EVOLUTIONSBIOLOGIE at Universität Regensburg

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Evolutionsstabile Strategie


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• Anhäufung von Mutationen

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Hypothese: Sex als Strategie eines egoistischen Gens?

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Evolutionäre Spieltheorie

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Evolution der Vielzelligkeit

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Arbeitsteilung zwischen Keimbahn und Soma wird möglich

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Kontinuierliche Variabilität:

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QTL-Analyse des Stechverhaltens von Honigbienen 

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Gen zentriertes Evolutionsverständnis - Hamilton


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Indirekter reziproker Altruismus

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Evolution der Gehirngröße

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• Theorie der freien Radikale

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EVOLUTIONSBIOLOGIE

Evolutionsstabile Strategie


Gefangenendilemma

„Tit-for-tat“ ist

„nett“: verpfeift nicht bevor es der andere tut.

„übt Vergeltung“: verpfeift nachdem verpfiffen wurde

„vergibt“: geht zur Kooperation über, wenn der Partner kooperiert

„nicht neidisch“: versucht nicht, mehr zu gewinnen als der Partner

→ „generous TfT“ und „Pavlov“ (win-stay, lose-shift) – andere Strategien

sind sogar noch besser – erkannte man später

EVOLUTIONSBIOLOGIE

• Anhäufung von Mutationen

– Geht von einer Anhäufung von Mutationenin somatischen Zellen aus und dadurch kommt es zu Fehlern in transkription und translation und letztendlich sterben die Zellen ab, was schlussendlich zum Tot des Organismus führt Ansammlung somatischer Mutationen, „defekter“ Proteine Aber: Fehlerrate scheint nicht mit dem Alter anzusteigen – Keine gute Evidenz → Es gibt Hinweise auf sehr gute Reparaturmechanismen, die solche Schäden ausgleichen... dass Schädigungen zum Altern führen können, zeigt sich aber bei einem bestimmten Krankheitsbild... Cockayne Syndrom:

Mutationen in Genen, deren produkte an der DNA-Reperatur beteiligt sind

Auftretende Schädigungen werden also nicht behoben → Progerie =

vorzeitiges altern

EVOLUTIONSBIOLOGIE

Hypothese: Sex als Strategie eines egoistischen Gens?

- von dem nur das egoistische Gen selbst was hat, der Organismus aber zumindest am Anfang kein Vorteil bekommt

•Gram-negative Bakterien bilden unter Kontrolle des Sex-faktors (der auf einem Plasmid liegt) fädige Proteinröhrchen für die Kontaktherstellung bei der Konjugation von F+- (besitz ein solches plasmid) und F—Zellen (kein Plasmid)

• Dabei wird der Sexfaktor der F+ - auf die F- -Zelle übertragen

EVOLUTIONSBIOLOGIE

Evolutionäre Spieltheorie

Individuen A und B können in einer Interaktion entweder die Strategie ,,Stein“ oder die Strategie ,,Papier“ einsetzen

EVOLUTIONSBIOLOGIE

Evolution der Vielzelligkeit

→ Einzelne Zellen geben hier ihre Autonomie auf. Eng verbunden mit der Evolution der Vielzelligkeit ist auch die Differenzierung der Zellen...

EVOLUTIONSBIOLOGIE

Arbeitsteilung zwischen Keimbahn und Soma wird möglich

→ Die Keimbahnzellen produzieren Gameten und somit übertragen sie die genomische Information des Organismus in die nächste Generation. Die Keimbahnzellen enthalten somit unsterbliche genetische Information..

→ Bei den Somazellen ist dies anders. Sie sterben irgendwann ab, ohne ihre Information weiter gegeben zu haben

EVOLUTIONSBIOLOGIE

Kontinuierliche Variabilität:

Häufigkeitsverteilung von Phänotypen denen ein diallelischer Locus (Locus mit zwei Allelen, A und a) zugrunde liegt, p= q = 0.5 (Allele sind in der population gleich häufig)

Annahme: Additivität (Keine Dominanzverhältnisse)

EVOLUTIONSBIOLOGIE

QTL-Analyse des Stechverhaltens von Honigbienen 

Sting-2 auf Chromosom 3 als einer von mehreren möglichen QTLs → Eine Variabilität im Phänotyp. Man untersucht jetzt sehr viele hoch variable genetische Marker → man bestimmt den Genotyp und sucht gerade die genetischen Marker aus, die am besten vom Genotyp her mit dem Phänotyp harmonieren. → Welche Gene beeinflussen das Stechverhalten? - Nachweis von genetischen Verbindungen

EVOLUTIONSBIOLOGIE

Gen zentriertes Evolutionsverständnis - Hamilton


Gen zentriertes Evolutionsverständnis Anzahl der Kopien wird erhöht über

• Direkte Nachkommen und/oder

• zusätzliche Nachkommen Verwandter

C < r * B -Hamilton

EVOLUTIONSBIOLOGIE

Indirekter reziproker Altruismus

– umfasst mehr Individuen

→ grün hilft orange, dann hilft lila grün und dann hilft orange lila usw.

→ Kann ein solch reziproker Altruismus denn stabil sein? Was verhindert, dass der Empfänger der Hilfe sich nicht aus dem Staub macht und die Hilfe nicht zurückzahlt

EVOLUTIONSBIOLOGIE

Evolution der Gehirngröße

– Machiavellische Intelligenz Gegenseitige Beobachtung in großen Gruppen


→ Gehirne wachsen mit der Gruppengröße

→ die größe des Menschlichen Gehirns ist wahrscheinlich an die Gruppengröße von um die 400 Individuen angepasst – Diese gruppengröße findet man in einfachen ethnischen Gruppen, Armee Einheiten und zahl an Freunden auf Facebook...

→ Kooperation in der menschlichen Gesellschaft ist also auch darauf zurück zu führen, dass wir uns dauernd gegenseitig beobachten

EVOLUTIONSBIOLOGIE

• Theorie der freien Radikale

→ Feststellung der Korrelation zwischen dem Körpergewicht und der Lebensdauer

und zwischen dem Grundumsatz und der Lebensdauer

→ Hoher Grundumsatz verkürzt die Lebensdauer

→ Kaloriereduzierte Nahrung verlängert das Leben

→ Worauf ist dieser Zusammenhang zurück zu führen?

→ In unserem Metabolismus entstehen in unseren Mitochondrien bei der Oxidativen Phosphorylierung → Sauerstofradikale

O(2)-, HO• , HOO•, H(2)O(2)

→ Schädigen Lipide, Proteine, DNA... können letztendlich zur Zerstörung von Zellen führen

Aber auch diese Schäden können repariert werden: Schutz durch Enzyme und Antioxidantien (SOD, Katalase, Glutathionperoxidase, Vit. C,E – über die Nahrung aufgenommen)

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