Micro – evolutie
1.Bronnen van fenotypische variatie
Adaptaties = kenmerken die geëvolueerd zijn omdat ze een of andere functie dienen die bijdraagt tot
de overleving of de reproductie. Dit gebeurt ten gevolge van natuurlijke selectie en genetische
variatie. Structuren die de overleving of reproductie bevoor delen.
Individuen kunnen van elkaar onderscheiden worden doordat ze verschillen in genotype en/of omdat
ze onder verschillende omgevingsinvloeden staan/stonde n. De belangrijkste bronnen van
fenotypische variatie zijn als volgt:
1. Verschil in genotype: verschil in DNA -sequentie van 1 of meer loci. Deze worden meestal door
beide gameten doorgegeven maar soms strikt paternaal/maternaal.
2. Verschillen in omgeving: fysiologische kenmerken en gedragingen worden hierdoor beïnvloed
3. Maternale en paternale effecten: sommige kenmerken van moeder of vader kunnen het
fenotype van nakomelingen beïnvloeden zonder dat hier genen mee gemoeid zijn. Paternale
effecten zijn zeldzamer maar we kunnen ze wel terug verwachten bij organismen waarbij de
vader een belangrijke rol heeft in de opvoeding.
o Bv.: de hoeveelheid dooier bij een hagedis bepaalt de lichaamsgrootte van een juveniel
o Bv.: leeftijd van de moeder bij mens beïnvloed de kans op genetische aandoeningen
4. Congenitale verschillen (aangeboren): hebben genetische oorsprong + non genetische,
maternale of omgevingsinvloeden kunnen ook een ingewerkt hebben tijdens de embryonale
ontwikkeling
2.Relatie tussen genotype en fenotype
Monogenische beïnvloeding
In zeldzame gevallen wordt de variatie in fenotypisch kenmerk in grote mate door slechts 1 of enkele
genen beïnvloed. Voorbeeld experiment Rothe nbuhler waarbij een niet -sanitaire koningin met een
dar uit een hygiënische kolonie gekruist werden. De eerste generatie nakomeling bestond puur uit niet
sanitaire individuen omdat het allel voor hygiënisch gedrag recessief was. Bij de tweede kruising
ontst onden 3 types kolonies: 14 niet -sanitaire, 6 sanitaire en 9 kolonies waarbij enkel de kapjes verwijdert
werden maar uiteindelijk werden achtergelaten. Voor de ultieme test verwijderde hij zelf de kapjes bij
de niet -sanitaire waaruit uiteindelijk 6 van de 14 kolonies ook de larven begonnen te verwijderen.
De relatie tussen geno - en fenotype wordt hierboven eenvoudig weergeven. De niet -sanitaire bijen
vertonen nu ook hygiënisch gedrag alleen met een veel lagere frequentie. Een mogelijk scenario is dat
vele allelen hiervoor instaan maar dat de mutante U en R allelen bij de niet -sanitaire bijen de werking
van deze genen onderdrukken. Bij de mens komt dit fenomeen voor bij o.a. de oorlellen,
sikkelcelanemie, mucoviscidose en fenylketonurie
, Genotype en omgeving
Zelfs bij monogenische overervingspatronen wordt de expressie van een gen
vaak beïnvloed door allerlei omgevingsfactoren waardoor individuen met
eenzelfde genotype toch kunnen verschillen in fenotype. De reactienorm van
een genotype beschrijft de range van fenotypen die tot exp ressie kunnen
komen in verschillende omgevingen.
Bv. Het aantal facetogen bij fruitvliegen wordt sterk beïnvloed door de
temperatuur.
Polygenische beïnvloeding
Het gros van kenmerken wordt door meerdere genen tegelijkertijd beïnvloed. De simultane werking
van de verschillende genen maakt dat de resulterende fenotype niet discreet zijn maar variëren
volgens een continuüm.
Centrale limietstelling: de som van een groot aantal onafhankelijke,
willekeurige kwantiteiten leidt tot een normaalverdeling. Als alle
allelen met dezelfde frequentie voorkomen, verwachten we dat de
frequenties normaal verdeeld zijn. Dit kan voorgesteld w orden in een
𝑆𝑋
Gauss -curve. Het gemiddelde word gegeven door: 𝑛
. Bij de Gauss -
curve is er en standaarddeviatie (s) en een variantie (s²)
In realiteit mogen de bijdragen van de allelen dikwijls niet gewoon
worden opgeteld en komt het ene allel tot expressie boven het andere.
Men spreekt dan van dominante effecten. De interacties tussen de
verschillende loc i waarbij soms de ene effect heeft op de andere
noemt men epistasis.
Heritabiliteit (=erfbaarheid)
Polygenische kenmerken moeten zich wenden tot de kwantitatieve genetica om beschreven te
worden. Deze technieken worden in het heden veel toegepast in de studie van de evolutie van
kenmerken in natuurlijke populaties.
In de kwantitatieve genetica splits men de fenotypische variatie voor een gegeven kenmerk in een
bepaalde populatie op in een genetische component en een omgevingscomponent.
𝜎𝑝2 = 𝜎𝑔2 + 𝜎𝑒2
De variatie die ontstaat door genetische verschillen tussen individuen kan verder ingedeeld worden in:
1. D e additieve genetische variatie (som van effecten individuele genen)
2. D e dominantievariatie (ontstaat door interacties tussen allelen binnen 1 locus)
3. D e episitasisvariatie (ontstaat tussen interacties tussen loci)
𝜎𝑝2 = 𝜎𝑎2 + 𝜎𝑑2 + 𝜎𝑖2 + 𝜎𝑒2
De heritabiliteit van een kenmerk in een bepaalde populatie (h²) geeft dan weer welk gedeelte van de
totale fenotypische variatie verklaard wordt door genetische verschillen:
𝜎𝑔2
ℎ2 =
𝜎𝑝2
1.Bronnen van fenotypische variatie
Adaptaties = kenmerken die geëvolueerd zijn omdat ze een of andere functie dienen die bijdraagt tot
de overleving of de reproductie. Dit gebeurt ten gevolge van natuurlijke selectie en genetische
variatie. Structuren die de overleving of reproductie bevoor delen.
Individuen kunnen van elkaar onderscheiden worden doordat ze verschillen in genotype en/of omdat
ze onder verschillende omgevingsinvloeden staan/stonde n. De belangrijkste bronnen van
fenotypische variatie zijn als volgt:
1. Verschil in genotype: verschil in DNA -sequentie van 1 of meer loci. Deze worden meestal door
beide gameten doorgegeven maar soms strikt paternaal/maternaal.
2. Verschillen in omgeving: fysiologische kenmerken en gedragingen worden hierdoor beïnvloed
3. Maternale en paternale effecten: sommige kenmerken van moeder of vader kunnen het
fenotype van nakomelingen beïnvloeden zonder dat hier genen mee gemoeid zijn. Paternale
effecten zijn zeldzamer maar we kunnen ze wel terug verwachten bij organismen waarbij de
vader een belangrijke rol heeft in de opvoeding.
o Bv.: de hoeveelheid dooier bij een hagedis bepaalt de lichaamsgrootte van een juveniel
o Bv.: leeftijd van de moeder bij mens beïnvloed de kans op genetische aandoeningen
4. Congenitale verschillen (aangeboren): hebben genetische oorsprong + non genetische,
maternale of omgevingsinvloeden kunnen ook een ingewerkt hebben tijdens de embryonale
ontwikkeling
2.Relatie tussen genotype en fenotype
Monogenische beïnvloeding
In zeldzame gevallen wordt de variatie in fenotypisch kenmerk in grote mate door slechts 1 of enkele
genen beïnvloed. Voorbeeld experiment Rothe nbuhler waarbij een niet -sanitaire koningin met een
dar uit een hygiënische kolonie gekruist werden. De eerste generatie nakomeling bestond puur uit niet
sanitaire individuen omdat het allel voor hygiënisch gedrag recessief was. Bij de tweede kruising
ontst onden 3 types kolonies: 14 niet -sanitaire, 6 sanitaire en 9 kolonies waarbij enkel de kapjes verwijdert
werden maar uiteindelijk werden achtergelaten. Voor de ultieme test verwijderde hij zelf de kapjes bij
de niet -sanitaire waaruit uiteindelijk 6 van de 14 kolonies ook de larven begonnen te verwijderen.
De relatie tussen geno - en fenotype wordt hierboven eenvoudig weergeven. De niet -sanitaire bijen
vertonen nu ook hygiënisch gedrag alleen met een veel lagere frequentie. Een mogelijk scenario is dat
vele allelen hiervoor instaan maar dat de mutante U en R allelen bij de niet -sanitaire bijen de werking
van deze genen onderdrukken. Bij de mens komt dit fenomeen voor bij o.a. de oorlellen,
sikkelcelanemie, mucoviscidose en fenylketonurie
, Genotype en omgeving
Zelfs bij monogenische overervingspatronen wordt de expressie van een gen
vaak beïnvloed door allerlei omgevingsfactoren waardoor individuen met
eenzelfde genotype toch kunnen verschillen in fenotype. De reactienorm van
een genotype beschrijft de range van fenotypen die tot exp ressie kunnen
komen in verschillende omgevingen.
Bv. Het aantal facetogen bij fruitvliegen wordt sterk beïnvloed door de
temperatuur.
Polygenische beïnvloeding
Het gros van kenmerken wordt door meerdere genen tegelijkertijd beïnvloed. De simultane werking
van de verschillende genen maakt dat de resulterende fenotype niet discreet zijn maar variëren
volgens een continuüm.
Centrale limietstelling: de som van een groot aantal onafhankelijke,
willekeurige kwantiteiten leidt tot een normaalverdeling. Als alle
allelen met dezelfde frequentie voorkomen, verwachten we dat de
frequenties normaal verdeeld zijn. Dit kan voorgesteld w orden in een
𝑆𝑋
Gauss -curve. Het gemiddelde word gegeven door: 𝑛
. Bij de Gauss -
curve is er en standaarddeviatie (s) en een variantie (s²)
In realiteit mogen de bijdragen van de allelen dikwijls niet gewoon
worden opgeteld en komt het ene allel tot expressie boven het andere.
Men spreekt dan van dominante effecten. De interacties tussen de
verschillende loc i waarbij soms de ene effect heeft op de andere
noemt men epistasis.
Heritabiliteit (=erfbaarheid)
Polygenische kenmerken moeten zich wenden tot de kwantitatieve genetica om beschreven te
worden. Deze technieken worden in het heden veel toegepast in de studie van de evolutie van
kenmerken in natuurlijke populaties.
In de kwantitatieve genetica splits men de fenotypische variatie voor een gegeven kenmerk in een
bepaalde populatie op in een genetische component en een omgevingscomponent.
𝜎𝑝2 = 𝜎𝑔2 + 𝜎𝑒2
De variatie die ontstaat door genetische verschillen tussen individuen kan verder ingedeeld worden in:
1. D e additieve genetische variatie (som van effecten individuele genen)
2. D e dominantievariatie (ontstaat door interacties tussen allelen binnen 1 locus)
3. D e episitasisvariatie (ontstaat tussen interacties tussen loci)
𝜎𝑝2 = 𝜎𝑎2 + 𝜎𝑑2 + 𝜎𝑖2 + 𝜎𝑒2
De heritabiliteit van een kenmerk in een bepaalde populatie (h²) geeft dan weer welk gedeelte van de
totale fenotypische variatie verklaard wordt door genetische verschillen:
𝜎𝑔2
ℎ2 =
𝜎𝑝2
