Evolúcióbiológia BSc 2016 vizsgatapasztalat

A vizsga az oktatás része, s nem csak abból a szempontból, hogy a hallgatók ezzel fejezik be ténylegesen az adott tárgyat! A vizsgán derül ki, hogy mennyire ment át az anyag. Egyetemen - sajnos - nincs lehetőség, hogy félév közben teszteljem a hallgatók tudását azért, hogy tudjam mennyire sajátították el az anyagot (s nem azért, hogy leosztályozzam őket). Nagyon fontos különbség ez. Több jól működő oktatási rendszer sajátja, hogy az általános iskola első pár évében nincs osztályzás, de dolgozatok vannak. A dolgozatok eredménye mutatja a tanárnak, hogy hol tart az osztály. Egyetemen egyetlen pillanatban tudom megmondani, egyetlen tételből, hogy egy adott illető "hol tart". Több felelet alapján viszont elég pontos képet kapok arról, hogy mennyire ment át az anyag.

Ha egy embernél hallok valami bődületes baromságot, akkor egy ember nem tanult. Ha kettőnél, akkor rossz jegyzet kering, ha többnél, akkor én követtem el valamit! A vizsga után ezeket csokorba szedve talán még van lehetőségem korrigálni pár félreértést.

Miből fakadnak ezek a "félreértések"?

• Hülyeséget mondtam. Szoktam, bár idén szerencsére nem hallottam vissza ilyesmit, vagy a hallgatók magukban kijavították :)
• Nem helyeztem kellő hangsúlyt egy anyagrészre, s a vizsgán kevésbé fontos részek jönnek vissza hangsúlyosan, s fontosak kevésbé hangsúlyosan.
• Az emberek hajlamosak a korábbi ismereteikbe beilleszteni az újat, s ahol a kettő nem egyezik, ott a régit tartják meg. Ez egy súlyos probléma! Ahol nem veszik a hallgatók a fáradságot, hogy azt tanulják meg, amit én leadtam, ott hajlamosak valamikor gimiben hallott ötletekre hagyatkozni. Ez általában nem jön be! (ahol meg bejönne, ott meg mindig bonyolultabb megoldást keresnek a hallgatók)

1. Darwini medicina

Ez a mesélős tétel általánosságban átment. Történeteket könnyen jegyzünk meg. A tudásátadásunk nagy részt történeteken múlik (lásd itt). Ezért is fontos történetekbe szőni az ismereteket (s sajnos a matekos részek ezért nem mennek). Sajnos azonban a mesélős tételnél a gondolkodást el szokás spórolni, ami azért nem árt. Az öregedés evolúciója nagyon nem ment át. Pedig le van írva!

Egyrészről általánosan igaz, hogy hosszabb élet alatt több gyereke lehet az embernek (bármilyen más többször szaporodni képes lénynek is). Nem érzem, hogy fiziológiai korlátja lenne akár az örök életnek is, azaz elvileg minden belső eredetű károsodás kijavítható. Hangsúly a belső eredetűn van. Akkor miért nem élünk mind nagyon sokáig? Mert vannak külső okok, amelyek káros hatása nem biztos, hogy kijavítható. Az oroszlán megesz, az nem javítható ki. Napunk pár milliárd év múlva felrobban és mind ittégünk. Nem javítható ki. Tehát energiát költünk egy rendszer javítására úgy, hogy az költséges javítgatásunk ellenére meg fog halni. Tehát nem érdemes addig fenntartani, vagy inkább egy életkort csökkentő hatás akár el is terjedhet, ha ez olyan későn jelentkezik, amit eleve kevesen élnek meg. Erre rakódhat a gyerekszám optimalizálás: ha korábban több gyerek van az rátermettség szempontjából jobb, de a gyerekszám / gyerekekkel való foglalkozás energiát vesz el az önfenntartástól (csereviszony). Azaz csökkenhet az önjavítás mértéke. S ott van még az antagonisztikus pleiotrópia, az olyan genetikai hatás, ami korai életkorban előnyös, de később hátrányossá válik. Ez is elterjedhet, s így öregedéshez vezet. Apropó öregedés! Ennek a definíciója a kor előrehaladtával csökkenő túlélés és/vagy fekunditás.

2. Mi öröklődik? – Evolúció négy dimenzióban (genetikai, epigentikai, viselkedésbeli és szimbolikus öröklődés)
Na itt jól látszik, hogy a régi szokások rabjai vagytok. A tételnek az lenne a lényege, hogy nem csak genetikai öröklődés van! Minden más példánál az a fontos, hogy a genetika nem változik, mégis van öröklődő tulajdonság. Ezt jegyezzétek meg: nem csak genetikai úton lehet tulajdonságot örökölni!

3. Mutáció és változatosság. A mutációk fajtái és hatásuk. Mutációs ráták. Mutáció nem véletlen természete.
Azt kell mondjam, hogy a genetika anyag sem megy jól. Az előadásnak nem erről kellett volna szólnia, s sajnos azokba a részekbe (pl. mutáció hatása, mutációs ráták) nem is mentetek nagyon bele, ami fontos lett volna.
Egy elkülönítést nem hangsúlyoztam (vagy nem mondtam). Van génmutáció és kromoszómamutáció. A génmutáció hatásában egy gént (rövidebb DNS szakaszt) érint. Ha inzerció/deléció van, akkor beszélhetünk frameshift-ről. Kromoszómamutációnál is lehet inzerció/deléció, de akkor hosszabb szakaszokkal történik és teljes gének, sőt több gén esik ki vagy duplikálódik.

4. Az ideális populáció és evolúciós következményei.

Az ideális populáció ismérvei mentek. Az, hogy egyik-másik kihagyása  mit okoz, már kevésbé.

1. véges populációméret -> sodródás
2. migráció -> génáramlás egyik populációból a másikba
3. mutáció -> új változat(ok) megjelenése
4. szelekció -> adaptáció
5. szelektív párválasztás -> genotípus gyakoriság eltér a H-W-től

Emlékeztetek rá, hogy a szexkromoszómával van valami. Ott nem áll be 1 generáció alatt a HW egyensúly. Amikor megkérdeztem, hogy melyik szexkromoszómáról van szó, akkor pánikrohamot kaptatok. Ha nem jegyeztétek egyszerűen meg, akkor lehet gondolkodni. Emberben XY rendszer van. Az Y csak apától eredhet, s csak fiúkban van. Haploid öröklődésű. Haploid öröklődésnél a tétel elején beláttuk, hogy 1 generáció alatt beáll a HW egyensúly (ez nem HW egyensúly, mert az szexuális populációra vonatkozik, de most hívjam így, hogy ne zavarodjatok jobban bele). Tehát csak az X-nél lehet ilyen probléma.

Másik problémás kérdés az volt, hogy mit is jelent a p² a 1=p²+2pq+q² képletben. Miért van a négyzeten? Azért mert pánmixis van. Tehát p valószínűséggel választok A1 genotípusú női gamétát és hozzá p valószínűséggel egy másik A1 típusú hím gamétát. A két valószínűség összeszorozható, mert egymástól függetlenek (ez a pánmixis). A p² az A1A1 genotípus gyakorisága HW egyensúlyban. Azaz a megszokott képletben genotípusgyakoriságok vannak. Persze a p és a q is felfogható genotípus gyakoriságként, de ezek a gaméták genotípusának gyakoriságai. Lehet nekem fura válaszokat adni, ha azok jók ;)

5. Sodródás. Evolúció neutrális elmélete. Molekuláris óra. Koaleszcencia. Őskutatás.

Az megmaradt, hogy a véletlen fontos. Ezt kiegészítem (hangsúlyozom) azzal, hogy a populációdinamikai véletlenszerűség a fontos a sodródásban. Tudom eloszlásokban és valószínűségekben nagyon nehéz gondolkodni, mert egyedekben (saját magunkban) gondolkodunk. De lehet, hogy így sikerül megmagyaráznom a dolgot. Van 10 tétel, s van 4, amire nem jutott idő. Tehát 40% valószínűséggel bukta és 60% valószínűséggel a 2-es legalább megvan. No de ez az okoskodás akkor lenne értelmes, ha 100-szor vizsgáznál, s akkor kb. 40-szer buksz és 60-szor átmész. De te egyszer vizsgázol. A kimenet vagy bukás vagy nem. Nem 60%-ban átment, hanem vagy 100%-ban átment, vagy 0%-ban átment (bukott). Ez a stochaszticitás. Úgy is mondhatom, hogy mivel nem végtelenül sok vizsgátok van, így meg lehet úszni, hogy 1-1 tételt nem tudtok. Ha végtelenül sok (vagy legalábbis nagyon sok) vizsgátok lenne, akkor csak a tételek 100%-nak tudása biztosítaná az átmenetet. Máskülönben valamiből bukás lenne. Mindenféle biológiai példával, szimulációval ezt próbáltam az előadáson is elmagyarázni.

6. Szelekció. Szelekció Wright-Fisher elmélete. Biológiai példák.
Az egyensúly és a szelekció végállapota nagyon nem ment. Egyensúly az, amikor az allélgyakoriság nem változik. Ez általában akkor nem változik, amikor egyik vagy másik allél fixálódik. Ilyenkor p vagy 0 vagy 1. Ez a végállapot. Amikor egyik genotípus egyértelműen előnyösebb, vagy heterozigóta hátránynál mindig ez a végállapot. Egyedül heterozigóta előnynél lehet olyan egyensúlyi állapot, hogy 0<p<1. Ez azért fontos, mert polimorfizmust tart fent. Tehát egyensúlyban több allél van jelen a populációban. Ez fontos!

A rátermettségbe bele sem ment senki. Lehet jobb is a lelkemnek. De nem ártana, ha próbálnátok felfogni. MSc-n megint elő fog jönni!

Ez volt az egyik számolós tétel. Rettegtetek is tőle. Nem kéne. A levezetések csak algebrát igényelnek, azaz olyat, amit rengeteget gyakoroltatok általános iskolában és gimiben! Itt a biológiai értelmezése a fontos. A levezetésben akár segítek is, az értelmezést viszont nektek kell tudni. Akik ebből feleltek, remélem érzékelték, hogy nem kérdeztem vissza a legapróbb egyenlőtlenséget, ami a tételben volt. Sok mindent megmutatok, amit nem biztos, hogy visszakérdezek, vagy nem részleteiben. Például a polimorfizmus fennmaradásánál elég tudni, hogy egy köztes gyakoriságon marad fent minkét típus, de ezen egyensúlyi gyakoriság függését a w₁₁, w₁₂, w₂₂ paraméterektől nem kell tudni.

Ne féljetek a matektól!

7. Adaptáció és koevolúció.

Történetek voltak. Általában tudtátok, nincs gond. Itt később az adaptív magyarázatok általános szerkezetét jobban vissza fogom kérdezni. Azaz, mi is kell ahhoz, hogy bizonyítjuk egy jelleg adaptív mivoltát (s most felejtsük el az exaptáció-adaptáció vitát)?
A tulajdonságnak öröklődnie kell.
A tulajdonságban kell lennie változatoknak.
A különböző változatok rátermettsége különböző kell legyen.
Közvetlen szelekció kell legyen az adott tulajdonságra.

8. Fajképződés

A fajképződéshez / reproduktív izolációhoz vezető szelekciós nyomás mikéntje kavarog még a fejekben. Allopatrikus fajképződésnél nincs arra követlen szelekció, hogy a fajok szétváljanak. Nem találkoznak, nem képződnek hibridek. Az elválás más miatt jön létre. Szimpatrikus fajképződéskor viszont nem árt, ha van közvetlen szelekció is a reproduktív izolációra. A hibridek ugyanis általában köztes fenotípusok okán egyik új niche-ben sem túl jók. A poszigotikus izoláció bár izoláció (a hibridek csökkent túlélése egy részleges posztzigotikus izoláció), de nem jó a fajnak, mert a hibridekbe fektetett energia elvész. Ilyenkor alakul ki valamilyen prezigotikus izoláció. Prezigotikus izoláció máshogy is kialakulhat, de ezt majd elolvassátok a tankönyvben, ha érdekel.

9. Evolúció bizonyítékai és az evolúcióval kapcsolatos tévhitek. Példák evolúciós folyamatokra. Gyors evolúciós változások.

Aki elolvasta a fejezetet annak nem volt gondja a tétellel.

10. Makroevolúciós mintázatok: a nagy evolúciós átmenetek általános jellemzése. 

Nem adtam ki jegyzetet erről és a hallgatóság végtelen leleményességében feltúrt egy jó pár éves ppt-t tőlem, aminek a címe legalábbis hasonló. Igaz az ténylegesen makroevolúciós mintázatokról szólt, ami sajnálatosan morfológiai változások általános dolgairól szól, azaz igen partikuláris kérdés. Fontos dolgok azok (azért is tartottam róla előadást annak idején), de majd megbeszéljük többsejtűség evolúciója / morfológiai evolúció előadáson. Itt a nagy átmenetekre lettem volna kíváncsi.

Angol wikin legalább a lista fent van! Aztán persze kénének példák. Egyrészről mondtam én is, de itt nagyon előjön, hogy a képzés előadásait független entitásként kezelitek. Nincs időtök, lehetőségetek és szelekciós nyomás, hogy szintetizáljátok magatokban a hallottakat. Erre lenne jó a szigorlat és a záróvizsga. Sajnos azonban ezeken a vizsgákon egyszerűen ugyan azt kérdezzük vissza, mint kollokviumon.

Tehát, ha megkérdezem, hogy a többsejtűség mely csoportokban alakul ki, akkor a növények, állatok, gombák jó válasz. Csak tudjátok, hogy mi az a növény! Elsődleges fotoszintézisre képes (Archaeplastida) élőlények? Azok nem mind többsejtűek. Zöld növények (Viridiplantae)? Azok sem mind többsejtűek. Az embriós növények (Empbryophyte) már jó válasz. Rendszertant nem véletlenül tanultatok! Állatoknál viszont nem kell az álszövetes/szövetes dolgon agyalni: minden metazoa többsejtű. Nem kell a placozoa-n sem elmélkedni (bár örülök, hogy volt akinek eszébe jutott!), egyrészt többsejtű, másrészt valószínűleg másodlagosan leegyszerűsödött. Hasonlóan a gombák (Fungi) többsejtűek. Persze itt a szoros értelemben vett gombákról van szó, nem a mindenféle más csoportról, amelyeket valaha ide soroltak (bár azok közül is több többsejtű és jó a felsorolásba).

11. Ember és evolúció

Történetek voltak, azok átmentek. Az viszont még mindig nem, hogy emberben legnagyobb szelekció nem a túlélésre, hanem a fekunditásra van. Azaz az emberek közötti rátermettségkülönbség mögött nem a differenciált túlélés van (ami jelenleg a reproduktív kor utáni túlélésben jelentkezik, s így rátermettség szempontjából majdnem semleges, csak azért majdnem, mert unokákat még lehet pesztonkálni, s ezzel közvetetten növelni a rátermettséget - az evolúcióbiológiának is megvannak a maga bonyodalmai/szépségei). De fekunditásban irdatlan különbségek vannak! Egyes népcsoportok ma is 2%-os éves növekedést mutatnak. Csak gondoljunk bele, ha Magyarország ilyen növekedést mutatna, az évente +200000 magyart jelentene (tegyük fel, hogy a magyarok szaporodnának). Ehhez képest több tízezerrel fogyunk évente, miközben a 2% növekedést produkáló afrikai országokhoz képest a túlélésünk sokkal jobb. Csak hát kevés gyerek van!