صفحه 1:
با نام و ياد خدا
درس: زیست و متافیزیک
موضوع: ۱- ایجاد تغییرات عمده در شکل بدن می تواند
حاصل تغییر در توالی و تنظیم ژن های نموی باشد
۲- تکامل هدخمند نیست
منبع: بیولوژی کمپیل/ فصل ۲۵
صفحه 2:
-١ 8 ايجاد تغييرات عمده در شكل بدن مى تواند حاصل
تغییر در توالی تنظیم ژن های نموی باشد 53
جابجایی قاره
ها
جكونكى انقراض
oe
صفحه 3:
اثرات تكاملى زن هاى نموى
|
rt) eles pede ay ee mee ۱
یک جاندار را در طول نمو سلول تخم به فرد بالغ. کنترل می کنند
صفحه 4:
ل ل ا
1
005 به معنى زمان ) هستند.
ی
برای مثال:۱- اشکال متفاوت جمجمه های انسان و شامپانزه
؟- رشد سريع استخوان Tae er es
0000000000 ones
02
صفحه 5:
صفحه 6:
يدومورفوز ( كودى شكلى )
1
ا ا 0
جنسی بالغ است. ویزگی های بدنی خاصی را حفظ کند که در گوته های اجدادی اش به عنوان ساختارهای مربوط به
|
۱
صفحه 7:
A Figure 25.24 Paedomorphosis. The adults of some species
retain features that were juvenile in ancestors. This salamander is an
axolotl, an aquatic species becomes a sexually mature adult while
retaining certain larval (tadpole) characteristics, including gills.
صفحه 8:
۳
تغییرات تکاملی اساسی می تولنند در اثر تفییر در ژن هاس که محل استقرار ر شکل قضایی اندام های مختلف بدن را
کنترل می کنند. رخ دهند.
برای مثال: ۱-ژن های ۳۱0 در جانوران
o1e) ana ا ل
0
ژن های هومنوتیک: ژن هایی که رشد و نمو ساختار های آناتومی را کنترل می
صفحه 9:
antenna Legs in place
of antenna
صفحه 10:
١ سرك
سنکواره های ۵۶۰ میلیون ساله جانوانادیاکاران « ا ا برای تولید
جانوران بیچیده موجود در حداقل ۲۵ میلیون سال قبل اژانفجارکامبرین, کافی بوده است. اگرژنهای نموی این همه مدت
و
Re ete Cae Teeter eC) eet ee ce en een ae
هاء به روند ساز گاری سرعت ببخشد. علاوه بر اين» ژن ۳ cei ita
000 etod eye onc ge Rom Re COOKE EY
ار مر مر ea اس رس رت و سس
إنفجار كامبرين و بس از آن توجيه كرد؟
صفحه 11:
تغییر در توالی ژن ها
به وجود آمدن ژن های نموی جدید در جریان رویدادهای مضاعف شدن ژن ها به احتمال بسیار زیاد تشکیل اشکال
مورفولوژیک جدید را تسهیل می کرد. اما با وجود اينکه دربارهنقش احتمالی ژن های ۲۸۵ جدید در شکل گیری مهره
fc) eet ops CEN SL nomen On ا 000
مشکل است.
۱
صفحه 12:
Y Figure 25.25 Effects of the Hox gene Ubx on the insect body plan. In crustaceans,
the Hox gene Ubx is expressed in the region shaded green, the body segments between the head
and genital segments. In insects, Ubx is expressed in only a subset (shaded pink) of the homologous
body segments, where it suppresses leg formation
Hox gene 7 Hox gene 7
۳۳ Gaal a)
Genital
segments
Genital
— ببسب = segments
Changes over time in =
the expression and
Crustacean ancestor effect of the Ubx gene Present-day insect
Ubx expressed in the Ubx expressed in the
body segments shaded body segments shaded
green; does not pink; suppresses legs
suppress legs
صفحه 13:
ف ١ ادي دن ها
|
پبپ ۳ ۳ eer cr
ار رت سر رب سر سس سا
fel neo tee ae Rese ea |
است که تنظیم ژنهای نموی را متأثر می سازند نه تولی های آنها را
ees Cones ect eel oo
صفحه 14:
صفحه 15:
رک ۱۳
Tre A rae cgreeeg الا oe sg ene es Er treme اا
آن اشكال جديد يه وسيلة تغييرئي) ee )1 اس ميرد در طول زمانء جنين سرهم بندى لى
موجب شكل كيرى سه ويزكى كليدى جهان طبيعى شده است: تناسب جشمكير موجودات زنده با محيط زندكيشان.
ویژگیهای مشترک حیات و ننوع بسیار حیات.
POC ae toe eae
صفحه 16:
صفات نوظهور
همانند تشكيل كونه هاى جديد ساختار هاى بيجيده و نوظهور نيز مى توانند حاصل تغييرات تدريجى ساختار هاى اجدادى
neers nes ee Perea ا 005310111101
مثال: جشم در جانوران
ا ا نب
اى براى نياكان ما داشته است؟
صفحه 17:
Y Figure 25.27 Limpets (Patella vulgata), molluscs
that can sense light and dark with a simple patch
of photoreceptor cells.
صفحه 18:
Y Figure 25.28 A range of eye complexity among molluscs.
(2) Patch of pigmented cells _(b) Eyecup
Pigmented
(protorece
Epithelium
Nerve fiber New fibers,
The limpet Patel hasasimple The st shell molus
patch of photoreceptors Preurotomania has an eyecup,
(9 Pinhole cameratype eye _(d) Eye with primitive lens
Epithelium Cellar
فا
co fers)
Pigmented Optic nene
(retina) || lens conssting of a
as of aystavike cel The
functions lke | cornea sa transparent re
a pninolecamera(an ealy typeof tissue tat protects thee
sera lacking le) and helps focus ight
(6) Complex camera lens-type eye
The squid Loligo has a complex eye with features (cornea, les, and
retina) similar to those of vertebrate eyes, Howweve, he squid ©
valved independent from vertebrate eye,
صفحه 19:
جهت گیری تکاملی
و ES LO سب سس «<. سس ۳۲
اما باید گفت استخراج و استنباط یک روند تکامل ف [ رون واه گواره آیمی تواند گمراه کننده باشد.
ا 0
صفحه 20:
صفحه 21:
(۳
| es cee eae OTe eee earner ake
< ۲ انتخاب گونه ها را توضیح دهید؟
صفحه 22:
سپاس از همراهی شما
موفق و ييروز باشيد
با نام و یاد خدا
درس :زیست و متافیزیک
موضوع -1 :ایجاد تغییرات عمده در شکل بدن می تواند
حاصل تغییر در توالی و تنظیم ژن های نموی باشد
-2تکامل هدفمند نیست
منبع :بیولوژی کمپبل /فصل 25
-1ایجاد تغییرات عمده در شکل بدن می تواند حاصل
تغییر در توالی تنظیم ژن های نموی باشد
جابجایی قاره
ها
سنگواره
چه تغییراتی
چه زمانی
چگونگی
وقوع
مکانیسم هایی با ماهیت زیستی در
پشت این تغییرات
بررسی ژن های نموی
انقراض
گروهی
سازگاری
شعاعی
اثرات تکاملی ژن های نموی
تعریف ژن های نموی :تفاوت های کوچک ژنتیکی می توانند تقویت شوند و به صورت تفاوت های عمده ریخت شناختی در
بین گونه ها درایند .ژن هایی که برنامه ریزی نمو را بر عهده دارند ،نسبت زمان بندی و الگوی فضایی ،تغییرات در شکل
یک جاندار را در طول نمو سلول تخم به فرد بالغ ،کنترل می کنند
تغییرات در نسبت و زمانبندی
بسیاری از دگرگونی های تکاملی قابل توجه ،نتیجه هتروکرونی ( از ریشه یونانی heteroبه معنی متفاوت و
chronosبه معنی زمان ) هستند.
هتروکرونی یک تغییر تکاملی در نسبت و زمان بندی رویدادهای نموی است.
برای مثال -1:اشکال متفاوت جمجمه های انسان و شامپانزه
-2رشد سریع استخوان انگشتان در خفاش ها
-3کاهش رشد استخوان های لگن و پا در وال ها
-4پدومورفوز ( کودک شکلی )
پدومورفوز ( کودک شکلی )
هتروکرونی همچنین می تواند زمان بندی رشد و نمو دستگاه تولیدمثلی را نسبت به اندام های غیر تولید مثلی تغییر دهد.
اگر رشد و نمو بخش های تولیدمثلی از رشد و نمو سوماتیک پیشی گیرد ،ممکن است در مرحله ای که جاندار از لحاظ
جنسی بالغ است ،ویژگی های بدنی خاصی را حفظ کند که در گونه های اجدادی اش به عنوان ساختارهای مربوط به
جوانی مطرح بوده اند .این پدیده پدومورفوز یا کودک شکلی ( از ریشه یونانی Paedosبه معنی کودک
و morphosisبه معنی شکل ) نام دارد.
تغییر در الگوی فضایی
تغییرات تکاملی اساسی می توانند در اثر تغییر در ژن هایی که محل استقرار و شکل فضایی اندام های مختلف بدن را
کنترل می کنند ،رخ دهند.
برای مثال -1 :ژن های Hoxدر جانوران
-2ژن های MADS-boxدر گیاهان
مثال های باال جزو ژن های هومئوتیک هستند
ژن های هومئوتیک :ژن هایی که رشد و نمو ساختار های آناتومی را کنترل می کنند
تکامل نمو
سنگواره های ۵۶۰میلیون ساله جانوران ادیاکاران ،پیشنهاد می کنند که وجود یک سری از ژنهای Hoxبرای تولید
جانوران پیچیده موجود در حداقل ۲۵میلیون سال قبل از انفجار کامبرین ،کافی بوده است .اگر ژنهای نموی این همه مدت
وجود داشته‌اند ،چگونه میتوان افزایش شگفت انگیز تنوع حیات را در جریان انفجار کامبرین و پس از آن توجیه کرد؟
تکامل سازشی که به وسیله انتخاب طبیعی انجام می شود پاسخی را برای این پرسش مهیا می کند .انتخاب طبیعی می تواند
با جدا کردن تفاوت های موجود در توالی ژن های رمزکننده پروتئین‌ها ،به روند سازگاری سرعت ببخشد .عالوه بر این ،ژن
های جدید ممکن است طیف گسترده ای از متابولیت‌ها و عملکردهای ساختاری را با خود به همراه آورده باشند .بنابراین
تکامل سازشی ژن های جدید و ژن های موجود ،ممکن است نقشی کلیدی را در شکل دهی تنوع گسترده حیات ایفا کرده
است
تغییر در توالی ژن ها
به وجود آمدن ژن های نموی جدید در جریان رویدادهای مضاعف شدن ژن ها ،به احتمال بسیار زیاد تشکیل اشکال
مورفولوژیک جدید را تسهیل می کرد .اما با وجود اینکه درباره نقش احتمالی ژن های Hoxجدید در شکل گیری مهره
داران بحث شده است ،اما برقراری یک ارتباط منطقی بین تغییرات ژنتیکی و مورفولوژیکی که در گذشته روی می دهنده
مشکل است.
مثال :ژن Ubxدر حشرات و سخت پوستان
تغییرات در تنظیم ژن ها
یک تغییر در توالی نوکلئوتیدی یک ژن ممکن است عملکرد آن را در هر جایی که این ژن بیان می شود ،تحت تأثیر قرار
دهد .در مقابل ،تغییراتی که در تنظیم بیان ژن روی می دهند می توانند فقط به یک نوع سلول واحد محدود شوند .
بنابراین وقوع تغییر در تنظیم یک ژن نموی ممکن است اثرات زیان بار جانبی کمتری نسبت به تغییر در توالی ژن ها داشته
باشد .این سری از شواهد ،محققان را بر آن داشت تا پیشنهاد کنند که تغییر شکل جانداران ،اغلب ،حاصل جهش هایی
است که تنظیم ژنهای نموی را متأثر می سازند نه توالی های آنها را.
مثال :مقایسه ماهی استیکل بک سه مهره ای در دریاچه و دریا
-2تکامل هدفمند نیست
در طول تاریخ حیات ،پیدایش گونه های جدید یا تحت تاثیر عوامل با مقیاس کوچک بوده است یا تحت تأثیر عوامل با
مقیاس بزرگ .به گفته فرانکوئيز جاکوب ژنتیکدان و برنده جایزه نوبل ،تکامل شبیه نوعی سرهم بندی است :فرایندی که در
آن اشکال جدید به وسیله تغییراتی تدریجی ،از اشکال ماقبل موجود منشأ می گیرند .در طول زمان ،چنین سرهم بندی ای
موجب شکل گیری سه ویژگی کلیدی جهان طبیعی شده است :تناسب چشمگیر موجودات زنده با محیط زندگیشان،
ویژگیهای مشترک حیات و تنوع بسیار حیات.
بررسی دو مفهوم -1 :صفات نوظهور -2جهت گیری تکاملی
صفات نوظهور
همانند تشکیل گونه های جدید ساختار های پیچیده و نوظهور نیز می توانند حاصل تغییرات تدریجی ساختار های اجدادی
باشند .در اکثر موارد ساختار های پیچیده از تکامل نمونه ساده تری پدید آمدند که دارای وظیفه اصلی مشابه هستند.
مثال :چشم در جانوران
سوال :اگر چشم کنونی به همه قسمت های سازنده اش برای عملکرد خود نیاز دارد پس یک چشم کامل نشده چه استفاده
ای برای نیاکان ما داشته است؟
جهت گیری تکاملی
در بعضی از دودمان های تکاملی مشاهده می شود که یک صفت برای مدت زمان طوالنی در جهت معینی تکامل می یابد
اما باید گفت استخراج و استنباط یک روند تکاملی منفرد از درون شواهد سنگواره ایمی تواند گمراه کننده باشد.
مثال :دودمان هیراکوتریوم
سواالت
-۱تفاوت بین تغییر در توالی ژن ها و تغییر در تنظیم ژن ها را با ذکر مثال توضیح دهید؟
-۲انتخاب گونه ها را توضیح دهید؟
سپاس از همراهی شما
موفق و پیروز باشید
