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ABT (Subject) / Evolution und Domestikation (Lesson)
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- Definieren Sie Evolution Natürliche Auswahl /Selektion) günstiger vererbbarer merkmale einer Population von Wildpflanzen/- tieren im laufe der Zeit
- Was bedeutet divergente-, was konvergente Evolution? Divergente Evolution: sehr unterschiedliche Arten entwickeln sich aus gemeinsamen Vorfahren Konvergente Evolution: Ähnliche Merkmale entwickeln sich unabhängig voneinander
- Definieren Sie Domestikation Erzeugung von Nutzpflanzen/- tieren durch Auswahl günstig vererbbarer merkmale einer Population von Wildpflanzen/ -tieren, durch den Menschen (vor 12.000-5000 Jahren)
- Beschreiben Sie kurz die Genomevolution zelluläre Leben (Bakterien <1000 Gene) eukaryotische Zellen (10.000 Gene) die ersten Menschen (30.000-40.000 Gene)
- Wie entstanden in der Genomevolution neue Gene in einem Genom? Duplikation einer oder alle Gene eines Genoms Ungleiches Crossing-over Duplikation von Domänen Domain-shuffling Rekombination von Transposons (Deletion) eines ges. Genoms: Autopolyploidisierung, Allopolyploidisierung Erwerb von Genen einer anderen Art
- Was untersucht die molekulare Phylogenetik? Phylogenetische Informationen (=stammesgeschichtliche Entwicklung) anhand DNA
- Was illustriert ein "unrooted tree" (Stammbaum ohne Wurzeln)? ... die Beziehungen zwischen A,B,C,D aber nichts über die Evolution dieser
- Was repräsentieren externe-, interne Knoten und die Länge der Äste bei "unrooted trees"? externe Knoten: ein modernes Gen interne Knoten: ein altes Gen Länge der Äste: Grad der Unterschiedlichkeit der Gene in Bezug auf einen Knoten
- Was lässt sich aus der Kettenlänge von "rooted trees" (Stammbäumen mit Wurzeln) ableiten? die geschätzte Zeit, in der sich die Arten separiert haben oder die Anzahl der Mutationen, die während dieser Entwicklung passieren
- Warum können Genstammbäume im Vergleich zu Artstammbäumen verschiedenen Verzweigungen haben? Weil Mutationen der Artbildung vorausgehen
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- Welche Methoden zur Stammbaumrekonstruktion existieren? Sequenzvergleich Punktmatrix (für komplizierte Sequenzvergleiche) Distanzmatrix (Sequenzvergleich mehrer Sequenzen) the "neighbor-joining"- Methode "Bootstrap" Analyse Molekulare Uhr
- Was passiert der der Punktmatrix zur Stammbaumrekonstruktion? 2 Sequenzen werden auf die x- und y- Achse aufgetragen Punkte markieren identische Nukleotide der beiden Sequenzen das Alignement wird duch diagonale Serie von Punkten erzeugt
- Beschreiben Sie die neighbor-joining Methode zur Stammbaumrekonstruktion Annahme: Alle Sequenzen treffen sich in einem internen Knoten (sternförmige Anordnung) zufälliges Paar von Sequenzen ist an zweiten Knoten angefügt und Stammlänge ist berechnet Wiederholung dieses Schritts mit allen Kombinationen kürzeste Stammlängen werden identifiziert dieses Paar ist im endgültigen Baum benachbart diese Vorgehensweise wird dann mit den restlichen Genen wiederholt und führt so zum Stammbaun
- Beschreiben Sie die Funktionsweise der Molekularen Uhr zur Stammbaumrekonstruktion Abschätzung der zeitlichen Trennung zweier Sequenzen Hypothese: Nukleotidsubstitutionen finden in gleichen Häufigkeiten statt Grad der Sequenzunterschieden ermöglicht der Zeitpunkt der Trennung zweier Sequenzen zu bestimmen Kalibrierung mit Referenz zum zu Fossilbelegen Die Molekulare Uhr ist nicht universell Variation zwischen Arten (Organismen mit kurzer Regenerationszeit können Fehler schneller akkumulieren) Variation innerhalb eines Genoms (nicht synonyme Substitutionen finden langsamer statt als synonyme)
- Wie begann die Kultivierung von Nutzpflanzen? Schrittweise Übergang von Sammeln und Folgen der Nahrungsquellen Semi- sesshafte Ansiedlung Permanente Ansiedlung an einem Ort
- Wurden Pflanzen parallel in verschiedenen Regionen der Erde domestiziert? Ja
- Wann kam es zur Verbreitung der Landwirtschaft? Nach Beginn der Domestikation der Nutzpflanzen
- Beschreiben Sie kurz die Maisdomestikation Kolbengröße nahm während der Domestikation zu Harte Schalen und Samen wurden durch (menschliche) Selektion eliminiert Selektion auf reduzierte Verwezigungen ung größere Samen
- Wie entwickelten sich die Samen der Pflanzen während der Domestikation, welchen Vorteil brachte dies? Bsp. Selektion von Samen, die nicht abfallen Wildreis: abfallende Samen (Vorteil: bessere Verbreitung) Domestizierter Reis: nicht abfallende Samen (Vorteil: leichtere Ernte)
- Nenne moderne Ansätze zur Domestikation und Züchtung Heterosis (-Effekt) (Bez. für die besonders ausgeprägt Leistungsfähigkeit von Hybriden) und & Grüne Revolution (Einführung neuer Techniken u.a. zur Entwicklung von Hochleistungspflanzen, besonders in EL) "Marker assisted selection" (MAS) (Nutzung von Genmarkern)
- Erläutern Sie kurz das Heterosis Phänomen Nachkommen von zwei genetisch unterschiedlichen, homozygoten Eltern zeigen überlegene Erträge Entwicklung von Hybridmais steigerte die Erträge Hybridmais setzt sich durch (Saatgut muss jedes Jahr neu gekauft werden, dennoch lohnt sich Investition)
- Zeige den Erfolg der "Grünen Revolution" anhand von Reis "Green- revolution" Pflanzen steigern die Ertäge enorm Entwicklung von Semi-dwarf Getreiden, die nicht abknicken und somit hohe Erträge sichern hierdurch konnte der weltweite Reisertrag von 1960-2000 verdoppelt werden machte Länder wie Indien und Pakistan von Getreideimporteuren zu Getreideexporteuren
- Zeige die Nutzung von MAS anhand der Erzeugung einer Elite- Tomate (die krankheitsresistent ist und trotzdem gute Erträge bringt) Kreuzung der beiden herkömmlichen Nutzpflanze mit entwickelter krankheitsresistenter Pflanze (die aber Einbußen in Ertrag hat) Einige Nachkommen erhalten Krankheitsresistenzgen Identifizierung derer mit molekularen Markern Pflanze mit Resistenzgen wird mehrfach in Elitetomaten zurückgekreuzt (immer unter Prüfung, ob Resistenzgen noch vorhaben) nach einigen Generationen: Elite Tomate