PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Evoluce života - MS720P373
Anglický název: Evolution of life
Český název: Evoluce života
Zajišťuje: Katedra filosofie a dějin přírodních věd (31-107)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2022
Semestr: letní
E-Kredity: 3
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: Mgr. Jana Švorcová, Ph.D.
Mgr. Jan Toman, Ph.D.
Vyučující: Mgr. Jana Švorcová, Ph.D.
Mgr. Jan Toman, Ph.D.
Neslučitelnost : MS720P37K
Je neslučitelnost pro: MS720P37K
Anotace
Poslední úprava: Mgr. Jana Švorcová, Ph.D. (08.01.2023)
Evoluce života 2023

Jana Švorcová, Jan Toman

Přednáška I: Vznik a evoluce planety

Vzhled dnešní planety
o Složení planety – přehled jednotlivých „slupek“ a jejich vliv na dynamiku
o Dynamika planety – endogenní procesy (zejména desková tektonika), exogenní procesy (zejména biosféra v souvislosti s metabolismem)
Jak planeta vznikala? Kosmické souvislosti
o Časová osa a popis událostí ovlivňující vzhled planety
o Diferenciace materiálu, radionuklidy jako časovače událostí, zirkony jako konzervy časovačů
Co je potřeba pro život
o Rozmezí fyzikálních parametrů, při kterých může život v současnosti na planetě existovat (tlak, teplota)
o Podmínky na planetě v době, kdy možná vznikal život – vznik na povrchu či v hlubinách

Přednáška II: Evoluce života

Časová osa – s podrobnějším popisem do kambrické exploze, doklady: metabolické stopy života na planetě, frakcionace izotopů, složení kerogenu, paleontologické fosilie prvních buněk, stromatolity
Co život potřebuje – energie, stavební materiál, replikace
o Základní přehled o tom, jak buňky získávají energii a jak s ní nakládají – gradienty, oxido-redukční reakce, elektrochemický potenciál, metabolické dráhy
o disipace energie a uspořádanost jako zásadní vlastnost života
o přítomnost organických sloučenin a jejich vznik – zdůraznění nedůležitosti v otázce vzniku života

Přednáška III: Evoluce života: modely

o Metabolism first – proč je hypotéza zásadní, hledání místa na Zemi, které poskytne dostatek energie, stavebního materiálu, umožní replikaci
o geologické procesy v současnosti poskytující energii nezávisle na Slunci (serpentinizační procesy – kuřáky na oceánských rýhách, radiolýza vody v hlubinách)
o pyritová pizza – syntéza organických látek spřažená s oxidací pyritu
o lešení z jílových minerálů – model replikace

Přednáška IV: Major evolutionary transitions I

o vznik života skrze ustavení genetické dědičnosti a genetického kódu podle hypotéz information/replication first/teorie RNA světa
o Richard Dawkins a jeho pohled na vznik života
o Obecný proces třídění z hlediska stability (SBS), jeho vztah k selekci a biologické evoluci jako takové, vznik selekce z SBS
o Interaktory, replikátory
o Neživé a živé organismy, schopnost podléhat selekci vs. sémioze, darwinovský práh nebo gradient?
o Konkrétní scénář vzniku a rozvoje života podle hypotézy replication first
o Chemická evoluce, problematika vzniku nukleotidů, jejich řetězení a replikace, role povrchů
o Replikace řetězců RNA, jejich specializace, vznik ribozymů
o Afinita řetězců RNA k fosfolipidům a aminokyselinám, vznik genetického kódu
o Vznik DNA jako stabilního úložiště, existují dnes pozůstatky RNA organismů?
o Vznik bakteriální buňky
o Časování kroků, role symbióz, (ne)výlučnost s hypotézami vzniku života metabolism first
o Syntetická biologie, experimenty s ribozymy a jejich výsledky

Přednáška V: Major evolutionary transitions II

o prokaryotická úroveň života, vznik eukaryot, vznik komplexní mnohobuněčnosti
o Vztah říší Bacteria, Archea a Eukaryota
o Prokaryotické vs. eukaryotické organismy, postavení virů, hypotéza stínové biosféry
o Prokaryotický způsob života
o Symbiózy, sítě, HGT, nepohlavnost, gradualismus, tempo a charakter evoluce, prokaryotické „oddities“ (např. ty vnitřně členěné, archeální konjugace apod.)
o Eukaryotický způsob života
o Pohlavnost, druhovost, punktuacionalistická evoluce, charakter a tempo evoluce, endosymbiózy, tendence zvyšovat hierarchickou komplexitu
o Vznik eukaryot, teorie eukaryogeneze, příčiny, eukaryotické inovace, eukaryotické „oddities“ (např. nálevníci, kinetoplastida s kinetoplastem)
o Vzniky mnohobuněčnosti
o Opakované, jen málo dalo základ komplexním organismům, ustanovení genotypovo-fenotypové mapy vyšší úrovně, role průchodu stadiem jedné buňky, role individuálního vývoje v evoluci, „oddities“ (např. hlenky, hlavonožci apod.)
o Predispozice dalších major transitions (kognitivních schopností, kultury apod.)

Přednáška VI: Environmentální epigenetika

o Definice molekulární epigenetiky, základní procesy (DNA metylace, RNA molekuly, histonový kód), projekt ENCODE, genomový imprinting,
o Vliv prostředí na regulaci genové transkripce-konkrétní příklady
Transgenerační epigenetická dědičnost (TED)
o Co je třeba vyloučit při studiu TED
o Nejznámější příklady TED u různých taxonů, role exosomů
o Evoluční konsekvence TED.

Přednáška VII a VIII: Evoluce kooperace

o Symbiózy a holobiont: definice termínu holobiont, superorganismus, hologenom a další
o Snaha o kategorizaci symbiotických vztahů napříč biosférou
o endosymbiózy, intracelulární endosymbiózy u protistů, u hmyzu, reprodukční paraziti a jejich vlivy na fenotyp hostitele, korály, Rhizobium, mykorhiza, endofyty, termiti a další
o způsoby dědičnosti symbiontů; mikrobiom a socialita
o Lidský holobiont
o Dvě mikrobiologické školy, metody studia, definice, faktory složení, kolonizační determinanty, zrození holobionta, funkce mikrobiomu, variabilita, příklady holobiotické vývojové symbiózy, osa střevo-mikrobiom-mozek
o Holobiont jako jednotka selekce a evoluční konsekvence symbiotických vztahů
o Symbiopoieze, nová nika, nová selektovatelná variabilita, vliv na fitness, pářící preference, cytoplazmatická inkompatibilita, reprodukční izolace

Přednáška IX: Tři evoluční syntézy a vznik evolučně vývojové biologie

o Modulární regulace genové exprese a příklady, toolkit genes a jejich evoluce cestou duplikace a divergence
o Evoluce evolvability
o Víceúrovňová selekce

Přednáška X: Fenotypová plasticita

o Fenotypová plasticita, příklady, definice, role fenotypové plasticity v evoluci, model evoluce jako adaptace řízené plasticitou, Baldwinův efekt a Waddingtonova asimilace, fenotypová a genotypová akomodace

o Shrnutí a informace o zkoušce
Literatura
Poslední úprava: Mgr. Jana Švorcová, Ph.D. (18.03.2019)

MARKOŠ A.. Evoluční tápání : Podoby planetárního životopisu . Červený Kostelec: Pavel Mervart, 2016, 362 s. ISBN 978-80-7465-223-3.

Prezentace k dispozici na sdíleném disku.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK