Samenvatting evolutiebiologie (G0N19C)

H1: Situering & inleidende case
studies
1. Definitie van evolutie
Evolutie= verandering in genetische samenstelling binnen en tussen populaties, binnen en tussen
soorten en soortgroepen  verandering in genfrequenties

Micro-evolutie= veranderingen in genfrequenties binnen en tussen populaties van eenzelfde soort

Evolutiefactoren= factoren die leiden tot veranderingen in genfrequenties

EVOLUTIE IS NIET ENKEL GERICHT OP ADAPTATIE  TOEVAL ZEER BELANGRIJK!

2. Evolutie door natuurlijke selectie
1) Variatie: niet alle individuen zijn gelijk
2) Overerfbaarheid: deel van verschillen heeft genetische basis
3) Demografisch overschot: groot deel van reproductiepotentieel wordt niet gerealiseerd
4) Selectie: verschillen geven aanleiding tot verschillend aantal nakomelingen

Survival of the fittest: FITNESS VAN GENOTYPE IS RELATIEVE CONTRIBUTIE VAN DIT GENOTYPE TOT
VOLGENDE GENERATIE!

 Selectie voor genotype met hoogste fitness onder beschikbare genotypes
 Natuurlijke selectie heeft invloed op fenotypes indien er overerfbare variatie is!

3. CS: snavelkenmerken bij Darwinvinken
Verschil in grootte en vorm van snavel afhankelijk van voedselpreferentie
 Relatieve succes soorten hangt af van aanbod zaden tijdens
droogseizoen
Organismen - G. fortis: efficiënter in foerageren op kleinere zaden
- G. magnirostris: efficiënter in foerageren op grote zaden
Onderzoek Droge perioden: minder zaden + grote, harde zaden  wie hier niet aan
aangepast is sterft (sterke selectiefactor)
Besluit - Aantal vinken daalt sterk
- Bekgrootte verschuift naar diepe bekken
 Genomische basis van adaptatie beklengte
 Zelfde fenomeen binnen soorten
Overerfb aarheid inschatt en

Nakomeling-op-ouder regressie= kenmerk van nakomeling ifv kenmerk van ouder  B=0: geen
overerfbaarheid

EVOLUTIE OP ECOLOGISCHE TIJDSCHAAL: SELECTIEKRACHTEN STERK + KENMERKEN BELANGRIJK
VOOR OVERLEVING!




1

, 4. CS: Lokale adaptatie
levensgeschiedeniskenmerken van guppies in
Trinidad
Plassen met verschillende predatorsoorten  verschillende
voedselpreferentie
Organismen - Killifish (bovenaan waterval): eet kleine guppies  grotere
guppies + minder nakomelingen
- Cichlide (onderaan waterval): eet grote guppies  kleinere
guppies + meer nakomelingen
Onderzoek Guppypopulaties met verschillende predator verschillen in
lichaamsgrootte + aantal nakomelingen
Relatie tussen predatiedruk in habitatten en locatie tov watervallen
Besluit  Boven waterval: selectie voor grotere individuen + snellere groei
 Onder waterval: selectie voor kleinere individuen + meer
nakomelingen
- Aanwezigheid killivis: grotere + minder nakomelingen
- Aanwezigheid cichlide: kleinere + meer nakomelingen (trade-off)
Lokale adaptatie= betrokken populaties zijn genetisch aangepast aan lokale condities  resultaat
van micro-evolutie in betrokken habitat

Lokale adaptati e testen

Transplant experiment= dieren van ene habitat geënt in andere habitat  opvolgen genetische
adaptatie

Common garden experiment= dieren uit verschillende habitats kweken onder gemeenschappelijke
omgevingscondities (maternale effecten uithalen)  verschillen behouden in labo: genetische basis

5. CS: Lokale adaptatie van schildluis aan individuele
moerbeibomen
OMGEVINGSCONDITIES PARASIET WORDEN BEPAALD DOOR GASTHEER!

Gastheer-parasiet coëvolutie= parasiet kan genetisch aanpassen aan specifiek gastheerindividu 
kortere generatietijd dan gastheer

Organismen Schildluis naar moerbei
Onderzoek Transplantmethode in zelfde boom (controle), boom dichtbij en boom veraf
 niet gekeken naar maternale effecten
Besluit - Transplantatie naar verre boom  lagere overleving
- Transplantatie naar dichte boom  geen effect in overleving
 Adaptatie aan standplaats boom

6. CS: Adaptatie bladluizen aan waardplant
Organisme Bladluizen uit klaver- en luzerneveld
Onderzoek Generaties opkweken in serre op klaver en luzerne  herkomst x kweekconditie
Besluit Oorsprong belangrijk + onafhankelijk van waar ze zijn opgekweekt




2

, 7. CS: Genetische differentiatie en adaptatie
bacteriën
Ideaal modelorganisme voor evolutie: korte generatietijd + gestandaardiseerde genetische lijnen +
cryopreservatie van lijnen

Organisme Pseudomonas fluorescens
Onderzoek Bekers worden geschud (homogeen) of blijven staan (heterogeen)  kijken of
nieuwe stammen ontstaan zijn door mutaties (andere koloniemorfologie)
Besluit  Heterogeen mengsel: grotere diversiteit



8. Micro-evolutie documenteren
1. Opvolging evolutie doorheen tijd in lange-termijn studie
2. Experimentele evolutie in veld of labo  transplant experiment
3. Reconstructie evolutie uit gelaagde rusteierenbanken  meersedimenten zijn gelaagd
(archief verleden)  reconstructie evolutie via archief door rusteieren (verrijzenisecologie)

9. Evolutie als interactie tussen toeval, ecologie en
geschiedenis
TOEVAL - Ontstaan van genetische variatie door mutaties  toevalsproces!
- Veel toevalsprocessen hebben invloed op verloop evolutie (bottleneck)
ECOLOGIE Adaptaties/ natuurlijke selectie  interacties met omgeving + andere soorten
GESCHIEDENIS Steeds verder bouwen op bestaande  sterke beperkingen!
HISTORISCHE CONTINGENTIE VERSTERKT ZEER STERK DE INVLOED VAN TOEVAL
OP EVOLUTIE!



H2: Populatiegenetica
1. Van proces naar patroon en terug
Populatiegenetica= studie van processen van evolutie en de patronen die het resultaat zijn van
evolutie  voorspellingen maken rond evolutie van patronen van diversiteit binnen en tussen
populaties

 Kijken hoe bepaalde patronen tot stand zijn gekomen + welke processen belangrijk zijn in
populatie
 Waargenomen patronen vergelijken met voorspelde  afwijking: reconstrueren wat
gebeurd is

2. Inleidende definities
Locus= fysische plaats op chromosoom, identificeert welbepaald stuk DNA

Allel= variant van locus met verschillende DNA-basenparensequentie

Gen= informatiedragende eenheid DNA die overerfbaarheid van kenmerk bepaalt

Genoom= geheel van DNA in cel, georganiseerd in chromosomen (menselijk: 23 chromosoomparen)
 nucleair, mitochondriaal (muteert sneller dan nDNA), chloroplast

3

, Microsatelliet= locus dat bestaat uit repetitief DNA, heel variabel  verdubbelen DNA: motief te
veel of te weinig gekopieerd (vorming nieuwe allelen)

Single nucleotide polymorphism (SNP)= locus bestaande uit 1 nucleotide die heel variabel is 
gebruikt om evolutionaire verwantschappen tussen allelen te bepalen

Populatie= groep organismen van zelfde soort die als evolutionaire entiteit beschouwd kunnen
worden en random voortplanten onder elkaar

Metapopulatie= sets van verbonden populaties die met elkaar interageren

Fixatie= verlies van polymorfisme van locus waarbij allel dat gefixeerd wordt overblijft  frequentie
allel is 100% (door genetische drift of selectie)

Panmictische/ ideale populatie= populatie met random mating en zonder migratie, selectie, drift,
mutatie of meiotic drive (sensuspopulatie is zelfde als effectieve populatiegrootte)  BESTAAT NIET

 Ligt aan basis vele populatiegenetische modellen
 Meeste populaties voldoen niet aan voorwaarde: partnerkeuze + ruimtelijke structuur (weg
door habitat)

3. Formele benadering van diversiteit
1. Rijkdom en diversiteit
p= frequentie van item i

q= orde van diversiteit  geeft weer hoe gevoelig diversiteitsmaat is
Diversiteit D: voor zeldzame en algemene soorten (hoe groter, hoe minder
gevoelig voor zeldzame soorten)

Als q=0, rijkdom= aantal allelen (houdt geen rekening met frequentie)  zeer gevoelig voor
zeldzame soorten

Als q=1, diversiteit volgens Shannon index:

2
1
D= n
Als q=2, diversiteit volgens Gini-Simpson index:
∑ p2i
i


Verschil in densiteit tussen zeldzame en algemene soorten: ongelijkheidsfactor OF
(minimale waarde:1)  rijkdom is diversiteit * ongelijkheidsfactor

Diversiteit= effectieve aantal items van ideale populatie  spreiding van verdeling inschatten door
te vergelijken met rijkdom van populatie
 1 allel zeer dominant, andere allelen amper waarneembaar: populatie gedraagt zich alsof ze
gefixeerd zijn voor allel
 EFFECTIEF AANTAL ALLELEN

Diversiteit gelijk aan richness  klein verschil in frequentie van allelen

2. Diversiteit en diversiteitindices

Gini-Simpson index= geeft kans dat 2 allelen verschillend zijn  verwachte heterozygositeit


4