mutaatioilla on yksilöille?
Pieni osa mutaatioista on sellaisia, joista on jotain hyötyä yksilölle. Osa mutaatioista on puolestaan sellaisia, joilla ei ole mitään vaikutuksia yksittäisen eliön ominaisuuksiin. Osa uusista alleeleista toisaalta karsiutuu hyvin nopeasti pois joko sattumalta tai haitallisuutensa vuoksi.
Joskus mutaation aiheuttama muutos eliön ominaisuuksissa edesauttaa tämän sopeutumista elinympäristöönsä. Nämö yksilöt lisääntyvät muita paremmin ja alleeli yleistyy populaatiossa. Populaation yksilöissä säilyy kuitenkin myös neutraaleja ja haitallisia mutaatio ns “varastossa” elinolojen muuttumisen varalta.
Millaista perinnöllinen muuntelu on suvullisessa lisääntymisessä?
Suvullisessa lisääntymisessä perinnöllistä muuntelua aiheuttavat mutaatiot, sekä uudet alleeliyhdistelmät. Mutaation aikaansaama uusi alleeli voi siirtyä seuraavalle sukupolvelle ainoastaan silloin, jos mutaatio on tapahtunut sukusolussa tai sen kantasolussa. Muutoin alleeli vaikuttaa vain kyseiseen yksilöön ja katoaa sen kuollessa.
Jälkeläinen perii geeninsä vanhemmiltaan ja sen perimä on ydistelmä vanhempiensa alleeleja. Tämän vuoksi jokainen syntyvä yksilö on erilainen –> merkittävä asia lajinkehityksen kannalta.
Millaista perinnöllinen muuntelu on suvuttomassa lisääntymisessä? Miten se vaikuttaa lajien sopeutumiseen?
Suvuttomassa lisääntymisessä ainoa perinnöllistä muuntelua aiheuttava tekijä on mutaatiot. Suvuttoman lisääntymisen seurauksena syntyneet jälkeläiset ovat usein samanlaisia kuin emoyksilönsä -> ne poikkeavat perimältään ainoastaan jos yksilössä tapahtuu mutaatioita.
Tämän vuoksi suvuttoman lisääntymisen populaatiot ovat hyvin haavoittuvaisia ympäristön muutoksille. Ne eivät pysty sopeutumaan muuttuvan ympärisön olosuhteisiin ollessaan kaikki samanlaisia, jolloin koko populaatiota uhkaa tuho.
Mitä tarkoittaa muovautumismuuntelu? Mitä etuja siitä on?
Kaikki eliölajin yksilöiden väliset erot eivät johdu perimästä, vaan voivat olla myös ympäristön aiheuttamia. Tätä ympäristön aikaansaamaa muuntelua kutsutaan muovautumismuunteluksi. Sen vaikutuksesta perimältään samanlaiset yksilöt voivat kehittyä hyvinkin toisistaan poikkeaviksi ympäristötekijöiden erilaisuudesta johtuen.
Muovautumismuuntelu estää eliölajien sukupuuttoon kuolemista ja antaa aikaa perinnölliselle sopeutumiselle muuttuviin ympäristön olosuhteisiin. Epäedullisissa ja muuttuvissa olosuhteissa eliöyksilöt kykenevät silti elämään ja lisääntymään muovautumismuuntelun ansiosta.
Mitä tarkoitetaan luonnonvalinnalla? Mihin se vaikuttaa vähitellen?
Populaatioissa esiintyy luonnossa kilpailua yksilöiden välillä, sillä niiden lisääntyminen on nopeaa. Kilpailua aiheutuu erityisesti silloin, jos populaation tiheys on suuri = elintil,a ravinto, lisääntymiskumppanit. Kilpailussa parhaiten menestyy yksilöt, joiden fenotyyppi sopeutuu parhaiten juuri sen hetkiseen ympäristöön ja olosuhteisiin. Näin menestyvät yksilöt alkavat yleistyä populaatiossa ja huonommin menestyvät puolestaan karsiutua pois. Tätä kutsutaan luonnonvalinnaksi.
Luonnonvalinnan seurauksena alleelien lukusuhteet populaatioissa muuttuvat vähitellen. Se johtuu siitä, että kilpailuissa parhaiten menestyvät yksilöt saavat enemmän lisääntymiskelpoisia jälkeläisiä kuin muut. Luonnonvalinta suosii alleeleja, jotka lisäävät yksilöiden kelpoisuutta eli fitnessiä -> suurin mahdollisuus elää lisääntymisikään asti ja saada eniten lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä.
Mitä seksuaalivalinnalla tarkoitetaan?
Eläimille on kehittynyt erikoisia käytösmalleja ja rakenteita vastakkaisen sukupuolen kiinnostksen herättämiseksi. Vastakkaiseen sukupuoleen liittyviä valintapaineita kutsutaan seksuaalivalinnaksi.
Koiraiden menestymiseen vaikuttaa onnistuneet soidinmenot ja näyttävät asut. Naarailla puolestaan vaatimaton ja ympäristöön sulautuva väritys on merkittävä haudonta-ajan petojen välttämistä varten.
Mitä ristikkäinen valintapaine tarkoittaa?
Yksilön kelpoisuuteen vaikuttaa monet tekijät yhtä aikaa ja samaan ominaisuuteen voi kohdistua erilaisia valintapaineita. Tätä kutsutaan ristikkäiseksi valintapaineeksi.
Esimerkiksi gebardien pitkät raajat lisäävät juoksunopeutta ja tekee niistä siten parempia saalistajia, mutta raajojen pituus suurissa nopeuksissa lisää merkittävästi luiden murtumisriskiä -> toimii vain tiettyyn pisteeseen asti valintaperiaatteena.
Mitä tarkoittaa valintapaine? Miten se liittyy koevoluutioon?
Populaatioiden tulee sopeutua juuri senhetkisiin elottoman ja elollisen luonnon olosuhteisiin. Niiden muuttuessa osa yksilöistä selviää toisia paremmin. Valintapaine tarkoittaa tekijää, joka suosii tietynlaisia yksilöitä niiden kelpoisuutensa vuoksi. Valintapaineita saattavat aiheuttaa esimerkiksi ilmastonmuutos, lajien levittäytyminen uusille alueille -> lisääntynyt kilpailu, saalistajien lisääntynyt määrä tai jokin tauti.
Valintapaineina saattavat toimia myös lajien väliset suhteet (kolibri ja kukka, pedot ja saaliseläimet…). Tällainen kahden tai useamman lajin toisistaan riippuvainen evoluutio on nimeltään koevoluutio eli rinnakkaisevoluutio.
Millainen luonnonvalinta on vaihtelevissa olosuhteissa?
Ympäristöolojen muutokset johtavat siihen, ettei keskivertoyksilöt enää menestykään parhaiten. Tällöin luonnonvalinta muuttuu suuntaavaksi. Se tarkoittaa, että luonnonvalinta suosii jomman kumman ääripään ykislöitä karsien muita voimakkaasti pois. Suuntaava luonnonvalinta muuttaa populaaton alleelikoostumusta lisäten aiemmin harvinaisia fenotyyppejä.
