Erfelijkheidsleer: genen en chromosomen

De erfelijkheidsleer of genetica houdt zich bezig met de overerving van menselijke eigenschappen door middel van genen en chromosomen.

Genen en chromosomen

Genen

Genen zijn onderdelen van extreem lange moleculen, gemaakt van een substantie genaamd DNA(deoxyribonucleicacid). Deze moleculen zijn aanwezig in de eicel en de spermacellen welke samen een nieuw individu maken, ze repliceren zichzelf tijdens elke splitsing.
Een kopie van je hele set van DNA is gesitueerd in het middelste in elk van je cellen, waar het dient als een sjabloon voor het produceren van een andere moleculaire substantie, RNA (ribonucleic acid), welke weer als een sjabloon dient voor het produceren van proteïnemoleculen dient.
Iedere proteïnemolecuul bestaat uit een lange ketting van smallere moleculen, aminozuren genoemd. De 20 afzonderlijke aminozuren kunnen gerangschikt worden in oneindige series om verschillende proteïnemoleculen te vormen.

Het werk van elk gen is de code verstrekken die elk deel van de aminozuren commandeert. Een gen kan gedefinieerd worden als een onderdeel van een DNA-molecuul dat de code draagt voor het vervaardigen van een zeker type proteïnemolecuul.

Genen dienen ook als de biologische eenheid van erfelijkheid.

Genetica: ontstaan genen

Eem chromosoom is de structuur waarin het genetische materiaal opgeslagen ligt. Een chromosoom is verspreid over het binnenste van de cel en niet zichtbaar. Een normaal mens heeft 23 paren van chromosomen. 22 van deze zijn echte paren en aanwezig in zowel de man als de vrouw. 1 chromosomenpaar bestaat uit een groot chromosoom genaamd X en een kleiner chromosoom genaamd Y (man). Vrouwen hebben 2 X-chromosomen.

Mitose is de deling van cellen waarbij nieuwe cellen geproduceerd worden (anders dan eicellen of spermacellen). Hierbij deelt en repliceert elk chromosoom zich, waarbij 1 kopie van elk chromosoom zich verplaatst naar elk van de 2 celkernen die net gevormd zijn.

Meiose is de deling van cellen waarbij eicellen of spermacellen geproduceerd worden, waarbij de cellen niet identiek zijn. Elke chromosoom repliceert zichzelf eenmaal, waarna de cel 2maal deelt. Voor de 1e celdeling, de chromosomen van elk paar sluiten aan en wisselen volstrekt onwillekeurig genetisch materiaal uit.

Een zygote is het resultaat van samensmelting eicel en spermacel, bevat 23 paar chromosomen. Elk deel van dit paar komt van elke ouder. De zygote groeit door mitose.

Iedere zygote is uniek.
Een een-eiige tweeling is gevormd doordat 2 celbundels gescheiden zijn van elkaar tijdens de vroege mitose. Ook wel mono-zygotische tweeling genoemd.
Een Twee-eiige tweeling heeft 2 zygotes. Dit wordt ook wel dizygotische tweeling genoemd.

Twee genen op dezelfde plek kunnen identiek zijn of niet. Van elk gen zijn meerdere uitvoeringen mogelijk. Elke uitvoering wordt een allel genoemd. Als een individu voor een bepaald gen twee gelijke allelen heeft, dan noemt men dit gen homozygoot. Als het twee verschillende allelen heeft, noemt men het gen heterozygoot.

Erfelijkheidsleer: invloed genen op gedrag

Genen produceren of controleren gedrag nooit direct. Alle effecten die genen hebben op gedrag verschijnen door hun rol in de bouw en verandering van de fysieke structuren van het lichaam. Deze structuren, die interacteren met de omgeving, produceren gedrag.

Genen beïnvloeden de lichamelijke ontwikkeling enkel door hun invloed op de productie van proteïnemoleculen. Een groep van proteïnemoleculen vormt de structuur van elk lichaamsonderdeel. Een grotere groep, enzymen genaamd, controleren het gedrag van elke chemische reactie in elke cel.

Erfelijkheidsleer: genotype en fenotype

Met omgeving wordt ieder aspect van een individu buiten de genen om bedoeld.
Omgeving kan genen “aan” en “uit” zetten, resulterend in een wijziging in gedragscapaciteit.

Het genotype is de set van genen dat een individu bezit.
Het fenotype bestaat uit de observeerbare delen van het lichaam en gedrag.

Erfelijkheidsleer: overerfelijkheid, selectie en voortplanting

Theorie van Mendel

Gregor Mendel toonde met doperwten de overerfelijkheid aan.

De vier belangrijkste ideeën over genen:

1. Genen kunnen gedrag beïnvloeden door de ontwikkeling van specifieke delen in de hersenen te beïnvloeden.
2. Een enkel gen heeft meerdere effecten.
3. Sommige genen oefenen hun invloed uit door sets met andere genen te activeren, waarmee ze de productie van enkele of meerdere proteïnemoleculen stimuleren.
4. De evolutie van de mens (en andere diersoorten) heeft te maken met veranderingen in anatomie en gedrag dat voortkomt uit veranderingen in genen.

Eigenschappen die voortkomen uit variatie van een enkel gen zijn typisch categoriaal (sterk anders) in de natuur.
Meestal benaderen metingen een normale verdeling, dat wil zeggen dat de meeste scores in de buurt van het gemiddelde vallen en dat de frequentie van de scores afneemt richting de extremen.
Een polygenische eigenschap is een eigenschap die steeds verschilt en meestal beïnvloed wordt door meerdere genen

Selectie

Selectieve voortplanting slaat op de leden van een generatie die het best aangepast zijn aan wat de omgeving verlangt planten zich het best voort.
Door selectieve voortplanting kan een eigenschap versterken of verzwakken bij overerving

Artificiële selectie is selectie door mensen
Natuurlijke selectie is selectieve selectie in de natuur

De genetische verscheidenheid op basis waarvan natuurlijke selectie werkt kent 2 oorzaken, het mengen van de genen bij de voortplanting en mutaties. Mutaties zijn fouten die incidenteel en onvoorspelbaar voorkomen tijdens de DNA-replicatie, waardoor het replica niet identiek is aan het origineel. Mutaties zijn vaker schadelijk dan nuttig.

Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) dacht dat veelvuldig voortkomend gedrag in de genen opgenomen kon worden (giraffen die hun lange nek te danken hebben aan veel strekken van de nek)

Evolutie

Evolutie is in gang gezet door veranderingen in de omgeving. Als de omgeving stabiel zou blijven zouden organismen zich compleet aanpassen en niet of amper meer veranderen. Verandering van omgeving zet niet aan tot mutaties, maar wel tot aanpassen van de natuurlijke selectie.

Drie misvattingen over evolutie

1. Natuurlijke selectie leidt enkel tot veranderingen die onmiddellijk nuttig zijn, het anticipeert niet op de toekomst.
2. Evolutie heeft geen vastgestelde route of gepland einde.
3. Natuurlijke selectie leidt niet tot goede of slechte aanpassingen, of tot (in)morele aanpassingen.

Bij evolutie moet men goed onthouden dat "natuurlijk” geen synoniem is voor “moreel goed”. Natuur is niet moreel van zichzelf, de mens geeft deze waarden. Men moet er ook op letten dat genen ons gedrag niet direct beïnvloeden, maar werken samen met de omgeving.

Functionalisme

Functionalisme is de poging om gedrag te verklaren in termen van het nut voor het individuele gedrag.

Grenzen van het functionalistisch denken

1. Sommige eigenschappen zijn niet meer noodzakelijk
2. Sommige eigenschappen zijn bij-resultaten van natuurlijke selectie voor andere eigenschappen
3. Sommige eigenschappen zijn het resultaat van kans (niet nuttig maar nooit uitgewist door evolutie)
4. Geëvolueerde mechanismen zijn niet in iedere situatie effectief

Bepaald gedrag is instinctief, soort-specifiek (zoals mimiek bij mensen). De mens is biologisch voorbereid, men is uitgerust met een fysiek en mentaal pakket wat het leren van bepaalde vaardigheden etc. mogelijk maakt.

Overeenkomsten en verschillen tussen organismen

Twee vormen van overeenkomst tussen verschillende organismen

• Homologie: elke gelijkheid die bestaat doordat de organismen dezelfde voorouders hebben
• Analogie: elke gelijkheid die voortgekomen is uit gedeelde evolutie

Aan de hand van homologieën kan men onderliggende mechanismen onderzoeken en de evolutionaire verloop van soort-specifiek gedrag traceren.

Voortplanten

Er zijj vier voortplantingsklassen:

1. Polygyny: 1 man paart met meerdere vrouwen (meeste diersoorten) (veel vrouw, weinig man investering in nageslacht)
2. Polyandry: 1 vrouw paart met meerdere mannen (veel man, weinig vrouw investering in nageslacht)
3. Monogamy: 1 man paart met 1 vrouw (evenveel vrouw als man investering in nageslacht)
4. Polynandry: meerdere mannen en vrouwen uit een groep paren met elkaar (investering in de groep)

Helpen en investeren

Robert Trivers ontwikkelde de theorie rondom parentel investment. Hiermee wordt de tijd, energie, risico’s etc. die ouders in hun nageslacht stoppen bedoeld.

Agressie is het vechten met zelfde diersoort.
Mannen zijn agressiever dan vrouwen. Vrouwen stoppen met vechten wanneer ze hun doel bereikt hebben, mannen niet.

Helpen is gedrag dat de overlevingskans of voortplantingscapaciteiten van een ander individu laat toenemen.
Er zijn 2 soorten hulp:

1. Coöperatie: individu helpt zowel een ander als zichzelf
2. Altruïsme: individu helpt een ander terwijl het zijn overlevingskans of voortplantingscapaciteiten laat afnemen

Kin (verwantschap) selectie theorie: gedrag is altruïstisch door natuurlijke selectie omdat men vooral diegene helpt die genetisch het meest op zichzelf lijken (individu overleeft niet, individu's genen wel)
Bij mensen wordt dit gedrag nepotisme genoemd.

Men helpt anderen wel of niet op basis van of een individu eerder wederkerig was naar hen of niet.

Wederkerigheid is niet altruïstisch, maar egoïstisch, omdat een ander helpen in dit geval de kans vergroten op hulp van anderen in de toekomst betekent. Het helpen van individuen die niet in staat zijn zich wederkerig te gedragen vergroot de empathie voor de helpers en daarmee de kans op hulp van anderen in de toekomst.