Hlavní obsah
Biologie
Kurz: Biologie > Kapitola 2
Lekce 1: Rychlokurz biologie- Proč je uhlík všude
- Voda - boží tekutina
- Biomolekuly - Jsi to, co jíš
- Živočišná buňka
- Membránový transport
- Rostlinné buňky
- ATP a buněčné dýchání
- Fotosyntéza
- Dědičnost
- DNA, plněné taštičky a nejdelší slovo na světě
- Mitóza: dělení je komplikované
- Meióza
- Přirozený výběr
- Speciace: O ligrech a lidech
- Vývoj zvířat: Jsme jenom trubice
- Evoluční vývojová biologie: Kuřata se zuby
- Populační genetika aneb místo, kde se myšlenky Darwina a Mendela setkávají
- Taxonomie: kategorizace života na Zemi
- Evoluce: to je realita
- Srovnávací anatomie: Co nás činí zvířaty
- Primitivní živočichové: houbovci, žahavci, chobotnice
- Složitější živočichové: Kroužkovci a členovci
- Strunatci
- Zvířecí chování
- Nervová soustava
- Oběhová a dechová soustava
- Trávicí soustava
- Vylučovací soustava
- Opěrná soustava (kostra)
- Pohybová soustava (svaly)
- Imunitní systém
- Endokrinní soustava
- Pohlavní soustava
- Bakterie, archea, protisté
- Rozmnožování bezcévnatých rostlin
- Cévnaté rostliny = vládci rostlinné říše
- O včeličkách a kytičkách: Rozmnožování rostlin
- Houby: Králové rozkladu
- Ekologie – Pravidla pro život na zemi
Speciace: O ligrech a lidech
Hank nám vysvětlí, co je speciace - evoluční proces, který dává vzniknout novým biologickým druhům, a to na příkladě pěnkav, ligerů, mul a psů. Tvůrce: EcoGeek.
Chceš se zapojit do diskuze?
Zatím žádné příspěvky.
Transkript
Vy a já jsme si hodně podobní. Víc než vy a třeba tady
mí psi Lemon a Abby. Tak například vy a já
patříme ke stejnému druhu, zatímco Lemon a Abby
jsou psi, tedy jiný druh. Dnes budeme mluvit o druzích, ale na konci si povíme něco i o psech. Tak neodcházejte,
čekají vás štěňátka! (hudba) Ale ještě před štěňátky
si povíme o lidech. Náš druh, Homo Sapiens,
je posledním přeživším druhem rodu Homo. Naši bráškové Homo Erectus, Homo Habilis
a Homo Neanderthalensis natáhli bačkory už dávno. Proto jsme dnes my
Homo Sapiens tak odlišní i od našich nejbližších žijících
příbuzných ze zvířecí říše, šimpanzů učenlivých a bonobo. Člověk je živočišný druh,
specifický typ organismu, který se od všech ostatních
druhů na světě liší. Co ale dělá člověka člověkem? Přestože patříme do zvláštní
skupiny živočichů zvané primáti jako opice, lidoopi,
lemuři a nártounovití, pokud se nepodobáte
například Boratovi, asi vám schází
výrazné ochlupení těla. My lidé jsme dvojnožci,
chodíme tedy po dvou a máme přímo obrovské mozky, které nám umožňují
například dobře se vyjadřovat, řešit složité problémy
nebo psát v pubertě mizerné básně a znáte to, dovtípit se,
že nedat dýško průměrnému číšníkovi aniž bychom vypadaly
jako nevděčníci, nejde. Takové problémy, přátelé,
žirafy řeší jen zřídka. Příslušnost k druhu,
ale není jen o tom, co máme společné. Druh je definován jako
skupina organismů, které se mezi sebou mohou
pářit a plodit plodné potomstvo. Zní to jednoduše, co? Dva jedinci stejného druhu,
kteří mohou bla, bla, bla Pozor! Dávejte pozor,
ta poslední část je důležitá. Dva živočichové, musí
plodit plodné potomstvo. Možná se zdá,
že stačí, aby se mezi sebou živočichové
dokázali pářit, jenže jejich potomci
musí být také schopní dál plodit. Z technického hlediska
spolu někdy mohu mít potomstvo i dva různé druhy. Vemte si třeba vznešeného ligra,
oblíbence filmového Napoleona Dynamita, kterého znám proto, že jsem
v USA na Halloween 2005 měl ten nejlepší kostým
Napoleona Dynamita. Ale ligry jsem nezmínil,
jen abych se vytahoval. Ligr vznikne,
když spolu samec lva a samice tygra mají malé mládě. Až na to, že není moc malé,
protože ligr je ze zásady větší než oba jeho rodiče
a hlavně je neplodný, což nás vede k chápání toho,
co je živočišný druh. Lvi a tygři jsou dva různé druhy, protože při spáření neplodí
plodné potomky. Zvířatům jako ligři,
říkáme kříženci, tedy potomci vzniklí
křížením dvou druhů. A i když je křížení druhů
slepou uličkou, co se týče vzniku nových druhů, v minulosti už nové druhy vznikly,
a další se stále vyvíjejí, ať už dílem evoluce
nebo změnou dědičných rysů toho kterého druhu. Víme, jakými všemi způsoby
k tomuhle procesu, kterému říkáme speciace, může dojít,
ale známe taky minimálně dva způsoby jakými se ze dvou druhů
vyvine druh nový a oba dva jsou podmíněny tzv.
reprodukční izolací, což znamená, že dvě populace téhož druhu
se spolu už nemohou úspěšně pářit. Všimněte si slova "úspěšně". Populace se od sebe mohou
izolovat například tak, že se sice páří, ale jejich potomci jsou
neplodní nebo života neschopní. Dobrým příkladem
jsou právě ligři nebo muly, které jsou
potomky samce osla a samice koně
a narozdíl od lvů a tygrů osli a koně ani nemají
stejný počet chromozomů. Oslí sperma tedy může
oplodnit vajíčko koně, ale mula nezdědí
potřebnou genetickou informaci k tvorbě vlastních pohlavních buněk. Takový typ izolace
se jmenuje postzygotická izolace, protože rodiče spolu
sice vytvoří zygotu, ale tím jejich
rodová linie končí. Dalším příkladem postzygotické izolace je takové páření druhů,
které vede vždy k potratu, k úplné zástavě vývoje zárodku,
nebo k tvorbě nadměrného plodu, který matku při porodu zabije. Dalším druhem izolace
je izolace prezygotická, která vzniká při páření
dvou skupin stejného druhu ještě předtím
než k oplodnění vajíčka vůbec dojde. Týká se například
změn chování v rámci druhu jako když ptáci stejného druhu
při páření zpívají dvě různé melodie nebo když se z denních živočichů postupně stanou noční a tím pádem se s denními
brášky nikdy nepotkají. Prezygotická izolace
může být i zeměpisná, to znamená, že populace
jsou od sebe vzálené na míle daleko nebo jim v setkání
brání nějaká fyzická překážka, a tak se nemohou křížit mezi sebou. Když z jednoho druhu
vlivem zeměpisné izolace vzniknou druhy dva,
říká se tomu allopatrická speciace. Slovo allopatrická pochází
z řeckého výrazu pro jiné země. Vzniklé dvě populace téhož
druhu se vyvinou každá jinak, protože na každém břehu řeky jsou jiné podmínky. Na jednom břehu řeky
je třeba zima, a tak tamním zvířatům
narostou luxusnější hustší kožichy, protože je jim tam dobře. Pravděpodobně budou mít i silnější
vrstvu podkožního tuku a změní své chování a projeví se u nich
ještě kopa dalších změn. Zvířata na teplém břehu řeky se zatím také začnou měnit shodí část kožichu,
přibudou jim potní žlázy. Za nějaký ten čas
a bez toku genů mezi těmihle populacemi,
se zvířata s hustým kožichem nakonec budou moct pářit
jen s dalšími zvířaty s hustou srstí a ti potící zas jen s potícími. Šíření specifických znaků
v závislosti na jeho výhodách pro daný druh, který jimi disponuje,
se říká přirozený výběr. S teorií přirozeného výběru
a allopatrické speciace přišel chlápek,
co se jmenoval Charles Darwin nebo pro přátele Chuck nebo Chucky D. Zastavte mě, jestli už to víte, Darwin v 30. letech
19. století navštívil Galapágy. Darwin byl posedlý svijonožci, i tak si ale všimnul pěnkav,
které si spletl s dlasky obecnými
žijícími na ostrovech, kteří se dost podobali
pěnkavám na jiných ostrovech a ještě víc byli podobní
těm na pevnině Jižní Ameriky, ale ty byly samozřejmě také
samostatným druhem. Podle Darwina byl proces
oddělení těchhle pěnkav jako samostatného druhu,
neskutečně pomalý. Dokonce tak pomalý,
žej sme ho nemohli zažít. Museli sme mu prostě věřit. Ještě dlouho
po Darwinově pozorování byla allopatrická speciace
hlavním vysvětlením dělení druhů.
Dnes ale víme, že je to jen půlka pravdy. Dnes máme spoustu
novátorských testů DNA a dalších pomůcek,
kterými zjišťujeme, že k rozdělení druhu,
na dva nové druhy nemusí dojít jen kvůli
zeměpisné izolaci, ale i kvůli nějaké jiné reprodukční izolaci. Takové speciaci v rámci stejné země,
se říká sympatrická speciace a to znamená,
že je čas na židli. (hudba) Pro všechny romantické duše
tu mám krátkou bilogickou romanci. Dva britští evoluční biologové,
Peter a Rosemary Grant, vlastně to byli manželé, trávili od 70. let 20. století
každý rok šest měsíců v nerušené
přírodě Galapág, kde studovali a chytali
Darwinovy pěnkavy v průběhu jejich vývoje. Byla to ta samá zvířata,
která zkoumal Darwin, ta, která se podle něj vyvíjela
nepostřehnutelně pomalu. Ostrov, na kterém Grantovi
trávili čas se jmenuje Daphne Major
a když zde začali svůj výzkum, žily tu dva druhy pěnkav: pěnkava prostřední
a pěnkava kaktusová, ale roku 1981 sem
z nedalekého ostrova dorazil další druh pěnkavy. Byla hybridem již
zmíněných dvou druhů a byla mnohem větší
než tamní pěnkavy. Měla hodně široký zobák
a její zpěv zněl jako hudební mix písní pěnkavy prostřední
na jejím domovském ostrově a na Daphne Major. Nově příchozí pěnkava
broukala místním pěnkavám prostředním
a jednu nakonec zlákala. Grantovi sledovali
potomky těchhle dvou ptáčků po příštích 28 let. Jenže asi po čtyřech generacích
na Daphne Major nastalo zhoubné sucho, které
mnoho pěnkav zabilo. Zbývali pouze dva
potomci přistěhovalých pěnkav, kteří byli tak trochu bratranci pářili se spolu a to, zdá se,
odstartovalo další speciaci. Zpěv potomků našich přeživších byl odlišný od zpěvu jejich rodičů, který by už tak odlišný
od zpěvu pěnkav na ostrově. Populace pěnkav
na ostrově rostla a hybridní pěnkavy,
pra pra pra pra kuřátka se začla množit
výhradně mezi sebou. V prosinci 2009 Grantovi
oznámili, že od té doby je rodová linie
přistěhovavší pěnkavy byla geneticky izolována
od pěnkav na ostrově. A to je přátelé zároveň
velmi romantické a skvělý příklad super rychlé sympatrické speciace v akci. Tak dobře, slíbil jsem štěňátka,
dostanete štěnátka. Asi jste si všimli, že korgi
a anglický chrt si nejsou moc podobní. Byli šlechtění odlišně. Zatímco korgi byl vyšlechtěn
k nahánění stád a k hlídání farm, chrt byl šlechtěn
především pro běh. Umělé šlechtění z "přirozeného výběru"
dělá jen "výběr". Vlastně tomu říkáme
umělá selekce, ale pořád je to výběr. Možná si říkáte,
jak by to asi vypadalo, kdyby měli korgi s chrtem štěňátka a oni spolu štěňátka mít můžou, i když je to dost divné. Copak, Lemone? Jste obě holky? No jasně, chci tím jen říct,
že jsou oba stejného druhu. To znamená, že tihle psi
i dva mnohem odlišnější, třeba irský vlkodav a čivava,
spolu mohou mít plodné potomky. Ale jak? Jak by JAK? Mnoho psích plemen si je tak
podobných, že postzygotická izolace nehrozí, páření čivavy a vlkodava
by ale v přírodě bylo velmi vzácné už kvůli
technickým složitostem nebo kvůli prezygotickým
překážkám. Představte si,
že na nějaký ostrov umístili spoustu čivav
a vlkodavů asi by se spolu nepářili a kdyby přece ano, aspoň pro čivaví maminky
by byl porod, au, bože. Tím pádem by tok genů mezi těmihle dvěma skupinami přestal a staly by se reprodukčně izolovanými. A za čas by se
od sebe odlišily tolik, že už by se pářit nemohly a staly by se každý jiným druhem.