VL 5 Evolution und Geographie, Arten und Artbildung Flashcards
Wie ist der Fixationskoeffizient (Fst) definiert? Was misst er?
- ein statistisches Maß, das den Grad der genetischen Differenzierung in der gesamten Population misst
- quantifiziert, wie viel genetische Variation aufgrund der Untergruppenbildung (Subpopulationen) in einer Gesamtpopulation vorhanden ist.
- für zwei zufällig aus einer Subpopulation gegriffenen Allele, bezogen auf alle Allele des gesamten Genpools
- kann Werte von -1 bis 1 annehmen
- wobei Werte unter 0 bedeuten: Vermeidung von Paarung mit genetisch gleichen Individuen; Wert über 0 bedeutet: Überschuss an Homozygoten durch Paarung verwandter Individuuen -> in kleinen Populationen zwangsläufig
Beschreiben Sie den Zusammenhang zwischen FST und Genfluss
Der FST-Wert ist bedeutend bei der indirekten Schätzung des Genflusses zwischen Populationen, da man aus dem FST-Wert die Anzahl abwandernder Individuen pro Generation abschätzen kann. Dabei können nur die genetisch erfolgreichen Migrationen nachgewiesen werden.
Genfluss: Dispersal zwischen Populationen, einwandernde Individuen tragen zum lokalen Genpool bei
- bei starkem Genfluss wird FST kleiner
- bei geringerem Genfluss ist FST größer
Welche Vor-/Nachteile kann Dispersal haben?
Dispersal: Ortsveränderung mit Fortpflanzung am neuen Ort
Vorteile
1. Vermeidung von Überbevölkerung: Dispersal kann dazu beitragen, dass Individuen neue Lebensräume besiedeln, um den Druck auf die Ressourcen in der ursprünglichen Population zu reduzieren.
2. Genetische Vielfalt:Durch Dispersal können Gene zwischen Populationen ausgetauscht werden, was zu einer Erhöhung der genetischen Vielfalt und Anpassungsfähigkeit führt.
3. Kolonisation neuer Lebensräume: Dispersal ermöglicht es Individuen, neue Gebiete zu kolonisieren und so das Verbreitungsgebiet der Art zu erweitern.
Nachteile:
1. Risiko und Energieaufwand: Dispersal kann gefährlich sein und erfordert häufig einen hohen Energieaufwand, insbesondere wenn die Entfernungen zwischen Lebensräumen groß sind.
2. Ungünstige Bedingungen: Individuen, die sich in neue Lebensräume begeben, können mit ungewohnten Umweltbedingungen konfrontiert sein, die für sie ungünstig sein könnten.
Nennen Sie reproduktive Isolationsmechanismen
Reproduktive Isolationsmechanismen sind Barrieren, die die Fortpflanzung zwischen verschiedenen Populationen oder Arten verhindern oder einschränken. Sie können in prä-zygotische (vor der Bildung der Zygoten) und post-zygotische (nach der Bildung der Zygoten) Isolationsmechanismen unterteilt werden.
Prä-zygotische Isolationsmechanismen:
1. geographische, ökologische oder saisonale Isolation: Potenzielle Geschlechtspartner treffen sich nicht/ haben unterschiedliche Fortpflanzungszeiten
2. Verhaltensisolierung/ ethologische Isolation: Unterschiede in Verhaltensmustern oder Balzritualen führen dazu, dass Individuen anderer Populationen nicht als potenzielle Paarungspartner erkannt werden.
4. Mechanische Isolation: Anatomische Unterschiede verhindern die erfolgreiche Paarung z.B. Penismorphologie bei Libellen
5. Gametische Inkompatibilität: Spermien werden übertragen, aber Zygote nicht befruchtet
Post-zygotische Isolationsmechanismen:
sind erst nach der Befruchtung wirksam. Sie verhindern, dass sich lebensfähige oder fruchtbare Nachkommen entwickeln.
1. Hybride sind schlechter angepasst (geringere Fitness)
2. Hybride haben erhöhte Mortalität
3. Hybride haben reduzierte Fruchtbarkeit
4. Hybride haben reduzierte Fortpflanzungschancen
Nennen Sie Mechanismen, die zu genetischer Inkompatibilität führen können
Dobhansky-Muller-Inkomparabilität
* Zwei Loci A und B, ancestarle Allele A1 und B1
* Art spaltet sich auf
* In einer Linie wird die Mutante A2 (Locus1) fixiert, in der aderen B2 (Locus 2)
* Innerhalb der Arten treffen A2 und B2 niemlas aufeinander
* Beim Aufeinandertreffen in Hybriden sind A2 und B2 inkompatibel und reduziern Fitness
Haldane-Regel
* bei Hybriden häufig heterogametisches Geschlecht steril (da nur X bzw. W-Chromosom einer Art vorhanden)
Was ist Reinforcement?
Reinforcement: Evolution präzygotischer Isolation aufgrund postzygotischer Isolation
Wenn Hybride zwischen den Populationen eine geringere Fitness haben als die reinrassigen Individuen, wird die Selektion gegen die Bildung von Hybriden verstärkt. Dies geschieht, um die genetische Trennung zwischen den Populationen zu fördern und die Reproduktive Isolation zu verstärken.
z.B.
Zwei amerikanische Phlox-Arten sind parapatrisch verbreitet.
* Im allopatrischen (nichtüberlappenden) Teil der Verbreitung haben beide hellblaue Blüten.
* Hybridfitness gering.
* Im Überlappungsbereich bildet
eine Art dunkelrote Blüten. => Hybridisierung ist seltener.
Warum ist sympatrische Artbildung weniger wahrscheinlich? Was ist ökologische Artbildung?
Sympatrische Artbildung ist die Bildung neuer Arten innerhalb desselben geografischen Gebiets, ohne dass eine geografische Isolation vorliegt -> weniger wahrscheinlich als allopatrische Artbildung, bei der die geografische Isolation eine wichtige Rolle spielt. Der Grund dafür ist, dass in sympatrischen Populationen der Genfluss normalerweise hoch ist und genetische Barrieren zwischen den Populationen schwerer zu entwickeln sind.
(Hypothetisches Beispiel: verschiedene Schnabelformen sind adaptiv, Hybride sind gegenselektiert; Partnerwahl erfolgt nach Farbe.- Artbildung in Sympatrie nur möglich, wenn Koppelungsungleichgewicht zwischen Loci für Schnabelform
und Farbe)
Ökologische Artbildung ist ein Konzept, das in Bezug auf sympatrische Artbildung diskutiert wird. Es bezieht sich darauf, dass die Evolution von Reproduktionsbarrieren zwischen Populationen durch die Nutzung unterschiedlicher ökologischer Nischen oder Ressourcen in derselben geografischen Region begünstigt wird. Wenn Populationen verschiedene Lebensräume oder Ressourcen nutzen, könnten sich präzygotische Isolationsmechanismen entwickeln, die eine Kreuzung zwischen den Populationen erschweren und zur Bildung neuer Arten führen könnten. Jedoch sind solche Fälle eher selten und die genauen Mechanismen der sympatrischen Artbildung sind noch nicht vollständig geklärt.
(z.B. Fruchtfliegenexperiment: Maltose vs. Stärke-adaptiert. Paaren sich seltener)
Was ist ein „Magic Trait“? Nennen Sie ein Beispiel.
Ein “Magic Trait” ist ein Merkmal, das eine Vielzahl von Auswirkungen auf die Überlebens- und Fortpflanzungschancen eines Individuums oder einer Art hat.
Ein einzelnes Merkmal, welches sowohl einer divergenten Selektion alsauch einer sexuellen Selektion durch phänotypbasierte assortative Paarung unterliegt.
Ein Beispiel für ein “Magic Trait” könnte das Fellmuster eines Raubtieres sein, das sowohl bei der Tarnung und Jagd als auch bei der Vermeidung von Feinden eine Rolle spielt. Es könnte auch die Reproduktionsfähigkeit beeinflussen, da Tiere mit einem erfolgreichen Tarnungsmuster möglicherweise besser in der Lage sind, Partner anzulocken oder Rivalen abzuschrecken.
Fliegen der Gattung Rhagoletis fressen auf verschiedenen Pflanzen (Weißdorn oder Apfel) und pflanzen sich dort auch fort.
Besonders große genetische Unterschiede finden sich an einigen Loci (grün)
=> Diese Loci (oder damit gekoppelt vererbte) kodieren vermutlich mit der Nahrungspräferenz (Beispiel VL)
