Lessen voor de 21e eeuw Maandag, 26/11/2012
Darwin 2.0 ?
Docent:
Kevin Verstrepen
VIB lab for Systems Biology &
CMPG Lab for Genetics and Genomics &
Leuven Institute for Beer Research - LIBR
1. Twee verschillende visies op evolutie: Lamarck en Darwin
Lamarck: overerving van eigenschappen die tijdens het leven ontwikkeld werden (en dus variatie die gedreven wordt door selectie)
Darwin: spreekt zich niet uit over origine van variatie, maar zijn theorie behelst een duidelijke scheiding tussen variatie en selectie (slechts een deel van de variatie is nuttig en wordt geselecteerd doordat deze varianten meer nakomelingen produceren, andere varianten sterven uit -> survival of the fittest).
2. De nieuwe synthese verenigt evolutietheorie, genetica en biochemie
De ontdekking van de rol van DNA maakt het mogelijk om de moleculaire mechanismen van evolutie te bestuderen.
3. Recent onderzoek toont aan dat variatie en selectie niet helemaal onafhankelijk zijn
Onstabiele stukjes DNA (zoals tandem herhalingen) komen vaak voor in genen die een sleutelrol spelen in de aanpassing van een organisme aan een veranderend milieu. "Huishoudgenen" (genen die een rol spelen in het interne functioneren van cellen) hebben niet zulke ultra-variabele stukken DNA, en evolueren daarom trager. Andere mechanismen zorgen er dan weer voor dat er meer variatie ontstaat in tijden van stress (met andere woorden: tijden van sterke selectie). In sommige microben bijvoorbeeld is er een mechanisme (SOS pathway) dat ervoor zorgt dat er meer
veranderingen in het DNA (mutaties) optreden in tijden van stress. In hogere organismen zijn er eiwitten (zoals Hsp90) die mutaties kunnen verbergen (bufferen), maar tijdens stress vermindert hun functie, zodat de verborgen mutaties nu wel zorgen voor variatie in eigenschappen.
4. Recente technieken maken het mogelijk om evolutie te bestuderen in het labo
Prehistorische stukken DNA (en de overeenkomstige eiwitten) kunnen gereconstrueerd worden aan de hand van hedendaagse stukken DNA. Bovendien kan de evolutie van organismen die zich snel vermenigvuldigen (zoals microben) zo snel gebeuren dat we ze in het laboratorium kunnen volgen. Moderne technieken laten toe om de volledige DNA sequentie van deze organismen te bepalen, en te bekijken hoe het DNA verandert gedurende hun evolutie.
5. Examenvragen
1. Vergelijk de theorieën van Lamarck en Darwin, en plaats ze in een ruimere context. 2. Vat het beroemde experiment van Luria en Delbrück samen, leg het belang van het
experiment uit en geef ook mogelijke hiaten weer. Leg uit hoe meer recente experimenten aantonen dat de interpretatie van het Luria-Delbrück experiment misschien wat te
verregaand was.
3. De theorie van Darwin wordt soms aangevallen omdat ze geen verklaring zou kunnen bieden voor innovatie (de ontwikkeling van nieuwe eigenschappen). Leg dit argument uit en
bespreek de validiteit van deze kritiek.
KU Leuven Bio-Incubator Gaston Geenslaan 1 B-3001 Leuven, Belgium Ph: +32 (0)16 75 1393 Fax: +32 (0)16 75 1391 Kevin.Verstrepen@biw.vib-kuleuven.be
