New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

LS1 Week Two Notes

by: Annita Kasabyan

LS1 Week Two Notes Life Sciences 1

Annita Kasabyan
GPA 3.577

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

Detailed notes of both the required readings and of Professor Kane's lectures. Hope this helps!
Life Sciences 1 - Evolution, Ecology, and Biodiversity
Class Notes
Life Science, Tonya Kane, Biology, evolution
25 ?




Popular in Life Sciences 1 - Evolution, Ecology, and Biodiversity

Popular in Life Science

This 11 page Class Notes was uploaded by Annita Kasabyan on Monday April 11, 2016. The Class Notes belongs to Life Sciences 1 at University of California - Los Angeles taught by Kane in Fall 2015. Since its upload, it has received 19 views. For similar materials see Life Sciences 1 - Evolution, Ecology, and Biodiversity in Life Science at University of California - Los Angeles.


Reviews for LS1 Week Two Notes


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 04/11/16
Monday Lecture 1. Microevolution a. A change in the relative frequencies of alleles or genotypes in a gene pool over  time 2. Mechanisms of Evolution a. Natural selection b. Gene flow c. Mutation d. Genetic drift e. Assertive mating 3. Law of independent assortment a. Gamete diversity 4. Hardy­Weinberg Equilibrium a. Genotype frequency i. p^2+2pq+q^2=1 1. p^2 = homozygous dominant 2. pq = heterozygous 3. q^2 = homozygous recessive b. Allele frequency i. p+q=1 c. If a population is in equilibrium, then none of the mechanisms of evolution would be occurring Wednesday Lecture 1. Antibiotics – resistance a. Antibiotics work on bacteria, not viruses b. Bacteria form resistance to antibiotics through mutation and then natural selection c. Antibiotic­resistant germs cause more than 2 million illnesses and at least 23,000  deaths each year in the U.S. Friday Lecture 2. What is a species? a. Species name: first part of name is the genus and the second part of the name is  the species (italicized) b. BSC i. Must be reproductively compatible ii. Must produce viable, fertile offspring iii. Doesn’t work with asexual or extinct organisms c. Morphospecies concept i. Members of the same species often look alike but there are exceptions ii. Sexually dimorphic species: male and female individuals look different iii. Polymorphic species: same species, different phenotypes 1. Example: dogs, jaguar same species as black jaguar iv. Members of different species look similar (cryptic species) d. Limitation of BSC i. Ring species: sharing genetic information indirectly e. Ecological species concept i. Members of a species are characterized by ecological niche f. Evolutionary species concept i. Members of the same species share common ancestry 3. Speciation a. How do species form i. The two populations diverge genetically; speciation occurs when the two  populations are no longer able to produce viable, fertile offspring ii. Allopatric speciation: geographic isolation 1. Dispersal 2. Vicariance  Chapter 22 1. The biological species concept a. Definition of species has been a long­standing problem in biology i. The species must by definition be fluid and capable of changing, giving  rise through evolution to new species. How can we define something that  changed over time and gives rise to two species from one? b. Species are reproductively isolated from other species i. Whether or not two individuals are members of the same species is a  reflection of their ability to exchange genetic material by producing fertile  offspring ii. Most widely used and generally accepted definition of a species is known  as the biological species concept (BSC) 1. Species are groups of actually of potentially interbreeding  populations that are reproductively isolated from other such groups 2. The BSC is more useful in theory than in practice a. Can be difficult to apply i. Takes time and some individuals may not mate if  not in their natural habitat b. Therefore, biologists often use a rule of thumb called the  morphospecies concept  i. Holds that members of the same species usually  look alike ii. Today, has been extended to the molecular level iii. Members of the same species usually have similar  DNA sequences that are distinct from those of other species iv. “Barcode of Life” has established a database linking DNA sequences to species v. Not always reliable; members of a species may not  always look alike, but instead show different  phenotypes called polymorphisms (age difference,  gender difference, slight color differences)  vi. Cryptic species: composed of organisms that had  been traditionally considered as belonging to one  species because they look similar, but turn out to  belong to two species because of distinction at the  DNA sequence level 3. The BSC does not apply to asexual or extinct organisms 4. Ring species and hybridization complicate the BSC a. Ring Species: species that contain populations that are  reproductively isolated from each other but can exchange  genetic material through other, linking populations b. Hybridization: interbreeding between two different  varieties or species i. By the BSC, these different forms should be  considered one large species because they are  capable to reproduce and produce fertile offspring.  However, because they maintain their distinct  appearances, natural selection must work against  the hybrid offspring 5. Ecology and evolution can extend the BSC a. A species can sometimes be characterized by its ecological niche, which is a complete description of the role the  species plays in its environment – its habitat requirements,  its nutritional and water needs, etc. i. Impossible for two species to coexist in the same  location if their niches are too similar because  competition would drive out one of the species ii. This observation gave rise to the ecological species  concept (ESC), the idea that there is a one­to­one  correspondence between a species and its niche 1. If two lineages have very different  nutritional needs, we can infer on ecological  grounds that they are separate species b. Phylogenetic species concept (PSC): the idea that members  of a species all share a common ancestry and a common  fate i. Requires that all members of a species are  descended from a single common ancestor ii. Can be useful when thinking about asexual species,  but, given the arbitrariness of the decisions involved in assessing whether or not the descendants of a  single ancestor warrant the term “species”, its utility is limited 2. Reproductive Isolation a. Factors that cause reproductive isolation are divided into two categories: i. Pre­zygotic factors act before the fertilization of the egg; prevent  fertilization from taking place 1. Species are often behaviorally isolated, meaning that individuals  mate only with other individuals based on specific courtship  rituals, songs, or other behaviors a. For example, the pre­zygotic reproductive isolation of  humans and chimpanzees is behavioral 2. Incompatibilities between the gametes of two different species is  called gametic isolation a. For example, isolation in plants can take the form of  incompatibility between the incoming pollen and the  receiving flower, so fertilization fails to take place 3. Mechanical incompatibility: reproduction is prevented due to  mismatch of genitalia  4. Temporal isolation: isolation due to time a. For example, members of a nocturnal species will not  encounter members of a related species that are active only  during the day, isolating them 5. Geographic isolation: isolation due to differences in location ii. Post­zygotic factors act after the fertilization of the egg; result in the  failure of the fertilized egg to develop into a fertile individual  1. Genetic incompatibility a. Example: difference in number of chromosomes b. The more closely related a pair of species, the less extreme  the genetic incompatibility between their genomes 3. Speciation a. Speciation is a by­product of the genetic divergence of separated populations i. Over a period of time, these separated species will adapt to their new  environments, giving rise to new genes, therefore creating two different  species that can no longer reproduce together ii. Speciation is a gradual process, so there can be species that are partially  reproductively isolated, meaning that they are not yet a separate species  but the genetic differences between them are extensive enough that the  hybrid offspring they produce have reduced fertility compared to offspring of the same population b. Allopatric speciation is speciation that results from the geographical separation of populations i. Because genetic divergence is gradual, we find populations that are  partially evolved, called subspecies c. Dispersal and vicariance can isolate populations from each other i. Dispersal: individuals colonize a distant place away from the main  population 1. Peripatric speciation: a few individuals from a mainland  population disperse to a new location and evolve separately,  resulting in an island population – literal island or a patch of land  remote from the mainland population’s habitat a. Suggests that the island population changes faster because  of genetic drift since the population is a lot smaller and  because the new habitat may be different from the  mainland’s habitat – leading to speciation ii. Vicariance: a geographic barrier arises within a single population,  isolating them from each other 1. Sea levels rise, forming new islands, and species become separated 2. This type of speciation is easier to study because we can date the  time at which the population was separated if we know when the  vicariance occurred  iii. Adaptive radiation: unusually rapid evolutionary diversification in which  natural selection accelerates the rates of both speciation and adaptation 1. Occurs when there are many ecological opportunities available for  exploitation d. Sympatric populations – those not geographically separated – may undergo  speciation i. For speciation to occur sympatrically, natural selection must act strongly  to counteract the homogenizing effect of gene flow e. Speciation can occur instantaneously i. Instantaneous speciation, speciation that occurs in one generation, is  caused by hybridization between two species in which the offspring are  reproductively isolated from both parents 4. Speciation and Selection a. Speciation can occur in the presence or absence of natural selection, and natural  selection does not always lead to speciation i. For example, speciation can occur entirely from genetic drift, with no role  of natural selection ii. Ways in which natural selection is involved in speciation 1. Sympatric speciation required some form of disruptive selection,  as when hybrid offspring are completely inferior 2. Allopatric speciation may be facilitated by natural selection a. For example, when a peripheral population is in a new  environment, natural selection will act to promote its  adaptation to the new conditions b. Natural selection can enhance reproductive isolation i. Natural selection contributes directly to the process of speciation when  individuals better at choosing mates from their own group are selectively  favored over those that frequently mat with members of the “wrong”  group  ii. Reinforcement of reproductive isolation is the process by which diverging  populations undergo natural selection in favor of traits that enhance pre­ zygotic isolation, thereby preventing the production of less fit hybrid  offspring iii. Speciation is caused by the accumulation of genetic differences between  populations, therefore making mutation a key component of the process 1. However the mutation needs to be fixated into the population by  selection if it is advantageous and by genetic drift Chapter 23 1. Evolution produces two distinct but relate patterns a. First is the nested pattern of similarities found among species on present­day earth b. Second is the historical pattern of evolution recorded by fossils c. Darwin recognized that the species he observed must be the modified descendants of earlier ones d. History of descent with branching is called phylogeny, and is much like the  genealogy that records our own family histories e. Reading a phylogenic tree i. Speciation can be thought of as a process of branching ii. As species proliferate, their evolutionary relationships to one another  unfold like a tree pattern, with individual species at the twig tips and their  closest relatives connected to them at the nearest fork in the branch, called  a node 1. Node represents the most recent common ancestor of the two  descendant species f. Phylogenetic trees provide hypotheses of evolutionary relationships i. Phylogenetics, the study of evolutionary relationships among organisms,  and taxonomy, the classification of organisms, are the  two related  disciplines within systematics 1. The aim of taxonomy is to recognize and name groups of  individuals as species and to group closely related species into the  more inclusive taxonomic group of the genus, and so on up  through the taxonomic ranks – species, genus, family, order, class,  phylum, kingdom, domain 2. Phylogenetics aims to discover the pattern of evolutionary  relatedness among groups of species by comparing their  anatomical or molecular features, and to depict these relationships  as a phylogenetic tree a. Phylogenetic trees represent the best explanation of the  relatedness of organisms on the basis of all the existing data g. The search for sister groups lies at the heart of phylogenetics i. Two species are considered to be closest relatives if they have a common  ancestor not shared by any other species or group  1. Sister groups  h. A monophyletic group consists of a common ancestor and all its descendants i.  Monophyletic groups: all members of the group share a single common  ancestor not shared with any other species 1. Examples: amphibians, tetrapods ii. Paraphyletic groups: include some but not all of the descendants of a  common ancestor 1. Examples: the reptile group excludes birds even though they share  a common ancestor iii. Polyphyletic groups: groupings that do not include the last common  ancestor of all members 1. Examples: clustering bats and birds together as flying tetrapods  even though they do not share a common ancestor i. Taxonomic classifications are information storage and retrieval systems i. Closely related species are grouped into a genus ii. Closely related genera belong to a family iii. Closely related families form an order iv. Orders form a class v. Classes form a phylum vi. Phyla form a kingdom vii. Kingdoms form a domain 1. Three domains: Eukarya, Bacteria, Archaea 2. Building a phylogenetic tree a. Homology is similarity by common descent i. Phylogenetic trees are constructed by comparison of character states  shared among different groups of organisms 1. Characters are the anatomical, physiological, or molecular features that make up organisms. In general, characters have several  observed conditions, called character states a. Can be as simple as whether an animal has lungs or not, or  as complicated as whether a flower has a certain petal  arrangement or different kind b. Character states in different species can be similar for one  of two reasons: the character state was present in the  common ancestor of the two groups and retained over time  (common ancestry) , or the character state independently  evolved in the two groups as an adaptation to similar  environments (convergent evolution) b. Analogy is similarity by convergence i. Similarities due to independent adaptation by different species are said to  be analogous 1. Example: wings are a character exhibited by both birds and bats.  Evidence supports the view that wings in these two groups do not  reflect descent from a common winged ancestor but rather evolved  independently in the two groups 2. Example: unrelated fish that live in freezing water at the poles  have evolved similar glycoproteins that act as molecular  “antifreeze”, preventing the formation of ice in their tissues c. Shared derived characters enable biologists to reconstruct evolutionary history i. In order to build phylogenetic trees, there needs to be homologies shared  by some, not all, of the members of the group under consideration 1. These shared derived characters are called synapomorphies 2. Phylogenetic reconstruction on the basis of synapomorphies is  called cladistics d. The simplest tree is often favored among multiple possible trees i. Parsimony: choosing the simpler of two or more hypotheses to account for a given set of observations 1. When using parsimony in phylogenetic reconstruction, assume that evolutionary change is rare e. Molecular data complement comparative morphology in reconstructing  phylogenetic history i. Tree construction relies on molecular data because a lot more detail is  involved f. Phylogenetic trees can help solve practical problems i. Helps determine the origin of a species, allowing us to understand them  better in order to solve problems 3. The Fossil Record  a. Fossils provide unique information i. Fossils enable us to calibrate phylogenies in terms of time 1. It is one thing to infer that mammals diverged from the common  ancestor of birds, crocodiles, turtles, and lizards and snakes before  crocodiles and birds diverged from a common ancestor, but  another matter to state that birds and crocodiles diverged from each other about 220 million years ago, whereas the group represented  today by mammals branched from other vertebrates about 100  million years earlier ii. Fossils provide our only record of extinct iii. Fossils place evolutionary events in the context of Earth’s dynamic  environmental history b. Fossils provide a selective record of past life i. The fossil record of marine life is more completely sampled than that for  land­dwelling creatures because marine habitats are more likely than those on land to be places where sediments accumulate and become rock ii. Most fossils preserve the hard parts of organism, which usually means  mineralized skeletons 1. Clams and snails have excellent fossil records whereas worms and  nematodes do not 2. Wood and pollen from plants enter the fossil record far more  commonly than do flowers 3. Animals that lack hard parts can leave a fossil record in two ways: a. Many animals leave tracks and trails. These trace fossils  preserve a record of both anatomy and behavior b. Organisms can also contribute molecular fossils to the  rocks. Molecules, especially lipids like cholesterol, are  more resistant to decomposition iii. Burgess Shale: a sedimentary rock formation in British Columbia, Canada, that preserves a remarkable sampling of marine life during the original  diversification of animals iv. Messel Shale: a sedimentary rock formation in Germany, preserving  fossils that document fish, birds, mammals, and reptiles from the  beginning of the age of mammals. Formed more recently than the Burgess  Shale c.  Geological data indicate the age and environmental setting of fossils i. Lower the layer that the fossil is found, the older it is ii. They mapped out the geological timescale, the series of time divisions that mark Earth’s long history iii. Calibration of the timescale became possible with the discovery of  radioactive decay 1. By measuring the amounts of the unstable isotope and its stable  daughter inside a mineral, they can determine when the mineral  formed 2. Radiometric dating: data using the decay of radioisotopes,  including the decay of radioactive  C to nitrogen and the decay of  radioactive uranium to lead 3. Calibration of the geologic timescale is based mostly on the ages  of volcanic rocks that intrude into layers of rock containing fossils d. Fossils can contain unique combinations of characters e. Rare mass extinctions have altered the course of evolution i. Repeatedly during the past 500 million years, animal diversity in the  oceans dropped both rapidly and substantially, and extinctions also  occurred on land 1. Known as mass extinctions, eliminated ecologically important taxa ad thereby provided evolutionary opportunities for the survivors 4. Comparing Evolution’s Two Great Patterns a. The nested similarity observed in the forms and molecular sequences of living  organisms, and the direct historical archive of the fossil record b. Phylogeny and fossils complement each other i. Advantage of reconstructing evolutionary history from living organisms:  we can use a full range of features such as skeletal morphology, cell  structure, DNA sequence, to generate phylogenetic hypotheses ii. Disadvantage: we lack evidence of extinct species, the time dimension,  and the environmental context 1. This is where the fossil record comes into play iii. Biology provides a functional and phylogenetic framework for the  interpretation of fossils, and fossils provide a record of life’s history in the  context of continual planetary change iv. Agreement between phylogenies and the fossil record provides strong  evidence of evolution


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

25 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."

Kyle Maynard Purdue

"When you're taking detailed notes and trying to help everyone else out in the class, it really helps you learn and understand the I made $280 on my first study guide!"

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."

Parker Thompson 500 Startups

"It's a great way for students to improve their educational experience and it seemed like a product that everybody wants, so all the people participating are winning."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.