Name: patch use in optimal foraging
Uploaded: 2019-01-29T11:04:46.000Z
Duration: 3 min 37 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Next Generation Science Standards

High School

Life Science

heredity-inheritance-and-variation-of-traits

Heredity: Inheritance and Variation of Traits

HS-LS4-2

Optimal Foraging

לעתים קרובות בחיים, הדברים שאדם זקוק להם עשויים שלא להיות בהישג יד מיידי. לכן, אורגניזמים צריכים לחפש מזון. ליקוט מזון מוגדר בפשטות כתהליך של חיפוש מזון או באופן כללי יותר משאבים. למרות שמזון הוא כנראה הדוגמה הראשונה שעולה על הדעת, אורגניזמים חייבים לחפש משאבים אחרים כמו מחסה או בני זוג, ובעלי חיים לעתים קרובות עושים מאמצים רבים כדי להשיג את מה שהם צריכים. עם זאת, פעולת הליקוט עצמה דורשת אנרגיה. בעיקרו של דבר, אנשים חייבים לאזן שריפת קלוריות עם השגתן. במילים פשוטות, ליקוט מזון דורש אסטרטגיה. אקולוגים יצרו את תיאוריית הליקוט האופטימלי כדי למדל את הנסיבות שבהן אורגניזם עומד באיזון האופטימלי בין האנרגיה המושקעת בליקוט, כלומר שני בלוטים שווים לבין האנרגיה הפוטנציאלית שהוא יכול לרכוש כמו שישה בלוטים חדשים. 
אחד המאפיינים של ליקוט מזון הוא שהמשאבים לא תמיד מפוזרים באופן שווה בתוך בית גידול. בדרך כלל, משאבים כלולים בטלאים שלקטים חייבים לעבור ביניהם. אז איך בדיוק צריכים לקטים לנווט בין טלאי המשאבים האלה? בשנת 1976, האקולוג האבולוציוני אריק ל. צ'רנוב הגה את משפט הערך השולי או MVT כדי להסביר כיצד אורגניזמים מייעלים את הליקוט שלהם. ל-MVT יש חמש תחזיות עיקריות לליקוט מזון אופטימלי. ראשית, הוא קובע כי לקטים צריכים ללכוד יותר טרף בכתמים עם צפיפות טרף גבוהה מאשר טלאים בעלי צפיפות טרף נמוכה. שנית, התיאוריה חוזה כי לקטים צריכים לבלות זמן רב יותר בציד משאבים באזורי צפיפות טרף גבוהה. בשלב הבא, ללקט צריך להיות קצב לכידת טרף גבוה יותר בסביבות צפופות עם טלאים הצפופים זה לזה מאשר בסביבות דלילות עם טלאים המפוזרים רחוק יותר זה מזה. התחזית הרביעית קובעת כי לקטים יבלו זמן רב יותר בחיפוש מזון בסביבות צפופות אלה מאשר בסביבות דלילות. לבסוף, מלקט צריך להשאיר טלאי כאשר קצב הלכידה ירד לקצב הממוצע של כל הטלאים. וכאן נכנס לתמונה מושג שנקרא לוותר על זמן או GUT. כדי לחשב את המעיים, פשוט החסרו את הזמן שבו פריט הטרף הסופי נרכש מהרגע שבו הפרט עוזב את המדבקה. לכן, המעיים צריכים להיות זהים עבור כל המדבקות שהלקט מבקר בהן. 
במעבדה זו, תשלים סימולציות ליקוט במספר טלאי משאבים מלאכותיים שונים ולאחר מכן תבצע חישובים כדי לאמוד כיצד הכיתה שלך תפקדה כמלקטים והאם דבקת בכללים של משפט הערך השולי.

ליקוט מזון אופטימלי

<h4>ליקוט מזון אופטימלי</h4>
אורגניזמים חייבים לרכוש ולהשתמש במשאבים בסביבתם כדי לשרוד. בעוד שמזון הוא אחד המשאבים העיקריים שאורגניזמים צריכים לחפש, פרטים צריכים גם לחפש בתי גידול, מחסה ובני זוג. תהליך זה של חיפוש משאבים ידוע בשם ליקוט מזון, אשר כרוך בשורה של עלויות ויתרונות. באופן ספציפי יותר, רכישת משאב מספקת לאורגניזם יתרון, עם זאת, חיפוש ולכידת המשאב דורש השקעת זמן ואנרגיה. לפיכך, אורגניזמים מאמצים אסטרטגיות ליקוט מזון שממקסמות את הרווח הנקי לרמה אופטימלית על ידי מתן התועלת הרבה ביותר בעלות הנמוכה ביותר. אקולוגים פיתחו את "תיאוריית הליקוט האופטימלי" כדי למדל את המצבים שבהם אורגניזם עומד באיזון האופטימלי בין עלויות ויתרונות הליקוט.
<h4>משפט הערך השולי</h4>
המשאבים אינם מחולקים באופן אחיד בסביבה. לדוגמה, במערכת אקולוגית של יער, הרבה יותר סביר למצוא מינים של עצים מקובצים יחד ולא מפוזרים באופן שווה ברחבי היער. הטרוגניות זו בזמינות המשאבים יוצרת "טלאים" של משאבים. לכן, על המלקטים לקחת בחשבון הן את התמורה של המדבקה והן את המרחק בין המדבקות, ומכאן את עלות המעבר לטלאי אחר. משפט הערך השולי (MVT) מתאר כיצד לקטים אופטימליים מנצלים ועוברים בין טלאים של משאבים בסביבתם 1. ישנן חמש תחזיות עיקריות של MVT: 
<ol class="references">
	<li>לקטים צריכים ללכוד יותר טרף בכתמים בעלי צפיפות טרף גבוהה מאשר טלאים בעלי צפיפות טרף נמוכה.</li>
	<li>לקטים צריכים לבלות זמן רב יותר בחיפוש מזון באזורים בעלי צפיפות טרף גבוהה מאשר באלה עם צפיפות טרף נמוכה.</li>
	<li>לקטים צריכים להיות בעלי שיעור לכידת טרף גבוה יותר באזורים צפופים מאשר אלה המפוזרים רחוק יותר זה מזה.</li>
	<li>לקטים צריכים לבלות זמן רב יותר בחיפוש מזון בסביבות צפופות, שבהן טלאים מקובצים, מאשר בסביבות דלילות.</li>
	<li>מלקטים צריכים להשאיר טלאי כאשר קצב הלכידה ירד לשיעור הממוצע של כל הטלאים.</li>
</ol>
מרווח הזמן בין הרגע שבו הטרף האחרון נלכד לבין הרגע שבו המלקט עוזב את הטלאי ידוע בשם Giving-Up-Time, או GUT. בהקשר של MVT, ה-GUT צריך להיות זהה בכל המדבקות עבור כל לקט בנפרד. זה נבדק בניסוי עם אפרוחים שחורי כיפה בכלוב גדול שחיפש תולעי קמח שהוסתרו באצטרובלים מלאכותיים, שם לציפורים היה אותו GUT עבור כל סוגי הטלאים, שהיה ביחס הפוך לקצב הלכידה הממוצע עבור כל הסביבה 2. 
ככל שאורגניזם מבלה זמן רב יותר בליקוט מזון, כך הוא מוציא יותר אנרגיה, וככל שהוא חושף את עצמו זמן רב יותר לטורפים ולאיתני הטבע, ולכן פיתוח אסטרטגיית ליקוט אופטימלית לרכישת משאבים חיונית לרוב האורגניזמים. לעקרונות של MVT יש יישומים רבים בחיים האמיתיים לקידום גיוון, שימור ואפילו התנהגות אנושית.
<h4>ליקוט אופטימלי בסביבה משתנה</h4>
מנקודת הגיוון והשימור, MVT היה חוזה כי מינים יכולים להתקיים רק אם יש טלאים כדי לשרת כראוי את צרכי האנרגיה של אורגניזם, ולכן הזמינות והמרחק בין המשאבים חשובים עבור אורגניזמים התלויים בהם להישרדות. אובדן בתי גידול, זיהום ושינויים אחרים בסביבה יכולים להפריע ליכולתו של אורגניזם לחפש מזון בצורה אופטימלית, ובכך להפחית את כושרו. לכן, כאשר בתי גידול במערכת אקולוגית נהרסים, טלאים או קהילות שלמות מוסרים. הסרה זו מגבילה את המשאבים הזמינים לתושבי שאר המערכת האקולוגית. פחות טלאים עם משאבים יוצרים תחרות עזה יותר ויכולים לחסל מינים מסוימים. זה חשוב במיוחד עבור מינים הנמצאים בסכנת הכחדה עקב אובדן בתי גידול שלא יוכלו לספק את צרכי הליקוט שלהם אם רוב בית הגידול שלהם ייהרס. 
בני אדם פיתחו אחסון מזון מתוחכם כדי להגביל את צרכי הליקוט, אולם ישנם מקרים רבים אחרים שבהם יש צורך בליקוט מזון, כגון חיפוש דיור בר השגה, עבודה בשכר טוב, או מציאת תאריך מתאים בין היתר. מחקר שנערך לאחרונה בדק את התחזיות של MVT באמצעות יכולות חיפוש המידע של רופאים כלליים. הם מצאו כי רופאים כלליים חיפשו מידע בצורה אופטימלית בעת אבחון מטופל; הם עברו בין מקורות מידע מרובים במהירות, והשתמשו הן במקורות בעלי צפיפות גבוהה, כגון האינטרנט, והן במקורות קלים להשגה, כולל עמיתיהם לעתים קרובות 3. באופן דומה, תיאוריית הליקוט האופטימלי חלה גם על כלכלה באופן שבו צרכנים קונים, או "מספוא" עבור מוצרים ומידע בעת ביצוע רכישה 4. מחקרים אלה מדגימים כיצד בני אדם דבקים בתחזיות של תיאוריית הליקוט האופטימלי במגוון הקשרים.
<h4>הפניות</h4>
<ol>
	<li>Charnov, E. L. ptimal foraging: משפט הערך השולי. ביולוגיה תיאורטית של אוכלוסיות. 1976, כרך ט', (129-36).</li>
	<li>ג'ון קרבס, ג'ון ראיין, אריק צ'רנוב. ציד על פי ציפייה או ליקוט אופטימלי: מחקר על שימוש בטלאים על ידי אפרוחים. התנהגות בעלי חיים. 1974, כרך 22, (953-64).</li>
	<li>מאי דווירי, אנתוני סי דואל, ז'אן-קלוד סטאהל. יישום תיאוריית הליקוט להתנהגות חיפוש המידע של רופאים כלליים. פרקטיקה משפחתית BMC. 2011, כרך 12, 90.</li>
	<li>וולס, ו.ק. ליקוט מזון: מודל אקולוגי של התנהגות צרכנים? תורת השיווק. 2012, כרך ב', 12 (117-136).</li>
</ol>

ליקוט מזון אופטימלי
אורגניזמים חייבים לרכוש ולהשתמש במשאבים בסביבתם כדי לשרוד. בעוד מזון הוא אחד המשאבים העיקריים, אורגניזמים חייבים ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

ביולוגיה

Ecology

אקולוגיה

patch use in optimal foraging

Patch use in optimal foraging explains how organisms balance food gain against the time and energy needed to search for it. Foraging is not limited to food. Animals also search for habitats, shelter, and mates. Each choice has costs and benefits. A resource provides a benefit, but finding and capturing it takes effort. Optimal Foraging Theory models how organisms reach the best balance between those costs and gains.

A key idea in this theory is that resources are often clumped into patches rather than spread evenly through an environment. Forest trees, for example, are more likely to occur in groups than as single, evenly spaced trees. Because of this patchiness, foragers must think about both the value of a patch and the distance to the next one. Moving between patches also has a cost. The Marginal Value Theorem helps explain when an organism should keep feeding in a patch and when it should move on.

The Marginal Value Theorem predicts that foragers should capture more prey in dense patches than in sparse ones. They should also spend more time in patches with more prey, and they should have a higher prey capture rate there. In dense environments, where patches are closer together, foragers should spend more time foraging than in sparse environments. A forager should leave a patch when the capture rate falls to the average rate for the whole environment. The time between the last prey capture and leaving the patch is called the Giving-Up-Time, or GUT.

The GUT should be the same across patches for a single forager. This prediction was tested with black-capped chickadees in a large aviary. The birds searched for mealworms hidden in artificial pine cones. They showed the same GUT in all patch types, and that GUT was inversely related to the average capture rate in the environment. The result supported the Marginal Value Theorem.

Optimal foraging matters because searching takes time, uses energy, and can expose organisms to predators and the elements. It also helps explain real-world ecology and conservation. Habitat loss, pollution, and other environmental changes can disrupt foraging and lower fitness. If habitats are destroyed, patches and even whole communities may disappear. That reduces the resources available to the rest of the ecosystem and can increase competition. Species at risk of extinction may be especially affected if most of their habitat is lost.

The same ideas also apply to human behavior. Humans reduce foraging needs through food storage, but they still forage in other ways. People may search for affordable housing, a well-paying job, or a suitable date. A study of general practitioners found that they foraged for information while diagnosing patients. They moved quickly between sources and used both high-density sources, such as the internet, and easier sources, including colleagues. Optimal Foraging Theory also helps explain how consumers search for products and information when making purchases.

Patch Use in Optimal Foraging

animal behavior

Drosophila Taxis in Animal Behavior

Drosophila taxis behavior is a key part of animal behavior studies. The common fruit fly, Drosophila melanogaster, is a widely used model organism in biology. It is easy to keep in small tubes, it has a short generation time of about two weeks, and males and females are easy to tell apart because males have black coloration toward the posterior and females have banded abdomens. Scientists have used Drosophila for more than a century. Thomas Hunt Morgan and his students studied mutant flies in...

energy dynamics

Food Chain Energy Flow and Biomass

Food chain energy flow shows how energy moves through ecosystems from one organism to the next. Energy cannot be created or destroyed, so it can only change form or be passed along to another organism. When a cow grazes on grass or an osprey eats fish, energy moves to the consumer. Each transfer is part of a trophic level, and these links help explain how ecosystems stay balanced. Primary producers sit at the base of the food chain. They are autotrophs, or self-feeding organisms, because they...

measuring biodiversity

Why Biodiversity Matters in Ecosystems

Biodiversity matters because it helps keep ecosystems healthy and stable. Biodiversity is the variety of living organisms in an ecosystem, and it can be measured at the genetic, species, community, and ecosystem levels. Ecologists often focus on species richness, which is the total number of different species in a local community. They also consider evenness, which describes how similar the abundances of those species are. A community with many species is not always the most diverse if one...

extinction

Mass Extinction and the Fossil Record

Mass extinction is a major loss of species, and the fossil record shows how these events changed life on Earth. Fossils from different rock layers helped scientists see that life has a long history. In the early 19th century, that idea helped launch paleontology, the study of fossils and ancient life. At first, many scientists did not fully accept that a species could disappear forever. They thought unknown organisms seen only in fossils might still live in unexplored places on Earth. By 1859,...

species distribution and biogeography

Island Biogeography and Species Richness

Island biogeography explains why species are found in some places and not others. It looks at how biotic factors, like competition and predation, and abiotic factors, like habitat size and distance, shape birth, death, immigration, and emigration rates. For a species to avoid local extinction, births and immigration must match or exceed deaths and emigration. Edward O. Wilson and Robert MacArthur helped define this field in 1967 by studying isolated oceanic islands. Islands gave early...

population growth

Population Models and Carrying Capacity

Population ecology examines how a species population changes over time. A population is a group of individuals of the same species living in the same area at the same time. To persist, a population must grow or at least stay about the same size. Ecologists study birth rate, death rate, and age distribution to understand whether a population is increasing, declining, or at risk of extinction. Population ecologists use models to predict how population size changes. Two simple models are...

community diversity

Measuring Ecosystem Health

Ecosystem health is measured by looking at how species, habitats, and nonliving conditions interact in the same area. An ecological community includes many populations that live together and affect one another. When biotic parts, or living parts, also interact with abiotic parts, or nonliving parts, they form an ecosystem. These systems can be very small, like microbes in the human digestive tract, or very large, like a forest linked by the carbon cycle. Ecologists study ecosystem health...

climate change

Climate Change Effects on Sea Level and Species

Climate change affects Earth’s average temperature, sea level, and living things. Scientists distinguish climate from weather by time scale. Weather describes short-term conditions in one place, such as temperature and precipitation. Climate describes those same conditions over long periods, and global climate is measured using data from across the entire Earth. Researchers track climate change with help from meteorology, geography, oceanography, and computer models. Much of this work focuses...

group behavior

Hawk-Dove Strategy in Animal Populations

Hawk-dove strategy helps explain how animals compete and cooperate in populations. Organisms often face costs when they try to get food, shelter, or mates. Because of that, individuals can use different behavioral strategies to gain an advantage. This is clear in polymorphic mating systems, where one sex, usually males, uses more than one mating strategy. For example, dominant male sea lions defend groups of females on the beach. Non-dominant males stay in or near the water and try to mate...

optimal foraging

Patch use in optimal foraging explains how organisms balance food gain against the time and energy needed to search for it. Foraging is not limited to food. Animals also search for habitats, shelter, and mates. Each choice has costs and benefits. A resource provides a benefit, but finding and capturing it takes effort. Optimal Foraging Theory models how organisms reach the best balance between those costs and gains. A key idea in this theory is that resources are often clumped into patches...

sexual selection and mate choice

Mate Competition and Fitness Traits

Mate competition and fitness traits shape how organisms choose partners and pass genes to the next generation. Evolutionary fitness depends on surviving and producing offspring, and sexual selection is a major part of that process. It creates pressure on traits used in courtship and mating, such as bright colors, ornamentation, and other features that help attract a mate. These traits can also create sexual dimorphism, which means males and females of the same species look different. Sexual...

eusociality and division of labor

Honeybee Altruism and Inclusive Fitness

Eusociality is a highly organized form of animal social life. It includes division of labor, where different individuals take on different roles in the group. In these systems, some animals help others even when it comes at a cost to their own survival or reproduction. That self-sacrificing behavior is called altruism. Early evolutionary biologists used to explain fitness only at the level of the individual. Observations of eusocial species, such as honeybees, challenged that idea. W. D.

ecology

Learn how optimal foraging theory explains patch use, Giving-Up-Time, and the Marginal Value Theorem using chickadees, conservation, and human examples.

Patch Use in Optimal Foraging | JoVE K12

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

Natural Selection and Evolution

HS-LS4-1.

התכוננו ללמד את ליקוט מזון אופטימלי עם מדריך מדריכים זה באורך 3 דקות. כולל שלבי הכנה מרכזיים עבור מעבדת Biology ב-JoVE Lab Manual.

הכנת מדריך עבור ליקוט מזון אופטימלי ב-Biology - 1.4K+ צפיות | JoVE Lab Manual

עקבו אחר הנהלים של ליקוט מזון אופטימלי שלב אחר שלב בסרטון פרוטוקול סטודנטים זה באורך 6 דקות. חלק מאוסף Biology ב-JoVE Lab Manual.

פרוטוקול סטודנטים עבור ליקוט מזון אופטימלי ב-Biology - 1.8K+ צפיות | JoVE Lab Manual

DNA as a Genetic Template

Structure of a Gene

A gene is the fundamental unit of heredity. Every individual has two copies of each gene, one inherited from each parent. Although most people contain the ...

DNA Packaging

Organization of Genes

Chromosome Structure

A functional eukaryotic chromosome must contain three elements: a centromere, telomeres, and numerous origins of replication.
The centromere is a DNA ...

The Nucleosome

DNA in a human cell is almost 2m long and it is packed inside a tiny nucleus that is only a few microns in diameter. The level of compaction of DNA inside ...

Chromatin Packaging

Each human somatic cell contains 6 billion base-pairs of DNA. Each base-pair is 0.34 nm long, which means that each diploid cell contains a staggering 2 ...

Karyotyping

Position-effect Variegation

In 1928, a German botanist Emil Heitz observed the moss nuclei with a DNA binding dye. He observed that while some chromatin regions decondense and spread ...

Histone Modification

The histone proteins have a flexible N-terminal tail extending out from the nucleosome. These histone tails are often subjected to post-translational ...

Spreading of Chromatin Modifications

The histone&#160;proteins in the nucleosomes are post-translationally modified (PTM) to increase or decrease access to DNA. The commonly observed PTMs are ...

Lampbrush Chromosomes

In 1882, Flemming observed lampbrush chromosomes (LBC) in salamander eggs. Later in 1892, R&#252;ckert observed LBCs in shark egg cells and coined the ...

Polytene Chromosomes

Polytene chromosomes are giant interphase chromosomes with several DNA strands placed side by side. They were discovered in the year 1881 by Balbiani in ...

Histone Variants at the Centromere

Histone variants are the histone proteins with structural and sequence variations. These variants may be regarded as &#8220;mutant&#8221; forms that ...

Inheritance of Chromatin Structures

Epigenetics is the study of inherited changes in a cell&#39;s phenotype without changing the DNA sequences. It provides a form of memory for the ...

Euchromatin

The extent of chromatin compaction can be studied by staining chromatin using specific DNA binding dyes. Under the microscope, the dense-compacted regions ...

Heterochromatin

chromatin-position-affects-gene-expression

Chromatin Position Affects Gene Expression

Chromatin is the massive complex of DNA and proteins packaged inside the nucleus. The complexity of chromatin folding and how it is packaged inside the ...

Genetics of Organisms

Mendelian Genetics
Evolution is caused by changes in the genetic composition of populations. In the field of population genetics, scientists model this ...

REF and WEF Fly Genetics
ExpandTo prepare for the experiment, be sure to obtain cultures of Drosophila melanogaster at least two weeks ahead of the ...

REF and WEF Fly Genetics
ExpandNOTE: At your station, you should have four vials of flies. They will be labeled as male or female. They will also be ...

Genetic Lingo

Overview

An organism is diploid if it inherits two variants, or alleles, of each gene, one from each parent. These two alleles constitute the genotype ...

Punnett Squares

Overview

A Punnett square displays the possible genotypes offspring can inherit from two parental genotypes. If a trait&#x2019;s inheritance pattern ...

Monohybrid Crosses

Overview

In the 1850s and 1860s, Gregor Mendel investigated inheritance by performing monohybrid crosses in pea plants. He crossed two plants that were ...

Dihybrid Crosses

Overview

To determine whether traits are inherited together or separately, Gregor Mendel crossed pea plants that differed in two traits. These parental ...

Trihybrid Crosses

Trihybrid Crosses
Some of Mendel&#8217;s crosses examined three pairs of contrasting characteristics. Such a cross is called a trihybrid cross. A ...

Law of Segregation

When crossing pea plants, Mendel noticed that one of the parental traits would sometimes disappear in the first generation of offspring, called the F1 ...

Law of Independent Assortment

While Mendel&#x2019;s Law of Segregation states that the two alleles for one gene are separated into different gametes, a different question of how ...

Test Cross

Alleles are different forms of the same gene. Humans and other diploid organisms inherit two alleles of every gene, one from each parent.

An allele is ...

Chi-square Analysis

The chi-square test is a statistical hypothesis test. It is used to check whether there is a significant difference between an expected value and an ...

Pedigree Analysis

Overview

A pedigree is a diagram displaying a family&#x2019;s history of a trait. Analyzing pedigrees can reveal (1) whether a trait is dominant or ...

Nature and Nurture

Many human characteristics, like height, are shaped by both nature&mdash;in other words, by our genes&mdash;and by nurture, or our environment. For ...

Probability Laws

Overview

The probability of inheriting a trait can be calculated using the sum and product rules. The sum rule is used to calculate the probability of ...

background-and-environment-affect-phenotype

Background and Environment Affect Phenotype

Although the genetic makeup of an organism plays a major role in determining the phenotype, there are also several environmental factors, such as ...

Multiple Allele Traits

The Concept of Multiple Allelism

Multiple allelism describes genes that exist in three or more allelic forms. Although diploid organisms, like humans, ...

X and Y Chromosomes

Among mammals, the gender of an organism is determined by the sex chromosomes. Humans have two sex chromosomes, X and Y. Every human diploid cell has 22 ...

Chromosomal Theory of Inheritance

In 1866, Gregor Mendel published the results of his pea plant breeding experiments, providing evidence for predictable patterns in the inheritance of ...

The Y Chromosome Determines Maleness

The Y chromosome is a sex chromosome&#160;found in several vertebrates and mammals, including humans. In addition to 22 pairs of autosomes, the human ...

Non-nuclear Inheritance

Most DNA resides in the nucleus of a cell. However, some organelles in the cell cytoplasm⁠&mdash;such as chloroplasts and mitochondria⁠&mdash;also ...

The Ratio of X Chromosome to Autosomes

In most organisms, sex is determined by the ratio of X and Y chromosomes. However, in some organisms, such as Drosophila and C.elegans, sex is determined ...

Incomplete Dominance

Gregor Mendel&#39;s work (1822 - 1884) was primarily focused on pea plants. Through his initial experiments, he determined that every gene in a diploid ...

X-linked Traits

In most mammalian species, females have two X sex chromosomes and males have an X and Y. As a result, mutations on the X chromosome in females may be ...

Lethal Alleles

Agouti: A Lethal Allele
Lucien Cu&#233;not discovered lethal alleles in 1905 while studying the inheritance of coat color in mice. The agouti gene is ...

Sex-linked Disorders

Like autosomes, sex chromosomes contain a variety of genes necessary for normal body function. When a mutation in one of these genes results in biological ...

Epistasis

In addition to multiple alleles at the same locus influencing traits, numerous genes or alleles at different locations may interact and influence ...

X-Inactivation

The human X chromosome contains over ten times the number of genes as in the Y chromosome. Since males have only one X chromosome, and females have two, ...

Polygenic Traits

When more than one gene is responsible for a given phenotype, the trait is considered polygenic. Human height is a polygenic trait. Studies have uncovered ...

Dosage Compensation

In animals, gender is determined by the number and type of sex chromosome. For example, human females have two X chromosomes, and males have one X and one ...

Pleiotropy

Pleiotropy is the phenomenon in which a single gene impacts multiple, seemingly unrelated phenotypic traits. For example, defects in the SOX10 gene cause ...

Ask questions to clarify relationships about the role of DNA and chromosomes in coding the instructions for characteristic traits passed from parents to offspring. [Assessment Boundary: Assessment does not include the phases of meiosis or the biochemical mechanism of specific steps in the process.]

HS-LS3-1

genome-size-and-the-evolution-of-new-genes

Genome Size and the Evolution of New Genes

Gene Families

Gene Evolution - Fast or Slow?

types-of-genetic-transfer-between-organisms

Types of Genetic Transfer Between Organisms

What is Meiosis?

Meiosis I

Meiosis is the division of a diploid cell into haploid cells forming sperm and eggs in animals through differentiation. Meiosis I is the first stage of ...

Meiosis II

Meiosis II entails cell division and segregation of the sister chromatids, resulting in the production of four unique haploid gametes. The steps for ...

Meiosis vs. Mitosis

Cell division is necessary for growth and reproduction in organisms. Mitosis aids cell growth and development by dividing somatic cells. In contrast, ...

Crossing over

Nondisjunction

Replication in Eukaryotes

Overview

In eukaryotic cells, DNA replication is highly conserved and tightly regulated. Multiple linear chromosomes must be duplicated with high ...

Proofreading

Synthesis of new DNA molecules starts when DNA polymerase links nucleotides together in a sequence that is complementary to the template DNA strand. DNA ...

Mismatch Repair

Overview

Organisms are capable of detecting and fixing nucleotide mismatches that occur during DNA replication. This sophisticated process requires ...

Nucleotide Excision Repair

Overview

Exposure to mutagens can damage DNA and result in bulky lesions that distort the double-helix structure or impede proper transcription. Damaged ...

Cancer Prevention

Several factors can increase the risk of cancer in an individual. About 50% of cancer cases can be prevented by adopting a healthy lifestyle, regular ...

cancers-originate-from-somatic-mutations-in-a-single-cell

Cancers Originate from Somatic Mutations in a Single Cell

Cancer arises from mutations in the critical genes that allow healthy cells to escape cell cycle regulation and acquire the ability to proliferate ...

DNA Distortion and Damage
Cells are regularly exposed to mutagens&#8212;factors in the environment that can damage DNA and generate mutations. UV ...

comparing-copy-number-variations-and-snps

Comparing Copy Number Variations and SNPs

Sequencing of the human genome has opened up several best-kept secrets of the genome. Scientists have identified thousands of genome variations that exist ...

Gene Conversion

Other than maintaining genome stability via DNA repair, homologous recombination plays an important role in diversifying the genome. In fact, the ...

Mutations

Overview

Mutations are changes in the sequence of DNA. These changes can occur spontaneously or they can be induced by exposure to environmental factors. ...

Mutation, Gene Flow, and Genetic Drift

In a population that is not at Hardy-Weinberg equilibrium, the frequency of alleles changes over time. Therefore, any deviations from the five conditions ...

Viral Mutations

A mutation is a change in the sequence of bases of DNA or RNA in a genome. Some mutations occur during replication of the genome due to errors made by the ...

Make and defend a claim based on evidence that inheritable genetic variations may result from (1) new genetic combinations through meiosis, (2) viable errors occurring during replication, and or (3) mutations caused by environmental factors. [Clarification Statement: Emphasis is on using data to support arguments for the way variation occurs.] [Assessment Boundary: Assessment does not include the phases of meiosis or the biochemical mechanism of specific steps in the process.]

HS-LS3-2

Patch Use in Optimal Foraging

Description

Transcript

More videos by Standards