Darwin és a modern ökológia

Kolozsvár, Biológus napok 2009

Szintetikus evolúcióelmélet Darwin értelmezése

Öröklődő változékonyság

+Szaporodás

Természetes szelekció

A létért való küzdelem értelmezése

Exponenciális növekedési kapacitás

Növekedési korlátok + Változékonyság

Rátermettebb fennmaradása, kevésbé rátermett kiszorulása

A fajok eredete

A teljesen azonos növekedési korlátokkal rendelkező változatok között a legerősebb a versengés

A különböző növekedési korlátokkal rendelkező változatok élhetnek együtt.

A különbségek fokozatos növekedése vezet fajképződéshez.

Tényleg ezt írta Darwin?1. Exponenciális növekedési kapacitás

AlapelvNincs kivétel tehát az alól a szabály alól, hogy minden élőlény oly gyorsan szaporodik, hogy ha nem pusztulnának el, egyetlen pár utódai is hamar beborítanák az egész Földet.

Tényleg ezt írta Darwin?1. Exponenciális növekedési kapacitás

”Minden lény, amely egyedeinek természetes élettartama során egynél több petét vagy magvat hoz létre, ezek élete során valamikor, az egyik-másik életévük valamelyik évszakában komoly pusztulásra kell számítson, mert különben a mértani növekedés szabályai szerint hamarosan már olyan mérhetetlenül nagy számban létezne, hogy egyetlen vidék sem tudná eltartani…”

Tényleg ezt írta Darwin?2. Növekedési korlátok - Alapelv

„A létért folyó küzdelem az élőlények nagy szaporodási sebességének elkerülhetetlen következménye. „

„Tehát, 1.mivel több egyed jön létre, mint amennyi életben maradhat, 2.minden esetben létrejön a létért folyó küzdelem, akár egyazon faj egyedei, akár különböző fajok egyedei között, akár pedig a fizikai életfeltételekkel szemben.

Nem más ez, mint amit Malthus tanít, ......”

Tényleg ezt írta Darwin?3. Az öröklődő változékonyság

„a sok apró különbséget …. egyedi különbségeknek nevezhetjük.”

„Ezek az egyedi különbségek nagyon fontosak a számunkra, mivel, mint bizonyára mindenki tudja, gyakran öröklődnek; így aztán nyersanyagot szolgáltatnak a természetes kiválasztás számára.”

Tényleg ezt írta Darwin?4. A versengéses kizárás és a természetes szelekció Alapelv

Másfelől pedig biztosak lehetünk abban is, hogy bármely, akár a legkisebb mértékben is hátrányos változat kérlelhetetlenül elpusztul.

A kedvező egyedi eltérések és változások ilyen megőrzését és a hátrányosak elpusztítását neveztem én természetes kiválasztásnak, vagyis a legalkalmasabbak fennmaradásának.

Tényleg ezt írta Darwin?4. A természetes szelekció és a versengéses kizárás Példa

Egy faj különböző változatai között a küzdelem rendszerint majdnem ilyen éles lesz, és néha azt látjuk, hogy hamar el is dől:

például, ha több fajta búzát együtt vetünk el, és az összekevert termést megint elvetjük,

akkor a talajnak vagy az éghajlatnak leginkább megfelelő

változatok, vagy

amelyek természetük folytán a legszaporábbak, legyőzik a többit és több magot hoznak,

ennek eredményeként pedig néhány év alatt kiszorítják a többi változatot.

Tényleg ezt írta Darwin?5. A divergencián alapuló együttélés

De a küzdelem mindig egyazon faj egyedei között lesz a legerőteljesebb, mivel ezek azonos vidékeken élnek, azonos táplálékot igényelnek, és azonos veszélyeknek vannak kitéve.”

„Az előző észrevételekből egy nagyon fontos további következtetést vonhatunk le, nevezetesen, hogy minden élőlény felépítése valamilyen lényeges, de rejtett módon összefügg minden más olyan élőlény felépítésével, amellyel a táplálékért vagy a lakhelyért versenybe kerül, vagy ami elől menekülnie kell, illetve ami az ő zsákmánya.”

Tényleg ezt írta Darwin?5. A divergencián alapuló együttélés

Vegyük a farkas esetét, amely különféle más állatokat ejt zsákmányul. Egy részüket az erejével, más részüket az ügyességével, megint másokat a gyorsaságával győzi le.

A Catskill-hegységben a farkasnak két változata él: egy agár alkatú, amely szarvasra vadászik, és egy másik, tömzsibb, rövidebb lábú, amely gyakrabban támadja meg a juhászok nyájait.

Darwin aktualizálása1. A szaporodási egységek

gének ivartalanul szaporodó egyedek mendeli populációk egyedei

1. Másolatok készülnek róluk.

2. Elvileg megszámlálhatóak generációnként.3. Populációik növekedési üteme meghatározható.

Darwin aktualizálása2. A rátermettség

növekedési ütem: pl. egyedenkénti pillanatnyi

növekedési ráta egyedenkénti nettó növekedési

ütem

Exponenciálisan növekedő populációkban nincs kiszorítás, csak exponenciális túlnövés van!

Darwin aktualizálása3. Szelekció kihalás révén

Olyan változatok eltűnése a populációból, amelyek növekedési kapacitása nulla vagy negatív:

pl. letális mutációk, terméketlen mutánsok

Lejátszódhat természetes populációkban is!

Darwin aktualizálása2. A rátermettség szabályozott populációban

A legnagyobb rátermettségű allél rátermettsége nulla!

Darwin aktualizálása4. Szelekció kizárás révén

Ha egyetlen szabályozó tényező szabályozza a populációt, a legnagyobb rátermettségű változat terjed el:

R* szabály, P* szabály!

Darwin aktualizálása5. Együttélés

Heterozigóta előny esetén az allélok másolatainak számát két tényező szabályozza!

Gyakoriságfüggő rátermettség értékek az allélok szintjén.

Darwin és a csereviszonyok

A „darwini démon” egyszerre mindenben tökéletes:erős, gyors, ügyes

Nem végtelenül hosszú életű és szapora!

Darwin aktualizálása6. Fajképződés

Kompetíció a fajképződés motorja?

Párválasztás/ivari szelekció a fajképződés motorja?

Kevésbé: földrajzi izoláció+alkalmazkodás

Nem: sodródás

Darwin és a véletlenek

A (mondjuk így) puszta véletlen okozhat ugyan olyasmit, hogy az egyik változat valamely tulajdonságában különbözni fog a szüleitől, és hogy e változat utódai aztán ugyanebben a tulajdonságban majd még jobban különböznek,

de ez önmagában sohasem magyarázhatná meg az egy nemzetséghez tartozó fajok között fennálló, rendszerint nagymértékű eltérést.

Darwin és a véletlenek

Variations neither useful nor injurious would not be affected by natural selection,

and would be left either fluctuating element, as perhaps we see in certain polymorphic species,

or would ultimately become fixed, owing to the nature of the organism and the nature of the conditions.” (p.63),

Mit felelne Darwin?

Van növekedés szabályozás? Gyakran folyik versengés a fajok

között? Igazi természettudománnyá válhat

az ökológia?

Mit felelne Darwin? Van növekedés szabályozás?

Persze, különben nem lennénk. Nem lenne evolúció, sok faj és nem alakult volna ki az ember!

Gyakran folyik versengés a fajok között?Folyamatosan folyik az együttélő, azonos szabályozási tényezőkkel rendelkező fajok között.

Igazi természettudománnyá válhat az ökológia?Miért? Most nem az?