Principi molekularne i fenotipskeevolucije

nastavnik: prof. dr Biljana Stojković

Šta je evolucija???

Definicija ??

• Biološka evolucija predstavlja procese progresivnih promena u genetičkim i/ili ontogenetskim sistemima koje su primarno zasnovane na izmenjenim interakcijama populacija i životnih sredina.

-Genetička struktura populacije (geni, hromozomi)-Rekombinacije i sistem ukrštanja,-Regulacija ekspresije gena, epigenetičke promene,-Ekološki parametri populacije (veličina pop., odnos polova, uzrasna struktura, itd.)

1. Zašto je teško razumeti evoluciju?

Problem jedinke !!!!

Filozofski uslovi za nastanak i razumevanje teorije evolucije

Napuštanje 2 osnovna filozofska koncepta:

2. Preformacionizam(osnova svih finalističkih i ortogenetskih teorija)

1. Tipološko mišljenje(diskontinuitet tipova)

Tipološko mišljenje (esencijalizam)

Pojmovi “eidos” (Platon) i “essences” (T. Akvinski) predstavljaju formalno filozofsko kodifikovanje ovog načina mišljenja.

“Stalne nepromenljive “ideje” na kojima počiva opažena raznovrsnost jedine su stvarne i trajne” (Platon)

Aristotelova razrada – varijabilnost predstavlja odstupanje od “prirodnog stanja” (eidosa) → dominantna filozofija u prirodnim naukama do 19. veka.

- Nepromenljiva suština “tipova” (vrsta)- Potpuni diskontinuitet između pojedinačnih eidosa (tipova)

Eidos (tip) je stvaran, varijabilnost je iluzija

Preformacionizam• Jedinka minijatura se nalazi u gametu

(najčešće spermatozoidu) i tokom razvića se samo uvećava.

• Termin “evolucija” nastao iz takve ideje o razvijanju.

• Prenet iz ontogeneze u kasnijem kontekstu “filogeneza” značio je razvijanje već postojećeg plana.

• Evolucija ne dovodi do stvarnih promena već predstavlja sazrevanje imanentnih sposobnosti.

• Razvoj “tipa” = razvoj jedinkehomunculus

Antiesencijalizam (populaciono mišljenje)- ključni element evolucione biologije

• Esencijalizam izvrnut naglavačke:– Varijabilnost je stvarna, prosečan tip je apstrakcija

– Ne postoje dve identične jedinke

– Prosečan tip je statistička apstrakcija, jedinke su stvarne

– Individualna varijabilnost je “pokretač” evolucije (neposredni uzrok, proximate cause, Mayr); stanje varijabilnosti (na bilo kom nivou) je istorijski uzrok/objašnjenje (ultimate cause, Mayr).

Zašto je teško razumeti evoluciju?

- evolucija nema veze sa svakodnevnim životom

- vremenske dimenzije su neshvatljive

- strepnja od “dva ništavila”

“Kreiranje” života

• Hipoteza spontane generacije – nastanak živog iz neživog u jednom koraku.

• Vitalizam (vitalni princip, entelehija, elan vital)

Kreator Nepoznate prirodne sile

Eksperimenti protiv spontane generacije (u prilog biblijskom učenju):-Frančesko Redi (1626 – 1698) – muve i crvi-Antoni van Levenhuk (1632 – 1723) – mikroskop-Luj Paster (1822 – 1895) – nema spontanog “kvarenja” materije

Nastupa hemija: biomakromolekuli sačinjeni od jednostavnih molekula koji mogu nastati od neorganske materije.Da li je život rezultat specifične hemijske organizacije materije????

Problem

• Hipoteza “srećnog incidenta” - verovatnoća nastanka funkcionalnih biomakromolekula na osnovu slučajnih asocijacija je “gotovo ravna nuli“ → život je neka vrsta čuda!!

• Ali:

– Biološke verovatnoće su ograničene zakonima fizike i hemije !!

Problem

• Determinisanost strukture života ??– Živi svet kakav je danas

nije jedini mogući svet!!

• Nesvodljiva složenost genetičke i metaboličke mašinerije i strukture ??– Postepenost

– Nema anticipacije

• Večni život i koncept panspermije• Princip kontinuiteta - svaki stupanj u evoluciji

kontinuirano se razvija iz prethodnog: – na početku, u skladu sa poznatim zakonima fizike i hemije– u kasnijim fazama, pridružuju se osnovni biološki mehanizmi

(mutacije i prirodna selekcija, prevashodno)

– Aleksandar Oparin (1924) i Džon B. S. Holdejn (Haldane, 1929) - “hemijska evolucija“ podrazumeva postepenu pojavu živih sistema.

– “molekulski fosili“ - delovi genetičkih sistema (“zamrznuti“u vremenu) kod savremenih organizama nastali u vrlo ranim fazama postanka života – promena je nemoguća.

“Kreiranje” života