Эволюция
<<  Эволюция концепций классической школы Разложение природных органических полимеров  >>
Гомейозисная мутация у Drosophila (подавление активности гена
Гомейозисная мутация у Drosophila (подавление активности гена
Гомейозисная мутация у Drosophila (подавление активности гена
Гомейозисная мутация у Drosophila (подавление активности гена
Гомейозисная мутация у Drosophila (подавление активности гена
Гомейозисная мутация у Drosophila (подавление активности гена
Предполагаемая макроэволюционная роль гомейозисных мутаций - вклад
Предполагаемая макроэволюционная роль гомейозисных мутаций - вклад
Экспрессия консервативного гена Distall-less важна для образования
Экспрессия консервативного гена Distall-less важна для образования
Отсутствие экспрессии генов abd A и Ubx даёт возможность гену
Отсутствие экспрессии генов abd A и Ubx даёт возможность гену
Гомология путей спецификации нейральной эктодермы у дрозофилы и
Гомология путей спецификации нейральной эктодермы у дрозофилы и
Консерватизм сигнальной цепочки, передающей сигнал через
Консерватизм сигнальной цепочки, передающей сигнал через
Wnt-сигнальный каскад у различных организмов
Wnt-сигнальный каскад у различных организмов
Консерватизм BMP/Chordin -сигналинга и использование его в различных
Консерватизм BMP/Chordin -сигналинга и использование его в различных
Общие молекулярные основы процессов образования передне-задней оси
Общие молекулярные основы процессов образования передне-задней оси
Высокая гомология регуляторов, контролирующих формирование
Высокая гомология регуляторов, контролирующих формирование
Роль гомеотических генов в спецификации нервной системы вдоль
Роль гомеотических генов в спецификации нервной системы вдоль
. Сигнальная цепочка, действующая через Toll-рецептор, используется
. Сигнальная цепочка, действующая через Toll-рецептор, используется
Использование гомологичных компонентов сигнальной цепочки, включая ТФ:
Использование гомологичных компонентов сигнальной цепочки, включая ТФ:
Использование гомологичных компонентов сигнальной цепочки, включая ТФ:
Использование гомологичных компонентов сигнальной цепочки, включая ТФ:
Использование гомологичных компонентов сигнальной цепочки, включая ТФ:
Использование гомологичных компонентов сигнальной цепочки, включая ТФ:
Гетрохрония может быть объяснена мутациями в эндокринной системе
Гетрохрония может быть объяснена мутациями в эндокринной системе
Формирование различных видов хвостатых амфибий, вызванное блоком
Формирование различных видов хвостатых амфибий, вызванное блоком
Пример гетерохронии (прогенеза): образование конечности у саламандры
Пример гетерохронии (прогенеза): образование конечности у саламандры
Пример аллометрии (размеры формирующегося глаза относительно тела
Пример аллометрии (размеры формирующегося глаза относительно тела
Аллометрический рост закладок костей черепа кита приводит к отличию
Аллометрический рост закладок костей черепа кита приводит к отличию
Трансформации Д’Арси Томпсона
Трансформации Д’Арси Томпсона
Пример коопции (морфологической) формирование (в итоге 3-х) костей
Пример коопции (морфологической) формирование (в итоге 3-х) костей
Возможные одновременные мутации байндина и рецептора могут обеспечить
Возможные одновременные мутации байндина и рецептора могут обеспечить
Коэволюция генов байндина и рецептора может привести к репродуктивной
Коэволюция генов байндина и рецептора может привести к репродуктивной
Экспериментальные свидетельства существования морфогенетических
Экспериментальные свидетельства существования морфогенетических
Прохождение организмов позвоночного в развитии через филотипическую
Прохождение организмов позвоночного в развитии через филотипическую
Канализация развития - дополнительное ограничение, препятствующее
Канализация развития - дополнительное ограничение, препятствующее
Новый вариант эволюционного синтеза, объясняющий появление
Новый вариант эволюционного синтеза, объясняющий появление
Новый вариант эволюционного синтеза, объясняющий появление
Новый вариант эволюционного синтеза, объясняющий появление
Картинки из презентации «Эволюционная биология развития (EvoDevo) Роль процессов развития в эволюции» к уроку биологии на тему «Эволюция»

Автор: Perevozchikov. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока биологии, скачайте бесплатно презентацию «Эволюционная биология развития (EvoDevo) Роль процессов развития в эволюции.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 5776 КБ.

Эволюционная биология развития (EvoDevo) Роль процессов развития в эволюции

содержание презентации «Эволюционная биология развития (EvoDevo) Роль процессов развития в эволюции.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1Лекция 17 Эволюционная биология 21сигнальными цепочками представляют собой
развития (EvoDevo) Роль процессов развития случаи генной «коопции» (или
в эволюции. Новый синтез идей в понимании «рекрутизации»), то есть вовлечение
процессов микро- и макроэволюции . белковых продуктов экспрессии генов в
2Э. Геккель ( 1843-1919) и его значение новые морфогенетические процессы.
в создании EVO/DEVO. Тройной подход к 22. Сигнальная цепочка, действующая
созданию эволюционной биологии через Toll-рецептор, используется для
(палеонтологические, анатомические и запуска воспалительного ответа у
эмбриологические доказательства) Теория млекопитающих и для активации
происхождения многоклеточных (“гастрея”) антифунгального действия у взрослых мух.
Биогенетический закон Справедливая критика Гомологичные белки отмечены одинаковым
закона, вместе с тем, ведет к отрицанию цветом.
единообразия (морфологических) форм и 23Использование гомологичных компонентов
путей развития Что же лежит в основе сигнальной цепочки, включая ТФ:
эволюционной идеи (что её консолидирует)? гомологичные Dorsal/Dif /Relish, в
3Теория эволюции («современный иммунных реакциях у дрозофилы
синтез»), созданная к середине 20-го века (антифунгальный и антибактериальный
(Ф. Добжанский, Дж. Симпсон, Э. Майр, Н. ответы) и у человека (NF-kappaB).
Тимофеев-Ресовский и др.), базировалась в 24Развитие любого многоклеточного
основном на достижениях популяционной организма происходит путём создания
генетики, учитывающей мутации единичных наборов взаимодействующих между собой
генов, тестируемые у взрослых особей. Она конструкционных единиц - модулей.
могла объяснить лишь процессы Элементарные модули объединяются
микроэволюции, ведущие к видообразованию, иерархически в более крупные (сложные)
но не смогла найти механизмов модули: сообщества клеток - ткани - органы
макроэволюции, ведущих к крупным -надтканевые системы. Такие иерахически
перестройкам и к появлению крупных организованные (по принципу матрешки) и
таксонов - классов и типов. взаимодействующие между собой системы
Эмбриологические данные были вычеркнуты из называются интерактивные на каждом уровне
цепочки доказательств эволюции - генетиков модулярные порядки (множества), Dyke,
интересовали лишь конечные результаты 1988.
действия генов. 25Модулярность может рассматриваться как
4Эмбриологи в противоположность основной принцип эволюции Эволюция
генетикам-эволюционистам допускали организмов происходит за счёт мутаций
возможность эволюционно-крупных перестроек генов, приводящих к изменениям в контактах
в организмах в ходе развития (основываясь между модулями (реже в самих модулях) в
на данных палеонтологии и сравнительной виде: их диссоциации (пространственной или
морфологии) Пример –филэмбриогенетическая временной), дупликации (умножения с
гипотеза А. Н. Северцова Филэмбриогенез последующей дивергенцией) и коопции
(от греч. ph?lon = племя, род, вид и (рекрутизации) (вовлечения в другие ранее
эмбриогенез) -ФЭ, эволюционное изменение не свойственные этим модулям процессы),
хода индивидуального развития организмов. Raff, 1986.
Термин введён в 1910 Алексеем Николаевичем 26Примеры диссоциации - гетерохрония и
Северцовым. Основным положением теории ФЭ аллометрия.
является представление о первичности 27Гетрохрония может быть объяснена
онтогенетических изменений по отношению к мутациями в эндокринной системе Пример
филогенетическим (эволюционным) гетерохронии - неотения и индуцированный
изменениям; если бы не изменялся ход метаморфоз у аксолотля -Ambystoma
онтогенеза, то потомки не отличались бы от mexicanum (рост в воде с тироксином).
предков. Посредством ФЭ может изменяться 28Формирование различных видов хвостатых
ход онтогенеза как целостного организма, амфибий, вызванное блоком метаморфоза, на
так и отдельных органов, тканей и клеток. разных стадиях гормональной цепочки-
Путём ФЭ происходят филогенетические гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа.
изменения как взрослого организма, так и 29Пример гетерохронии (прогенеза):
промежуточных стадий его развития. образование конечности у саламандры
Существует несколько модусов (способов) Bolitoglossa occidentalis, дающей ей
ФЭ, важнейшими из них являются: анаболия возможность ползать по деревьям.
(надставка конечных стадий развития), 30Пример аллометрии (размеры
девиация (изменение на средних стадиях) и формирующегося глаза относительно тела
архаллаксис (изменение первичных зародыша на филотипической стадии у
зачатков). Т. о., модусы ФЭ различаются по позвоночных варьируют в у разных классов
времени возникновения и по характеру позвоночных).
эволюционных преобразований. Посредством 31Аллометрический рост закладок костей
модусов ФЭ может происходить как черепа кита приводит к отличию строения
прогрессивное развитие (путём усложнения черепа взрослого кита от черепа человека.
строения и функций организмов), так и 32Трансформации Д’Арси Томпсона.
регрессивное (путём упрощения строения и Изменения в направлении роста и клеточной
функций организмов вследствие пролиферации (линии координатной сетки) во
приспособления их к новым, менее время развития могут вызвать существенные
разнообразным условиям существования), сдвиги в фенотипе животных (в данном
например при паразитизме. Лит.: Северцов случае рыбок). Макромутации, вызывающие
А. Н., Собр. соч., т. 3, М. = Л., 1945, с. такого рода изменения, способны
361=452; т. 5, М. = Л., 1949, с. 372=456. продуцировать вариации видоспецифических,
5Вопросы макроэволюции с точки зрения а то и родоспецифических признаков,
теории «нового синтеза» не могли быть посредством, например, сдвигов в скорости
решены Вероятно, к крупным изменениям в митотического цикла A — Diodon, Б —
структуре и физиологии, совместимым с Scaurus, В — Pomacanthus, Г —
жизнью, организм может приспособиться лишь Orthagoriscus. Заменив координаты рисунка,
в процессе раннего развития. Генетические изображающего морскую рыбу Scaurus, на
основы: значительные перестройки могут изогнутую ортогональную систему, получим
вызываться хромосомными перестройками, изображение не очень отдаленного рода
мутациями генов-селекторов, высокой Pomacanthus, которое по отношению к
активностью траснпозонов и мутациями генов Scaurus вполне можно назвать счастливым
системного уровня организации и монстром Гольдшмидта. (Л. И. Корочкин,»
перестройки (гормональной, иммунной, Онтогенез, эволюция и гены» 2002).
нервной и др. систем, метаморфоза). 33Пример коопции (морфологической)
6Гомейозисная мутация у Drosophila формирование (в итоге 3-х) костей среднего
(подавление активности гена ultrabithorax) уха млекопитающего из костей нижней
приводит к образованию второй пары крыльев челюсти рептилии.
вместо жужжалец ( обратна предполагаемому 34Взаимодействие модулей и объединение
пути в эволюции насекомых). wildtype. их в модули более высокого порядка
Ultrabithorax. подразумевает, что их взаимодействие, в
7Предполагаемая макроэволюционная роль случае эволюционного изменения структуры
гомейозисных мутаций - вклад биологии одного модуля, будет приводить к
развития в эволюционную теорию. соответствующему изменению структуры
Однократная мутация одного или группы контактирующих с ним модулей. Это явление
Hom-C генов может привести к образованию называют cкоррелированной прогрессией
(утрате) пары крыльев или ножек. (correlated progression) (Thompson, 1988)
8Экспрессия консервативного гена НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ – ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ
Distall-less важна для образования ОБУСЛОВЛЕНО КОЭВОЛЮЦИЕЙ ГЕНОВ.
конечностей у насекомых, в том числе и для 35Возможные одновременные мутации
образования ложных ножек у личинки байндина и рецептора могут обеспечить
бабочки. образование двух видов из
9Отсутствие экспрессии генов abd A и близкородственных скрещивающихся популяций
Ubx даёт возможность гену Distall-less (репродуктивная изоляция)
экспрессироваться (маркировка красным Видоспецифическое связывание
цветом) в брюшных сегментах личинки акросомального отростка спермия с
бабочки и обусловливать формирование клеточной поверхностью яйца морского ежа
ложных ножек. Нарушение экспрессии abdA и определяется видоспецифическим узнаванием
Ubx в ряде мест на брюшных сегментах байндина своим рецептором.
критично для эволюции личиночных форм 36Коэволюция генов байндина и рецептора
высших насекомых. может привести к репродуктивной изоляции и
10НАЗРЕЛА НЕОБХОДИМОСТЬ НОВОГО «НОВОГО образованию двух видов морского ежа
СИНТЕЗА» ИДЕЙ ЭВОЛЮЦИИ, то есть теперь уже Strongylocentrotus.
новых подходов к эволюции с использованием 37Существует примерно 35 архетипов
данных геномики и протеомики, организации животных (в, основном,
эмбиогенетики, молекулярной биологии соответствующих порядку числа типов
развития и палеонтологии, биоинформатики и животных). Они отражают главные планы
других подходов. Часть идей нового синтеза строения всех многоклеточных животных
отражена в формирующейся новой науке : организмов, образовавшихся в раннем
Evolution and Development (Evo/Devo). Она кембрии. Вероятно, это максимальное число
может объяснить быстрое возникновение всех способных к возникновению путём
макро-инноваций. эволюции вариантов плана (baupl?ne)
11Макро-инновации (эволюционно новые организмов.
структуры) у позвоночных – это: головной 38Число форм всех возможных фенотипов
мозг, череп, сенсорные плакоды, нервный определяется рядом ограничений
гребень, челюсти, зубы, перья,внутренний (constraints) на пути эволюции, которые
скелет (на основе позвоночника), хвост делятся на: 1) физические, 2)
после аннального отверстия, у наземных морфогенетические 3) филетические.
–конечности, легкие и т.д. 39Физические ограничения диктуются
12Мутации, ведущие к крупным законами физики (диффузии, гидравлики,
перестройкам организма, могут затрагивать гравитации и т. д.) - нельзя иметь
гены, контролирующие узловые пути ранннего кругообразные конечности, так как по ним
развития (часто их регуляторные районы). невозможна циркуляция крови, не может быть
Число генов в геномах многоклеточных создан полутораметровый комар. Форму и
организмов хотя и может увеличиваться в размеры организма ограничивают свойства
эволюционом ряду от низших к высшим, но клеток (деление, рост, изменение формы,
всё же не настолько, чтобы объяснить все продукция матрикса, клеточная смерть)
эволюционные усложнения организации. Морфогенетические ограничения, которые
Вероятнее, что многие гены высших животных следуют из многочисленных наблюдений за
гомологичны генам низших и могут характером эволюции (например, конечности
контролировать сходные функции, приобретая позвоночных могут меняться в размерах в
одновременно и новые. Такие гены эволюции, но число отделов их составляющих
называются ортологичными. Гомологичные не меняется) Филетические
гены в геноме животных одного и того же (филогенетические) ограничения -
вида называются паралогичными. Главный представляют собой исторически сложившиеся
путь усложнения геномов - усложнение правила образование структур, учитывающие,
регуляторных механизмов экспрессии генов. что многие рудиментарные структуры (хорда
13ИННОВАЦИЯ – Важный новый у позвоночных, пронефрос у птиц)
таксономический признак, отсутствующий у необходимы для индукции используемых в
других групп животных (возможных дальнейшем структур, соответственно
родственников). Ортологичные гены, нервной системы и почки-метанефроса. Сюда
консервативные генетические каскады и же относятся запреты накладываемые
сигнальные цепочки могут быть филотипическими (ранними) стадиями у
задействованы на реализацию эволюционных организмов (фарингула у позвоночных),
инноваций (с помощью мутаций в характерные для всех организмов данного
регуляторных районах этих генов, ведущих к типа и следовательно, ограничивающие пути
приобретению или к утрате цис-элементов) – дальнейшего разнообразия.
Это явление называется коопцией. Коопция 40Экспериментальные свидетельства
подразумевает образование новой функции существования морфогенетических
путём совместного отбора уже существующих ограничений на развитие конечностей
исполнителей для выполнения новой функции. саламандр. Экспериментальное снижение
14Гомология путей спецификации числа клеток зачатка конечности приводит к
нейральной эктодермы у дрозофилы и уменьшению числа пальцев конечности.
позвоночных(Xenopus). Желтым и коричневым 41Прохождение организмов позвоночного в
цветом попарно отмечены ортологичные развитии через филотипическую стадию
факторы. Пронейральные гены: “фарингулы” в развитии накладывает
Achaete-Scute/ Mash1,2. Гомеотические гены ограничения на пути возможной эволюции,
-Hom/Hox, гомеобокс-содержащие гены возникающие за счёт изменений на более
Lim1,3, Isl/Lim1,3, Isl1,2. поздних стадиях - концепция «бутылочного
15Консерватизм сигнальной цепочки, горлышка».
передающей сигнал через тирозинкиназый 42Канализация развития - дополнительное
рецептор. ограничение, препятствующее возникновению
16Wnt-сигнальный каскад у различных новых фенотипов. Канализация - результат
организмов. генетической избыточности. К факторам,
17Консерватизм BMP/Chordin -сигналинга и стабилизирующим (канализирующим) развитие
использование его в различных и сдерживающим проявление мутаций,
формообразовательных процессах. относятся также гены стрессового ответа -
18Общие молекулярные основы процессов белков теплового шока-hsp. Канализацию
образования передне-задней оси можно ослабить, вызывая нарушения работы
негомологичных конечностей (крыльев) hsp90 (индукцией стресса, что отвлекает
курицы и дрозофилы. hsp90 на нейтрализацию последствий стресса
19Высокая гомология регуляторов, и вызывает проявление мутаций-слева)
контролирующих формирование негомологичных Справа -мухи гетерозиготы по hsp 83, при
структур: крыла курицы и дрозофилы. скрещивании их в популяции наблюдается
20Роль гомеотических генов в рост числа особей с мутациями глаз,
спецификации нервной системы вдоль выявляемых на фоне стресса).
передне-задней оси у билатерально 43Новый вариант эволюционного синтеза,
симметричных. Градиент ретиноевой кислоты объясняющий появление разнообразных форм
в передне-заднем направлении модифицирует организмов должен быть обусловлен вкладом
активность Hox-генов. в в эволюционную теорию результатов новой
21Примеры привлечения генов для науки - Evo-Devo - эволюционной биологии
выполнения новых функций Примеры развития.
выполнения новых функций протяженными
Эволюционная биология развития (EvoDevo) Роль процессов развития в эволюции.ppt
http://900igr.net/kartinka/biologija/evoljutsionnaja-biologija-razvitija-evodevo-rol-protsessov-razvitija-v-evoljutsii-160906.html
cсылка на страницу

Эволюционная биология развития (EvoDevo) Роль процессов развития в эволюции

другие презентации на тему «Эволюционная биология развития (EvoDevo) Роль процессов развития в эволюции»

«Эволюция биология» - Тип Моллюски. Животные: Учеб. Гемолимфа - вид крови? Тип Хордовые Класс Рептилии или Пресмыкающиеся. Транспортная. Инфузории. Тип Членистоногие Класс Насекомые. Клетки крови. Тип Кольчатые черви. Сформировать представления об эволюционном изменении органов кровообращения животных. Кровеносная система.

«Главные направления эволюции» - Главные направления эволюции органического мира. Дегенерация представляет собой эволюционные изменения, которые ведут к упрощению организации. Идиоадаптация представляет собой мелкие эволюционные изменения, которые способствуют приспособлению к определенным условиям среды обитания (частные приспособления).

«Учение об эволюции» - Наследственная изменчивость. Иерархичность таксонов. Причины и формы борьбы за существование. Параллелизм. Результат эволюции? Современная концепция вида. Биогенетический закон. Палеонтологические: ископаемые остатки; ископаемые переходные формы; филогенетические ряды. Рудиментарные органы – недоразвитые органы, утратившие своё значение в эволюции.

«Эволюционное учение» - Г) К. Тимирязев. В) направленное историческое развитие живой природы; Б) клеточных форм жизни; Основоположником эволюционной теории является: Г) раздел биологии, дающий описание всех существующих и вымерших организмов. А) искусственный отбор; Тестовые задания по главе. Начало биологической эволюции на Земле связывают с появлением:

«Эволюция человека биология» - Задания: а) Определите, какие предшественники человека перешли к наземному образу жизни и прямохождению? Цель: рассмотреть движущие силы антропогенеза: биологические и социальные. Какие изменения черепа связаны с появлением у человека второй сигнальной системы – речи? г) Сравните орудия труда антропоидов и гоминид.

Эволюция

21 презентация об эволюции
Урок

Биология

136 тем
Картинки
900igr.net > Презентации по биологии > Эволюция > Эволюционная биология развития (EvoDevo) Роль процессов развития в эволюции