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Darwin’s two objec0ves: 1. Show that organisms are related through common descent with modifica0on. 2. Show that natural selec0on was the main cause of this transforma0on.

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Darwin’s  two  objec0ves:  

1.  Show  that  organisms  are  related  through  common  descent  with  modifica0on.  

2.  Show  that  natural  selec0on  was  the  main  cause  of  this  transforma0on.    

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Darwin’s  problem  

•  Why  don’t  new  variants  simply  regress  back  into  the  original  popula0on?  

•  Large  areas  more  important  for  Darwin  even  than  isola0on.  

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Heredity  

•  Current  sense:  traits  which  result  from  passage  of  gene0c  material  (DNA)  from  one  genera0on  to  next.  

•  Opposed  to  everything  caused  by  physiological  response  to  the  environment.  

•  Nature  vs  nurture.  

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The  problem  of  reversion  and  inheritance  

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Francis  Galton  1822  to  1911.  Bri0sh  polymath,  Darwin’s  cousin.  

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Cowan,  R.S.  1972.  

•  Galton’s  contribu0on  to  gene0cs.    Journal  of  the  History  of  Biology    5  (2),  pp.  389-­‐412  

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Problem  for  Darwin’s  theory  

•  Small  progressive  evolu0onary  change  will  be  ineffec0ve  because  new  variants  will  inevitably  breed  with  old  types  and  regress  to  the  mean.  

•  Suggested  that  change  requires  “sports”;  true  breeding  discon0nuous  changes.    But  these  were  a  problem  for  Darwin  who  rejected  them  as  contributors  to  evolu0on.    

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Darwin’s  “pre-­‐potent”  characters  

•  If  the  organism  is  stressed,  this  compromises  the  forces  of  inheritance  and  allows  the  appearance  of  pre-­‐potent  characters  which  then  dominate.    E.g.  cross  two  differently  colored  pigeons…can  result  in  appearance  of  the  slate-­‐blue  variety;              

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Theories  on  varia0on  

•  Varia0on:  tendency  of  offspring  to  differ  slightly  from  their  parents.  

•  Inheritance:  tendency  of  parents  to  produce  like  offspring.  

•  Are  there  two  different  forces?  Or  one  force  which  fails  to  work  perfectly?  

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•  P.  Lucas  1847.    Traite  philosophique  et  physiologique  de  l’heredite.    2  Volumes.  – Varia0on  occurs  aeer  birth  (Environmental  factors)  

– Varia0on  occurs  aeer  concep0on  before  birth  (maternal  factors)  

– Varia0on  occurs  at  concep0on  (maternal/paternal  inheritance.  

– Varia0on  occurs  at  concep0on  (past  genera0onal  inheritance)  

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Darwin’s  interpreta0on  

•  Reproduc0ve  system  unusually  sensi0ve  to  environmental  change.  

•  Extreme  condi0ons  provoke  it  to  develop  plas0city  in  offspring.  

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Agacks  on  Darwin’s  posi0on  on  varia0on  

•  Varia0on  random.    New  species  arise  by  chance.  

•  If  environmental  effects  are  so  crucial,  then  adaptability  is  not  so  important.    

•  If  con0nuous  varia0on  are  the  “stuff”  of  evolu0on  (and  these  are  minor  and  con0nuous)  then  change  can  never  surpass  the  “species”  line.  

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Pangenesis  

•  “As  Darwin  explained  it,  pangenesis  was  the  highly  abstract  no0on  that  every  0ssue,  cell  and  living  part  of  an  organism  produced  minute,  unseen  gemmules  (or  what  he  some0mes  called  granules  or  germs)  which  carried  inheritable  characteris0cs  and  were  transmiged  to  the  offspring  via  the  reproduc0ve  process.  “  

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Galton’s  ancestral  law  

•  Parents  each  contribute  1/4;  grandparent  1/8,  great  grandparent  1/16,  etc.  of  heritage  to  their  offspring.  

•  Small  con0nuous  change  doesn’t  contribute  to  evolu0on  but  produces  varia0on  about  a  mean.  

•  Raw  materials  of  evolu0on  are  discon0nuous  varia0ons  or  “sports”.  

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Galton’s  polyhedron  

 

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Galton  on  fingerprints  

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Orthogene0c  theories  

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William  Bateson  1861  to  1926.  English  gene0cist.  

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Hugo  de  Vries.  1848  to  1935.    Dutch  gene0cist  

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Oenothera  spp.  

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De  Vries  muta0on  theory  

•  Muta0ons  give  direc0on  to  evolu0on,  not  the  natural  selec0on  for  variants  represen0ng  con0nuous  change.      

•  Saw  himself  with  Darwin  and  Lamarck  as  a  prime  contributor  to  evolu0on  and  the  originator  of  an  experimental  approach  to  the  subject.  

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August  Weismann  1834  to  1914.  German  evolu0onary  biologist  

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Rudolph  Leuckart    1822  to  1898.    German  Parasitologist/microscopist  

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One  of  Leuckart’s  posters  

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Leuckart’s  posters…  

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Weismann  at  Albert  Ludwig  University  of  Frieberg,  Breisgau  

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•  Cell  theory:    Schleiden  and  Schwann  in  early  1800s;  completed  by  Virchow  

•  Earlier  German  workers  (Van  Beneden,  Strasburger)    established  difference  between  cytoplasm  and  nucleoplasm  in  cells  

•  Mitosis  discovered  by  Walther  Flemming  

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Chroma0c  aberra0on  and  its  correc0on  with  double  lens  design    

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Aniline  dyes  and  other  stains  

•  Allowed  more  differen0a0on  of  internal  cons0tuents  of  cells.  

•  Metachroma0c  effects  

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Meiosis  

•  Described  by  Hertwig  1876  in  seas  urchin  eggs.  

•  Later  van  Beneden  described  the  process  in  Ascaris  

•  1890  Weissman  proposes  the  biologcal  significance  of  meiosis-­‐-­‐-­‐reduc0on  of  chromosome  number  in  prepara0on  for  fer0liza0on.  

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Weismann  recognizes  significance  of  meiosis  

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Parascaris  and  chroma0n  diminu0on  

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Weismann  1883.  “On  inheritance”  

•  Proposed  that  germ  plasm  which  would  be  used  to  create  further  genera0ons  of  individuals,  separated  from  the  rest  of  the  embryo  early  in  development.  

•  Protected  from  any  further  modifica0ons  during  the  lifespan  of  the  organism.  

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Experiments  in  Lamarckian  inheritance  

•  Cuts  tails  off  mice  over  many  genera0ons;    was  unable  to  change  the  tail’s  poten0al  in  any  way.  

•  Experiment  was  not  seen  as  cri0cal  because  Lamarckians  saw  it  as  invalid;    no  use/disuse  was  involved.      

•  But  Weismann’s  interpreta0on  of  meiosis  gave  the  physical  basis  for  Mendels  theory.  

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“Eclipse  of  Darwinism”  1880  to  1916  

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Asa  Gray  1810  to  1888.    American  Botanist    

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Edward  Drinker  Cope.  1840  to  1897.  American  Paleontologist,  Ichthyologist,,  

Herpetologist  

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Walter  Sugon  1877  to  1916,  American  gene0cist  

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Meanwhile…back  in  Gene0cs  

•  Developed  from  de  Vries  original  experiments.  

•  Thomas  Hunt  Morgan.    1866  to  1945.    American  evolu0onary  biologist,  gene0cist.  

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Sex  linked  inheritance  

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A  Cri&que  of  the  Theory  of  Evolu&on  (1916)  

•  Elaborated  his  theory  of  how  genes  are  Mendel’s  factors.  

•  Selec0on  acts  by  incorpora0ng  beneficial  muta0ons  into  the  popula0on  (selec0on)  

•  Established  the  grounding  for  the  Darwinian  synthesis  organisms  

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Gene0cs  and  Eugenics  

•  Instrumental  ra0onality:    we  can  solve  our  problems  by  using  science.  

•  Dangerous  when  used  in  conjunc0on  with  a  “promethean”  outlook  wherein  man  dominates  (rather  than  is  part  of)  nature.  

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Plato’s  Republic  

•  In  his  republic  argued  for  careful  screening  of  mates  to  produce  the  best  children.  

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Francis  Galton  

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Francis  Galton  and  Biometrics  

•  Studied  genius;    saw  that  genius  was  clustered  in  families.  

•  Ini0ated  twin  studies  b/c  he  recognized  that  nurture  and  nature  had  to  be  separated  to  understand  cause.  

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Galton,  cont’d  

•  Socie0es  that  shelter  their  weak  were  degrading  human  stock  

•  Advised  against  helping  the  poor  •  Also  advised  careful  marriages  among  the  most  gieed  (ie  Europeans).  

•  Coined  “eugenics”  in  1883.  

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Davenport  1866  to  1944.  biologist  and  gene0cist  

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Madison  Grant.    1865  to  1937.    lawyer  and  eugenicist  

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Franz  Boas.  1858  Germany–1942  US.  Anthropologist  and  opponent  of  

eugenics    

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Policies  emboldened  by  eugenics  

•  Family  planning:    Margaret  Sanger  et  alia.    Targeted  black  popula0ons  with  birth  control.  

•  Forced  steriliza0on  programs  for  racial  minori0es  and  the  poor.  

•  Immigra0on  controls;    some0mes  immigrants  were  hunted  and  returned  to  their  na0ve  country.    

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Problems  with  eugenics  

•  Is  there  a  problem  to  solve?    Overemphasied  determinsim  of  genes;  ignored  environment  

•  Misrepresented  role  of  genes;    treated  a  strictly  determinis0c.    But  depends  on  interac0on  with  environment  

•  Misrepresented  the  power  of  ar0ficial  selec0on.    E.g.,    can  a  controlled  breeding  program  of  a  minority  of  humans  swamp  the  rest  of  the  popula0on?  Does  selec0ve  breeding  for  a  few  genes  improve  the  lineage?  

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Overall  effect  of  eugenics  

•  Prevent  poor  (including  racial  minori0es)  from  reproducing  or  from  accessing  resources  for  their  families.  

•  Policies,  ostensibly  based  in  science,  were  notoriously  secre0ve  and  coercive  rather  than  informa0ve  and  permissive.  

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God  and  Science  in  the  20th  century  

•  Since  the  enlightenment,  religion  had  seen  nature  as  illustra0ve  of  Gods  works  

•  Darwin  explained  the  remarkable  fit  of  organisms  to  their  environment  without  using  the  concept  of  God.  

•  This  lee  ligle  for  religion  to  explain  

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Frederich  Nietzsche  

•  “God  is  dead”  •  “superman”  is  the  expression  of  God  in  every  man  

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Scien0fic  atheism  

•  William  Draper  1871.    The  History  of  the  Conflict  between  Religion  and  Science  

•  Contrasted  religion  as  based  on  myth  and  belief  without  evidence  

•  Science  based  on  evidence  and  experiment  

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Andrew  Dixon  White  1832  to  1911.  American  educator  

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Among  Scien0sts  

•  Religion  is  a  more  private  affair  •  Scien0st  less  likely  to  cri0cize  religion;    more  likely  to  see  religion  as  pertaining  to  different  areas  of  their  life.  

•  E.g.    Thomas  Huxley  coined  the  term  agnosicism  to  describe  his  posi0on  

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e.g.  Huxley  versus  Wilberforce  1860  

•  The  great  debate.    •  Lucas,  J.  R.  (1979).  "Wilberforce  and  Huxley:  a  legendary  encounter".  The  Historical  Journal  22  (2):  313–330.    

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The  Scopes  Monkey  Trial  

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Sir  Ronald  Fisher,  Bri0sh  Sta0s0cian,  gene0cist  1890  to  1962  

R.A.  Fisher  1918.    The  correla0on  between  rela0ves  on  the  supposi0on  of  mendelian  inheritance.    Trans.    Roy  Soc  Edinburgh  52:  399–433.    

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Richard  Dawkins.    1941.    English  Biologist  

•  E.g.  The  God  delusion  

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Sir  Ronald  Fisher,  Bri0sh  Sta0s0cian,  gene0cist  1890  to  1962  

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Fisher,  Ronald  A.  (1921).  "On  the  "Probable  Error"  of  a  Coefficient  of  Correla0on  Deduced  from  a  Small  Sample".  Metron.  1:  3–32.      Fisher,  R.  A.  (1930).  The  Gene0cal  Theory  of  Natural  Selec0on.    Clarendon  Press.  

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Sewell  Wright,    1889  to  1988  American  gene0cist  

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Provine,  William  (1986).  Sewall  Wright  and  Evolu0onary  Biology.  University  of  Chicago  Press.  

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Wright,  S.  (1921).  "Correla0on  and  causa0on".  J.  Agricultural  Research.  20:  557–585  

 

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Cavia  porcellus  

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F-­‐sta0s0cs  

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Shieing  balance  theory  

•  Popula0on  structure  is  key  to  understanding  how  evolu0on  will  work.  

•  Muta0on  and  migra0on  have  comparable  effects  (though  their  sizes  are  oeen  disparate)  

•  Selec0on  and  drie  can  work  together  to  produce  change  (most  powerful  effect).  

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Fitness  landscapes  

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Wright  and  Fisher  

•  Very  different  approaches  to  their  science  •  Very  different  outlooks  on  how  evolu0on  worked  

•  Complemented  each  others  work  greatly  •  Along  with  J.B.S.  Haldane  created  the  new  synthesis  which  combined  gene0cs  with  ecology  in  evolu0onary  theory.  

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Elements  lee  out  of  the  new  synthesis  

•  Development  appreciated  by  Wright  as  a  complica0ng  factor,  but  not  well  integrated  into  theory.  

•  This  occurred  (and  is  occurring)  only  recently.    See  for  example  “evo-­‐devo”  and  “epigene0cs”  


Darwin’s evolution a fake

Darwin’s Transatlantic Lice

DARWIN’S Unfolding Revolution

Darwin’s Journey and Observations

Darwin’s Women

Darwin’s Early Life

Darwin’s Tea Party

CHARLES DARWIN’S PACIFIC PROJECT

Mathematics of Darwin’s Diagram

Darwin’s Theory of Evolution as a Mechanistic Process Darwin’s Idea of Common Descent Darwin’s Idea of Common Descent Darwin’s Idea of Gradualism Darwin’s

Darwin’s Theory

Darwin’s Bright Idea

Darwin’s Ship Lift Project

Darwin’S Exhibition

EVOLUTION & DARWIN’S THEORY

DARWIN’S WORLD - RPGObjectsrpgobjects.com/pdf/DarwinPreview.pdf · 2008-07-25 · Darwin’s World project. From Chris: Thanks to my wife, James Mathe, Tom Baleno, and the Darwin’s

Darwin’s Voyage of Discovery

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Darwin’s Voyage Chapter 16

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Chapter 22: Evolution Historical perspective on evolution Historical perspective on evolution Darwin’s voyage Darwin’s voyage Darwin’s theory: evolution

Chapter 15 a $100 $200 $300 $400 $500 $100$100$100 $200 $300 $400 $500 Darwin’s Case FINAL ROUND Life’s Diversity Darwin’s Thinking Darwin’s Case

Darwin’s Evidence Evolution Process Thoughts of the Time Darwin’s Influences Galapágos Islands Darwin’s Voyage 100 200 300 400 500 FINAL JEOPARDY FINAL

DARWIN’S WORLD - RPGObjects · DARWIN’S WORLD Post Apocalyptic World Rules v2.0 ... The ‘d20 System’ and the ‘d20 System’ logo are ... Darwin’s Word, Twisted Earth,

15-2 Ideas That Shaped Darwin’s Thinking. Slide 2 of 25 Darwin’s Observations

Chapter 15b $100 $200 $300 $400 $500 $100$100$100 $200 $300 $400 $500 Darwin’s Case FINAL ROUND Life’s Diversity Darwin’s Thinking Darwin’s Case

7.1 Darwin’s Voyage

ReVISItINg DaRwIN’S Voyage

Darwin’s Voyage

16.2 Applying Darwin’s Ideas. Objectives What does Darwin’s theory predict? Why are Darwin’s ideas now widely accepted? What were the strengths and weaknesses

darwin’s theory of evolution1

Adaptation: Darwin’s Voyage

Darwin’s theory of evolution

Darwin’s Middle Road

Unit 1 Darwin’s ways of working Darwin’s ways of working: Unit 1