Humane evolutie Deeltentamen 2
Hoofdlijnen van de evolutie van dieren
Wat maakt ons mens
Hox genen zijn evolutionair goed bewaard
gebleven. Veel orthologe en paraloge
genen worden gedeeld met
modelorganismen. Hox genen spelen een
belangrijke rol bij o.a. het ontwikkelen van
het zenuwstelsel. De meeste HOX genen stimuleren de formatie van
bepaalde lichaamsdelen. 3’ zorgt voor anteriore deel, 5’ posterior.
De arrangement van de Hox genen is dus gexonderveerd over een lange tijd; co-linearity/
synteny; genoom evolutie. De conservatie van genen en de volgorde van genen tussen
verschillende uiteenlopende taxa. Chromosomale herschikkingen leiden tot goed
detecteerbare tekens in het genoom. De sporen van evolutionaire events kunnen getraceerd
worden in een synthetic map. De concervatie is waarschijnlijk ontstaan door de
noodzakelijkheid van preciese regulatie en gen expressie in bepalde plekken en op bepaalde
tijden. De synteny is voornamelijk alleen behouden gebleven in vertebrates
**synpolydactyly: te veel vingers. Wordt veroorzaakt door mutatie in hoxgenen
Kenmerken van dieren (metazoa)
• Alle dieren zijn multicellulair
• Alle dieren hebben een ontwikkelingsprogramma
• Alle dieren zijn heterotroof
• In tegenstelling tot schimmels wordt voedsel intern
verteerd
• (De meeste) dieren kunnen bewegen en hebben spieren
Dieren (en dus mensen) zijn onderdeel van de unikonta,
stamboom van de eukaryoten. We zijn verwant aan schimmels
(niet aan planten).
Choanoflagellata: de protisten die meest verwant zijn aan de dieren. Gekraagde cellen,
voortbeweging met een flagel, zijn heterotroof, lijken op choanocyten van sponzen, leven
solitair of kolonievormend
Hoe zijn dieren ontstaan
• De planula-hypothese:
Eerst een massief, een plat meercellig organisme (planula)
➢ Lijkend op de larve van neteldieren (cnidaria)
• De placula-hypothese:
De eerste dieren waren platte ‘blob’s (Placozoa)
• De gastraea-hypothese (Haeckel):
De eerste dieren vertoonden gastrulatie tijdens Figuur 2. Lijkt op de
planula-larve
ontwikkeling Figuur 1 Trichoplax
De eerste dieren waren sponsen adhaerens
(placozoa)
Figuur 3 Amphimedon
queenslandica (spons)
,Wat zegt DNA
Conclusies uit genoom analyses
• De oorsprong van de dieren is niet duidelijk!
• Snelle radiatie direct na het ontstaan van de eukaryoten
• Klassieke opvatting: sponzen zijn de zustergroep van alle andere dieren
Fylogenie
• Protista (geen dieren): Eencellige en meercellige “algen”
(eukaryotisch)
• Sponzen: Dieren zonder symmetrie
• Radiata: Poliepen, kwallen, zeeanemomen, koralen
• Protostomia: Bijna alle ongewervelde dieren
geleedpotigen, weekdieren, wormen
• Deuterostomia: Enkele ongewervelde groepen
plus gewervelde dieren
• Bilateria; de orgaandieren. Hiertoe behoren bijna alle diersoorten (wormen,
weekdieren, geleedpotigen en chordadieren. Bilateria zijn een monofyletische groep)
Eigenschappen die nuttig zijn voor de indeling
• Symmetrie van het lichaam
Niet-symmetrisch (zoals sponsen)
Radiair (ronde vormen, de radiata) is kenmerkend voor sessiele levenswijze (kan
zich niet voorbewegen0, ook bij niet-radiata
Bilateraal symmetrisch (tweezijdig) (van kop tot staart splitsen) (bilateria)
• Segmentatie
Gesegmenteerd (wormen, geleedpotigen, gewervelden)
Niet gesegmenteerd (platwormen, weekdieren,
zeesterren)
• Voedingswijze
Filtratievoeding: flamingo, kokerworm
Herbivorie: plateneter
Predatie; vangen doden en opeten van een prooidier. Kunnen zowel carnivoor
als omnizvoor zijn
Ominvoor: alleseter, zowel plant als dierlijk voedsel
Parasitisme: een organisme of een virus dat zich ten koste van een ander
organisme waarmee hij samenleeft in stand houdt en vermenigvuldigt. De
schade aan de gastheer is niet zo groot dat deze aan de relatie ten onder gaat.
Detritivoor: detritus eter
• Larvale ontwikkeling
Kiembladen
, Diploblastisch: bestaande uit 2 kiembladen; ectoderm en endoderm
Triploblastisch: bestaande uit 3 kiembladen; ecto-, meso- en endoderm
Lichaamsholte
Coeloomvorming: Het coeloom is de secundaire lichaamsholte die
voorkomt bij bijna alle triblastische dieren (Bilateria). Ze wordt gevormd
tijdens de embryonale ontwikkeling uit het middelste kiemblad, het
mesoderm. In het menselijk lichaam is het coeloom te herkennen als de
borstholte en buikholte.
Belang van larvale stadia
Bij veel dieren heeft de larve een andere gedaante dan het volwassendier.
Volwassen dier: doel is dispersie (op zoek naar eigen leefgebied) en voorplanting.
Larve: doel is om te groeien. Larvale kenmerken geven vaak het beste inzicht in de
evolutionaire positie van een dier. Secundair verworven (specialistische) kenmerken zijn nog
niet zichtbaar in de larve.
Ernst Haeckel: biogenetische grondwet: is achterhaald, maar
onderstaande is belangrijk
Fylotypisch stadium: een ontwikkelingsstadium die kenmerkend is
voor het bouwplan van een fylum. Gelijkenis is het hoogst in de
fylotypische stadium. Beperkingen tijdens de ontwikkeling zorgen
voor sterke gelijkenis tussen dieren. Ontwikkelingsproces is
extreem complex, dieren met hetzelfde ontwikkelingspatroon
behoren evolutionair bij elkaar. De processen in de
embryologische ontwikkeling hebben een grote onderlinge
afhankelijkheid. Mutaties die optreden in de vroege embryonale
ontwikkeling zijn haast niet levensvatbaar → principes van de
vroege ontwikkeling (het fylotypische stadium) blijven behouden
**Larvaal/embryonaal stadium van alle chordata vertoont gelijkenis met chorda (voorloper
van de wervelkolom) en kieuwbogen
Evolutionairy developmental biology
Heterochronie: evolutie door verandering van de
timing van de ontwikkeling, vooral de reproductieve
ontwikkeling t.o.v. de somatische ontwikkeling
Neotenie: Somatische ontwikkeling wordt vertraagd
terwijl reproductieve ontwikkeling doorgaat. Dit is
terug te zien in de kenmerken van de schedel:
chimpansee en mens verschil→ foetusmens lijkt nog
wel op de volwassene (ontwikkeling van neotenie
gaat langzamer dan bij chimpansee). Dit is het gevolg
van selectiedruk: Seksuele selectie heeft hier voor
gezorgd d.m.v. partnerkeuze en door seksuele
voorkeur; schedel is geëvolueerd omdat mensen kinderlijker uiterlijk hebben verkregen
Pedomorfose: somatische ontwikkeling wordt stopgezet, terwijl reproductieve ontwikkeling
doorgaat.
Hoofdlijnen van de evolutie van dieren
Wat maakt ons mens
Hox genen zijn evolutionair goed bewaard
gebleven. Veel orthologe en paraloge
genen worden gedeeld met
modelorganismen. Hox genen spelen een
belangrijke rol bij o.a. het ontwikkelen van
het zenuwstelsel. De meeste HOX genen stimuleren de formatie van
bepaalde lichaamsdelen. 3’ zorgt voor anteriore deel, 5’ posterior.
De arrangement van de Hox genen is dus gexonderveerd over een lange tijd; co-linearity/
synteny; genoom evolutie. De conservatie van genen en de volgorde van genen tussen
verschillende uiteenlopende taxa. Chromosomale herschikkingen leiden tot goed
detecteerbare tekens in het genoom. De sporen van evolutionaire events kunnen getraceerd
worden in een synthetic map. De concervatie is waarschijnlijk ontstaan door de
noodzakelijkheid van preciese regulatie en gen expressie in bepalde plekken en op bepaalde
tijden. De synteny is voornamelijk alleen behouden gebleven in vertebrates
**synpolydactyly: te veel vingers. Wordt veroorzaakt door mutatie in hoxgenen
Kenmerken van dieren (metazoa)
• Alle dieren zijn multicellulair
• Alle dieren hebben een ontwikkelingsprogramma
• Alle dieren zijn heterotroof
• In tegenstelling tot schimmels wordt voedsel intern
verteerd
• (De meeste) dieren kunnen bewegen en hebben spieren
Dieren (en dus mensen) zijn onderdeel van de unikonta,
stamboom van de eukaryoten. We zijn verwant aan schimmels
(niet aan planten).
Choanoflagellata: de protisten die meest verwant zijn aan de dieren. Gekraagde cellen,
voortbeweging met een flagel, zijn heterotroof, lijken op choanocyten van sponzen, leven
solitair of kolonievormend
Hoe zijn dieren ontstaan
• De planula-hypothese:
Eerst een massief, een plat meercellig organisme (planula)
➢ Lijkend op de larve van neteldieren (cnidaria)
• De placula-hypothese:
De eerste dieren waren platte ‘blob’s (Placozoa)
• De gastraea-hypothese (Haeckel):
De eerste dieren vertoonden gastrulatie tijdens Figuur 2. Lijkt op de
planula-larve
ontwikkeling Figuur 1 Trichoplax
De eerste dieren waren sponsen adhaerens
(placozoa)
Figuur 3 Amphimedon
queenslandica (spons)
,Wat zegt DNA
Conclusies uit genoom analyses
• De oorsprong van de dieren is niet duidelijk!
• Snelle radiatie direct na het ontstaan van de eukaryoten
• Klassieke opvatting: sponzen zijn de zustergroep van alle andere dieren
Fylogenie
• Protista (geen dieren): Eencellige en meercellige “algen”
(eukaryotisch)
• Sponzen: Dieren zonder symmetrie
• Radiata: Poliepen, kwallen, zeeanemomen, koralen
• Protostomia: Bijna alle ongewervelde dieren
geleedpotigen, weekdieren, wormen
• Deuterostomia: Enkele ongewervelde groepen
plus gewervelde dieren
• Bilateria; de orgaandieren. Hiertoe behoren bijna alle diersoorten (wormen,
weekdieren, geleedpotigen en chordadieren. Bilateria zijn een monofyletische groep)
Eigenschappen die nuttig zijn voor de indeling
• Symmetrie van het lichaam
Niet-symmetrisch (zoals sponsen)
Radiair (ronde vormen, de radiata) is kenmerkend voor sessiele levenswijze (kan
zich niet voorbewegen0, ook bij niet-radiata
Bilateraal symmetrisch (tweezijdig) (van kop tot staart splitsen) (bilateria)
• Segmentatie
Gesegmenteerd (wormen, geleedpotigen, gewervelden)
Niet gesegmenteerd (platwormen, weekdieren,
zeesterren)
• Voedingswijze
Filtratievoeding: flamingo, kokerworm
Herbivorie: plateneter
Predatie; vangen doden en opeten van een prooidier. Kunnen zowel carnivoor
als omnizvoor zijn
Ominvoor: alleseter, zowel plant als dierlijk voedsel
Parasitisme: een organisme of een virus dat zich ten koste van een ander
organisme waarmee hij samenleeft in stand houdt en vermenigvuldigt. De
schade aan de gastheer is niet zo groot dat deze aan de relatie ten onder gaat.
Detritivoor: detritus eter
• Larvale ontwikkeling
Kiembladen
, Diploblastisch: bestaande uit 2 kiembladen; ectoderm en endoderm
Triploblastisch: bestaande uit 3 kiembladen; ecto-, meso- en endoderm
Lichaamsholte
Coeloomvorming: Het coeloom is de secundaire lichaamsholte die
voorkomt bij bijna alle triblastische dieren (Bilateria). Ze wordt gevormd
tijdens de embryonale ontwikkeling uit het middelste kiemblad, het
mesoderm. In het menselijk lichaam is het coeloom te herkennen als de
borstholte en buikholte.
Belang van larvale stadia
Bij veel dieren heeft de larve een andere gedaante dan het volwassendier.
Volwassen dier: doel is dispersie (op zoek naar eigen leefgebied) en voorplanting.
Larve: doel is om te groeien. Larvale kenmerken geven vaak het beste inzicht in de
evolutionaire positie van een dier. Secundair verworven (specialistische) kenmerken zijn nog
niet zichtbaar in de larve.
Ernst Haeckel: biogenetische grondwet: is achterhaald, maar
onderstaande is belangrijk
Fylotypisch stadium: een ontwikkelingsstadium die kenmerkend is
voor het bouwplan van een fylum. Gelijkenis is het hoogst in de
fylotypische stadium. Beperkingen tijdens de ontwikkeling zorgen
voor sterke gelijkenis tussen dieren. Ontwikkelingsproces is
extreem complex, dieren met hetzelfde ontwikkelingspatroon
behoren evolutionair bij elkaar. De processen in de
embryologische ontwikkeling hebben een grote onderlinge
afhankelijkheid. Mutaties die optreden in de vroege embryonale
ontwikkeling zijn haast niet levensvatbaar → principes van de
vroege ontwikkeling (het fylotypische stadium) blijven behouden
**Larvaal/embryonaal stadium van alle chordata vertoont gelijkenis met chorda (voorloper
van de wervelkolom) en kieuwbogen
Evolutionairy developmental biology
Heterochronie: evolutie door verandering van de
timing van de ontwikkeling, vooral de reproductieve
ontwikkeling t.o.v. de somatische ontwikkeling
Neotenie: Somatische ontwikkeling wordt vertraagd
terwijl reproductieve ontwikkeling doorgaat. Dit is
terug te zien in de kenmerken van de schedel:
chimpansee en mens verschil→ foetusmens lijkt nog
wel op de volwassene (ontwikkeling van neotenie
gaat langzamer dan bij chimpansee). Dit is het gevolg
van selectiedruk: Seksuele selectie heeft hier voor
gezorgd d.m.v. partnerkeuze en door seksuele
voorkeur; schedel is geëvolueerd omdat mensen kinderlijker uiterlijk hebben verkregen
Pedomorfose: somatische ontwikkeling wordt stopgezet, terwijl reproductieve ontwikkeling
doorgaat.
