VL 4 Phänotypische Evolution & Genetische Drift Flashcards
Was ist direktionale Selektion? Nennen sie ein Beispiel
Direktionale Selektion ist ein Evolutionsmechanismus, bei dem eine bestimmte Variante eines Merkmals in einer Population bevorzugt wird, während andere Varianten benachteiligt werden. Das führt dazu, dass die Häufigkeit des bevorzugten Merkmals in der Population im Laufe der Zeit zunimmt. Es ist wichtig zu beachten, dass direktionale Selektion nur eine Richtung der Merkmalsvariation begünstigt und nicht unbedingt zu einer endgültigen Fixierung eines Allels führt.
Beispiel: Wenn sich die Umgebung kälter wird, könnte direktionale Selektion zu einer Zunahme der Felllänge bei einer Tierpopulation führen, da Individuen mit längeren Fellen besser an die kalten Bedingungen angepasst sind und somit eine höhere Fitness haben.
Relative Fitness (Präferenz durch Weibchen) oranger Färbung bei männlichen Guppies (β=Selektionsgradient) (Beispiel aus VL)
Was ist „standing genetic variation“? Welche Bedeutung hat sie bei Umweltveränderungen
“Standing genetic variation” spielt eine entscheidende Rolle bei der Anpassung von Populationen an veränderte Umweltbedingungen. Wenn sich die Umwelt ändert und neue Selektionsdrücke auftreten, kann die bereits vorhandene genetische Vielfalt es ermöglichen, dass einige Individuen besser an die neuen Bedingungen angepasst sind als andere. Diese besser angepassten Individuen haben eine höhere Fitness und eine größere Wahrscheinlichkeit, ihre Gene in die nächste Generation weiterzugeben, was zu einer Anpassung der Population an die neue Umwelt führt.e.
Entwickeln Sie ein Szenario, wie eine Bakterienpopulation eine Antibiotikumresistenz evolviert. Verwenden Sie dabei die Begriffe „harte Selektion“, „standing genetic variation“ und „Anpassung“.
Angenommen, eine Population von Bakterien ist einer Umgebung mit einem Antibiotikum ausgesetzt. Zu Beginn gibt es eine gewisse “standing genetic variation” in der Population, die einige Individuen resistenter gegen das Antibiotikum macht als andere. Die Resistenz ist jedoch in einem geringen Anteil der Population vorhanden.
Harte Selektion: Die Behandlung mit dem Antibiotikum wirkt als harte Selektion, bei der die resistenten Bakterien einen Überlebensvorteil gegenüber den nicht-resistenten Bakterien haben. Die resistenten Bakterien können sich fortpflanzen und überleben, während die empfindlichen Bakterien abgetötet werden.
Anpassung: Da die resistenten Bakterien überleben und sich vermehren, steigt ihre Häufigkeit in der Population. Die Population entwickelt sich im Laufe der Zeit hin zu einer größeren Resistenz gegen das Antibiotikum.
Standing genetic variation: Die ursprüngliche Resistenz-Variation, die bereits in der Population vorhanden war, bildet die Grundlage für die Anpassung an das Antibiotikum.
Im Laufe der Zeit könnte sich die Population stark an das Antibiotikum anpassen, und die Anzahl der resistenten Bakterien steigt drastisch an.
Was ist genetische Drift? Wie wirkt sie sich in Populationen unterschiedlicher Größe aus?
Genetische Drift bezieht sich auf zufällige Veränderungen der Genfrequenzen in einer Population im Laufe der Zeit. Diese Veränderungen sind nicht das Ergebnis von Anpassung oder Selektion, sondern treten aufgrund von zufälligen Ereignissen auf, insbesondere in kleinen Populationen.
Auswirkungen in Populationen unterschiedlicher Größe:
* In kleinen Populationen ist die genetische Drift stärker, da zufällige Ereignisse einen größeren Einfluss auf die Genfrequenzen haben.
* In großen Populationen hingegen ist die genetische Drift schwächer, da zufällige Ereignisse einen geringeren Einfluss haben und die genetische Variation durch natürliche Selektion eher stabilisiert wird
Worauf deutet eine dN/dS-Rate>1 hin ?
Die dN/dS-Rate ist ein Maß für die evolutionäre Selektion auf Proteinebene.
Wenn dN/dS > 1 ist, bedeutet dies, dass die Rate der nicht-synonymen (Aminosäure-ändernden) Mutationen größer ist als die Rate der synony-men (Aminosäure-erhaltenden) Mutationen in einem Gen.
dN/dS-Rate>1 -> die nicht-synonymen Mutationen in einem Gen überwiegen -> positive Selektion
Positive Selektion
bestimmte Varianten des Gens bieten eine evolutionäre Anpassung und haben eine höhere Fitness. Solche Varianten könnten sich daher in Populationen aufgrund ihrer Vorteile durch natürliche Selektion schneller ausbreiten.
