Thema 2.1 Flashcards
Seksuele selectie
Het viel Darwin op dat een aantal dieren opvallende kenmerken hadden die niet te verklaren waren vanuit de natuurlijke selectie. De natuurlijke selectie zou eerder leiden tot een ontwikkeling in dezelfde richting door mannen en vrouwen van een soort, maar vaak zijn mannen groter en opvallender en vertonen ze meer risicovol gedrag. Het aantrekken van vrouwen heeft soms hoge kosten (bv meer tijd), maar levert wel een grotere kans op voortplanting. Darwin lanceerde daarom het begrip ‘seksuele selectie’ (survival of the sexiest). Dit is van toepassing op kenmerken die individuen voordelen geven bij toenadering van een partner. Hierbij is onderscheid
• Intraseksuele selectie: concurrentie tussen seksegenoten om toegang tot de andere sekse
• Interseksuele selectie: de ene sekse probeert indruk te maken op de andere sekse.
Runaway selection
(Ronald Fisher): een voor vrouwen aantrekkelijk kenmerk wijkt steeds verder af van het oorspronkelijke doel (overleven) en wordt uitsluitend voor de aantrekkelijkheid gekozen. Het kenmerk wordt steeds opvallender, omdat de vrouwelijke keuze telkens op diegene met het grootste/mooiste kenmerk valt. Voor Fisher was de aantrekkelijkheid van de man het belangrijkste genetisch materiaal wat hij te bieden heeft. Uiteindelijk stopt het overdrijven van een kenmerk, omdat de baten (partner) niet meer opwegen tegen de lasten (roofdieren). Natuurlijke selectie zal runaway selection dus in toom houden.
Parental investment
(Robert Trivers): seksuele selectie hangt samen met de investering die elke ouder doet in het grootbrengen van de nakomelingen. Dit begint al bij gameten -> mannen lage kosten voor produceren sperma, eicellen ‘kosten’ meer. Trivers ziet dit als reden waarom vrouwen kieskeurig zijn in hun keuze: hun investering is meestal het grootst. De belangrijkste aanleiding voor de rolverdeling zou de draagtijd in de baarmoeder zijn. Bij diersoorten waar het mannetje de eieren uitbroedt zie je het omgekeerde effect. De mannetjes zijn de kieskeurige partij en de vrouwtjes gaan met elkaar de competitie aan.
Handicap hypotheses
(Amotz Zahavi): mannen ontwikkelen ornamenten, niet om aantrekkelijk te zijn, maar om te demonstreren dat ze ondanks die handicap toch goed kunnen overleven.
Parasiet theorie
(Bill Hamilton en Marlene Zuk): mannelijke ornamenten tonen dat ze vrij zijn van parasieten. Parasieten veroorzaken meer sterfte dan roofdieren, dus als mannen met de minste parasieten de mooiste ornamenten hebben, worden ze wellicht door vrouwen gekozen om deze gezonde genen door te geven aan hun nakomelingen. Opdat vrouwen echt voordeel hebben bij die keuze is een voorwaarde dat de ornamenten ‘honest signallers’ zijn en dus werkelijk correleren met parasietresistentie.
Fisher vs Hamilton
Aantrekkelijkheid v.s. goede genen. Fishers hypothese ondersteund sensorische bias bij vrouwen: vrouwen besteden aandacht aan specifieke mannelijke kenmerken en deze aandacht is een erfenis van seksuele selectie. Ook de goeie-genen theorie kent ondersteunende onderzoeken: in tropische vogels is het aantal parasieten proportioneel aan de mate van ornamenten in mannen. Enkel de mannen die goed opgewassen zijn tegen parasieten slagen erin om mooie ornamenten te produceren. Het belangrijkste verschil tussen deze categorieën is dat bij de ‘sexy sons’ de ultimate functie louter de proximate aantrekkingskracht is, terwijl het bij ‘healthy offspring’ ook daadwerkelijk om een signaal van genetische superioriteit gaat. Van eigenschappen die geen andere functie hebben dan proximate aantrekkingskracht, is het dus onduidelijk hoe deze ooit hebben kunnen ontstaan. In die zin zijn de ‘healthy offspring’-hypothesen plausibeler.
Aseksuele voortplanting
Fission: aseksuele voortplanting bij ééncelligen. Dit gebeurd door celdeling.
Parthenogenese: aseksuele voortplanting bij meercelligen. Kan zelfs voorkomen bij
kippen en kalkoenen.
• Aseksuele voortplanting kan obligaat zijn (het kan niet anders, bv sommige vissen en hagedissen).
• Een soort kan zowel aseksueel als seksueel voortplanten (bvb bij bijen, wespen en mieren komen de vrouwtjes voort uit onbevruchte cellen en de mannetjes uit bevruchte cellen, dus de koningin gebruikt beide vormen in hetzelfde seizoen)
Kosten voor seksuele voortplanting
Seksuele voortplanting gaat gepaard met 3 soorten kosten
1. Kosten van meiose. Verdwijning van de helft van je genen.
2. De meeste mannetjes reproduceren helemaal niet en krijgen geen nakomelingen
3. De kosten van tijd en energie die aan hofmakerij en paren besteed wordt (kan ook besteed worden aan voeden en roofdieren ontwijken).
Voordelen van seks
Fisher (faster Evolution)
Muller’s Ratchet
Williams loterij
Bells Tabgled Bank theorie
Valen Red Queen Theory
Alle vijf de theorieën gaan uit van de redenering dat seksuele reproductie tot meer variatie leidt dan aseksuele reproductie. Deze hogere variatie stelt ons in staat om sneller te evolueren en daarmee het hoofd te bieden aan plotselinge veranderingen in de omgeving (Fisher), nadelige mutaties (Muller), onvoorspelbaarheid van de abiotische omgeving (Williams), competitie met andere soorten in de biotische omgeving (Bell) of parasieten (Van Valen). De kern van al deze ideeën is dat het evolutionair voordeel van seksuele reproductie zit in de grotere erfelijke variatie die het mogelijk maakt om ons sneller aan te passen.
Faster evolution (fisher)
Een seksueel voortplantend organisme moet twee keer zoveel nazaten krijgen om dezelfde hoeveelheid genen door te geven (dan aseksueel) maar populaties die zich seksueel voortplanten hebben het voordeel dat ze sneller kunnen evolueren in een snel veranderende omgeving
Muller’s Ratchet (Muller)
telkens wanneer in een aseksuele populatie een mutatie plaatsvindt, wordt die doorgegeven aan alle nakomelingen. Elke nieuwe mutatie wordt daaraan weer toegevoegd. Bij seksuele nakomelingen is gemiddeld slechts de helft ook belast met de mutatie. Als die dan ook nog eens seksueel minder succesvol is, sterft de mutatie op den duur uit.
Raffle analogy
(George Williams): loterij-analogie. Elke nakomeling heeft een eigen loterijnummer met een kans op winst bij een verandering van de omgeving. Dit leidt tot de voorspelling dat seks vaker voorkomt in veranderende omgevingen en aseksuele voortplanting vaker in
stabiele omgevingen. Kritiek: William kijkt teveel naar voorspelbaarheid van fysieke omgeving (niet-levend, abiotisch)
Tabgled bank theory
(Graham Bell): Voerde de analogie van de loterij verder door en keek naar het verschil tussen de abiotische (fysieke) omgeving en de biotische (levende) omgeving. Hij stelde dat competitie tussen levende organismen het grootst zou zijn wanneer de fysieke omgeving relatief stabiel is. Een stabiele omgeving bevoordeelt immers alle daarin levende organismen, waardoor zij vooral competitie van elkaar zullen ondervinden en niet van de omgeving zelf. De loterij van Williams zou dus vooral plaatsvinden in een stabiele omgeving waar de competitie tussen organismen het grootst is. Hij voorspelt dat een soort met de tijd continu verandert. Dit wordt echter niet onderschreven door fossiel bewijs! Soorten blijven honderden of duizenden generaties hetzelfde en veranderen dan plotseling.
Red Queen theory
(Leigh Van Valen): Gebaseerd op de gedachte dat parasieten en gastheren in een voortdurende strijd zijn verwikkeld. Dankzij hun korte levensduur en enorme aantallen, evolueren parasieten veel sneller dan hun gastheren -> in reactie daarop brengt de gastheer verschillende nakomelingen voort, zodat sommigen van hen weerstand zullen hebben tegen de parasieten.
Ultieme Red Queen test
De ultieme test voor de red queen theorie is het onderzoek naar organismen die zowel aseksueel als seksueel kunnen voortplanten. In een rustige omgeving (met veel parasieten) zou seksuele voortplanting vaker moeten voorkomen, in een veranderende omgeving (met minder parasieten) zou aseksuele voortplanting de voorkeur moeten krijgen. Curtis Lively onderzocht daarom waterslakken in Nieuw-Zeeland. In rustige meren was seks gebruikelijk, maar in stromen kwam aseksuele voortplanting vaker voor
