Plik naturalna selekcja jest mechanizmem ewolucyjnym zaproponowanym przez brytyjskiego przyrodnika Karola Darwina, w którym istnieje zróżnicowany sukces reprodukcyjny między osobnikami populacji.
Dobór naturalny działa na zasadzie rozmnażania się osobników posiadających określone allele, pozostawiając więcej potomstwa niż inne osobniki z różnymi allelami. Osoby te rozmnażają się więcej i dlatego zwiększają swoją częstotliwość. Darwinowski proces selekcji naturalnej prowadzi do adaptacji.
Dobór naturalny był błędnie interpretowany, odkąd Darwin po raz pierwszy ujawnił swoje przełomowe idee. Biorąc pod uwagę kontekst polityczny i społeczny tamtych czasów, teorie przyrodnika zostały błędnie ekstrapolowane na społeczeństwa ludzkie, wyłaniając się wyrażenia, które są dziś wirusowane przez media i filmy dokumentalne, takie jak „przetrwanie najlepiej przystosowanych”.
Indeks artykułów
Dobór naturalny to mechanizm zaproponowany przez brytyjskiego przyrodnika Karola Darwina w 1859 roku. Temat ten jest szczegółowo omawiany w jego arcydziele. Pochodzenie gatunków.
Jest to jedna z najważniejszych idei w dziedzinie biologii, ponieważ wyjaśnia, jak powstały wszystkie formy życia, które dziś jesteśmy w stanie docenić. Można to porównać z pomysłami wielkich naukowców z innych dyscyplin, takich jak na przykład Izaak Newton.
Darwin wyjaśnia na licznych przykładach zaobserwowanych podczas swoich podróży, że gatunki nie są niezmiennymi w czasie istotami i proponuje, że wszystkie pochodzą od wspólnego przodka.
Chociaż istnieją dziesiątki definicji doboru naturalnego, najprostsza i najbardziej konkretna jest definicja Stearns i Hoekstra (2000): „dobór naturalny to zmienność sukcesu reprodukcyjnego związana z cechą dziedziczną”.
Należy wspomnieć, że ewolucja i dobór naturalny nie dążą do określonego celu lub założeń. Wytwarza jedynie organizmy przystosowane do ich środowiska, bez żadnego rodzaju specyfikacji potencjalnej konfiguracji, jaką będą miały te organizmy..
Niektórzy autorzy wyrażają, że dobór naturalny jest matematyczną nieuchronnością, ponieważ zachodzi tak długo, jak długo spełnione są trzy postulaty, które zobaczymy poniżej:
Osobniki należące do populacji wykazują zróżnicowanie. W rzeczywistości zmienność jest warunkiem sine qua non aby zachodziły procesy ewolucyjne.
Różnice w organizmach występują na różnych poziomach, od zmian w nukleotydach tworzących DNA po morfologie i różnice w zachowaniu. Gdy obniżamy poziom, zauważamy większe zróżnicowanie.
Cecha musi być dziedziczna. Te różnice występujące w populacji muszą przejść z rodziców na dzieci. Aby sprawdzić, czy cecha jest dziedziczna, stosuje się parametr zwany „odziedziczalnością”, definiowany jako odsetek zmienności fenotypowej wynikającej ze zmienności genetycznej..
Matematycznie jest wyrażony jako godzdwa = Vsol / (Vsol + VI). Gdzie V.sol to wariancja genetyczna, a VI jest iloczynem wariancji środowiska.
Istnieje bardzo prosty i intuicyjny sposób ilościowego określenia dziedziczności: miara charakteru rodziców jest przedstawiona na wykresie vs. charakter u dzieci. Na przykład, jeśli chcemy potwierdzić odziedziczalność rozmiaru dzioba u ptaków, mierzymy rozmiar y u rodziców i wykreślamy je w odniesieniu do wielkości u potomstwa..
W przypadku, gdy zaobserwujemy, że wykres zmierza do linii ( rdwa jest bliski 1) możemy wywnioskować, że cechy są dziedziczne.
Ostatnim warunkiem, aby dobór naturalny mógł działać w populacji, jest relacja cechy do zdatność - Ten parametr określa ilościowo zdolność do reprodukcji i przeżycia osobników i waha się od 0 do 1.
Innymi słowy, ta cecha musi zwiększać sukces reprodukcyjny jego nosiciela..
Weźmy hipotetyczną populację wiewiórek i zastanówmy się, czy dobór naturalny mógłby na nią wpłynąć..
Pierwszą rzeczą, którą musimy zrobić, jest sprawdzenie, czy występuje zróżnicowanie populacji. Możemy to zrobić, mierząc postacie, które nas interesują. Załóżmy, że znajdujemy zmienność w ogonie: istnieją warianty z długim i krótkim ogonem.
Później musimy potwierdzić, czy cecha „rozmiar kolejki” jest dziedziczona. Aby to zrobić, mierzymy długość ogona rodziców i porównujemy ją z długością ogona dzieci. Jeśli znajdziemy liniową zależność między dwiema zmiennymi, oznacza to, że rzeczywiście odziedziczalność jest wysoka.
Na koniec musimy potwierdzić, że rozmiar ogona zwiększa sukces reprodukcyjny nosiciela..
Krótszy ogon może pozwolić jednostkom na łatwiejsze poruszanie się (to niekoniecznie jest prawdą, ma to wyłącznie cel edukacyjny) i pozwala im skuteczniej uciec przed drapieżnikami niż nosiciele o długim ogonie.
W związku z tym przez pokolenia cecha „krótkiego odkształcenia” będzie występować częściej w populacji. To jest ewolucja przez dobór naturalny. Rezultatem tego prostego - ale bardzo potężnego procesu - są adaptacje.
Dobór naturalny i ogólnie ewolucja są poparte niezwykle solidnymi dowodami z różnych dyscyplin, w tym paleontologii, biologii molekularnej i geografii..
Zapis kopalny jest najwyraźniejszym dowodem na to, że gatunki nie są niezmiennymi bytami, jak sądzono przed czasami Darwina.
Potomkowie z modyfikacjami wyhodowanymi w pochodzeniu gatunku znajdują oparcie w strukturach homologicznych - strukturach o wspólnym pochodzeniu, ale które mogą wykazywać pewne różnice.
Na przykład ramię człowieka, skrzydło nietoperza i płetwy wielorybów są strukturami homologicznymi, ponieważ wspólny przodek wszystkich tych linii miał ten sam wzór kości w górnej części mózgu. W każdej grupie struktura została zmodyfikowana w zależności od trybu życia organizmu.
Podobnie postępy w biologii molekularnej pozwalają nam poznać sekwencje w różnych organizmach i nie ma wątpliwości, że istnieje wspólne pochodzenie.
Wreszcie możemy zaobserwować działanie mechanizmu doboru naturalnego. Niektóre grupy o bardzo krótkim czasie pokolenia, takie jak bakterie i wirusy, umożliwiają obserwację ewolucji grupy w krótkim czasie. Typowym przykładem jest ewolucja antybiotyków.
Chociaż ewolucja jest nauką, która ma sens w biologii - cytując słynnego biologa Dobzhansky'ego „nic nie ma sensu w biologii oprócz w świetle ewolucji” - istnieje wiele nieporozumień dotyczących biologii ewolucyjnej i powiązanych mechanizmów..
Dobór naturalny wydaje się być pojęciem popularnym nie tylko wśród naukowców, ale także w populacji ogólnej. Jednak przez lata idea ta była wypaczana i fałszywie przedstawiana zarówno w środowisku akademickim, jak i mediach..
Mówiąc o „doborze naturalnym”, prawie niemożliwe jest nie przywołanie zwrotów typu „przetrwanie najlepiej przystosowanych lub najlepiej przystosowanych”. Chociaż wyrażenia te są bardzo popularne i były szeroko stosowane w filmach dokumentalnych i tym podobnych, nie oddają dokładnie znaczenia doboru naturalnego..
Dobór naturalny jest bezpośrednio związany z rozmnażaniem się osobników, a pośrednio z przetrwaniem. Logicznie rzecz biorąc, im dłużej żyje dana osoba, tym większe jest prawdopodobieństwo jej reprodukcji. Jednak bezpośredni związek mechanizmu jest z reprodukcją.
W ten sam sposób „silniejszy” lub „bardziej atletyczny” organizm nie zawsze rozmnaża się w większej ilości. Z tych powodów konieczne jest porzucenie dobrze znanego zwrotu.
Ewolucja to proces dwuetapowy: taki, który powoduje zmienność (mutację i rekombinację), która jest losowa, oraz drugi etap, który określa zmianę częstości alleli w populacji..
Ten ostatni etap może nastąpić w wyniku doboru naturalnego lub dryfu genetycznego lub genetycznego. Dlatego dobór naturalny jest tylko drugą częścią tego większego zjawiska zwanego ewolucją..
Istnieją różne klasyfikacje selekcji. Pierwsza klasyfikuje zdarzenia selekcyjne według ich wpływu na średnią i wariancji w rozkładzie częstości badanego charakteru. Są to: selekcja stabilizująca, kierunkowa i destrukcyjna
Mamy również inną klasyfikację, która zależy od zmienności zdatność w zależności od częstości występowania różnych genotypów w populacji. Są to pozytywne i negatywne selekcje zależne od częstotliwości.
Wreszcie jest wybór twardy i miękki. Klasyfikacja ta zależy od istnienia konkurencji między osobnikami w populacji i wielkości presji selekcyjnej. Poniżej opiszemy trzy najważniejsze typy selekcji:
Selekcja stabilizująca występuje, gdy osobniki o „przeciętnym” lub częstszym charakterze (te w najwyższym punkcie rozkładu częstości) są tymi z najwyższym zdatność.
Natomiast osobniki znalezione w ogonach dzwonu, dalekie od średniej, są eliminowane z pokolenia na pokolenie..
W tym modelu selekcji średnia pozostaje stała przez pokolenia, podczas gdy wariancja maleje.
Klasycznym przykładem doboru stabilizującego jest waga dziecka przy urodzeniu. Chociaż postęp medycyny złagodził tę selektywną presję dzięki takim zabiegom, jak cięcie cesarskie, często decydującym czynnikiem jest rozmiar..
Małe dzieci szybko tracą ciepło, podczas gdy dzieci znacznie cięższe od przeciętnych mają problemy z porodem..
Jeśli badacz stara się zbadać rodzaj selekcji występujący w danej populacji i określa ilościowo jedynie średnią cechę, może dojść do błędnych wniosków, wierząc, że w populacji nie zachodzi ewolucja. Z tego powodu ważne jest, aby zmierzyć wariancję charakteru.
Model selekcji kierunkowej sugeruje, że przez pokolenia osoby, które znajdują się w którymkolwiek z ogonów rozkładu częstotliwości, przeżywają, czy to w lewym, czy w prawym sektorze..
W modelach selekcji kierunkowej średnia zmienia się w ciągu pokoleń, podczas gdy wariancja pozostaje stała.
Zjawisko sztucznej selekcji dokonywanej przez człowieka na zwierzętach domowych i roślinach jest typową selekcją kierunkową. Ogólnie rzecz biorąc, uważa się, że zwierzęta (na przykład bydło) są większe, produkują więcej mleka, są silniejsze itp. Tak samo dzieje się w roślinach.
W miarę upływu pokoleń średnia wybranego charakteru populacji zmienia się w zależności od presji. Jeśli poszukuje się większych krów, średnia wzrośnie.
W naturalnym systemie biologicznym możemy wziąć przykład z futra pewnego małego ssaka. Jeśli temperatura w jego środowisku będzie stale spadać, wybrane zostaną te warianty, które mają grubszą sierść z powodu losowej mutacji..
Selekcja destrukcyjna działa poprzez faworyzowanie osób najbardziej oddalonych od średniej. Wraz z upływem pokoleń kolejki zwiększają się, a liczba osób, które wcześniej były blisko średniej, zaczęła maleć.
W tym modelu średnią można utrzymać na stałym poziomie, podczas gdy wariancja rośnie - krzywa staje się coraz szersza, aż w końcu podzieli się na dwie części..
Sugeruje się, że ten typ selekcji może prowadzić do zdarzeń specjacji, pod warunkiem, że nastąpi odpowiednia izolacja między dwiema morfologiami znajdującymi się na końcach ogona..
Na przykład niektóre gatunki ptaków mogą mieć wyraźne różnice w dziobie. Załóżmy, że istnieją optymalne nasiona dla bardzo małych dziobów i optymalne nasiona dla bardzo dużych dziobów, ale dzioby pośrednie nie otrzymują odpowiedniego pożywienia..
W związku z tym częstotliwość tych dwóch skrajności zwiększyłaby się, a jeśli zapewnione zostaną odpowiednie warunki, które sprzyjają wydarzeniom specjacyjnym, może się zdarzyć, że z czasem osobniki z różnymi zmianami szczytu staną się dwoma nowymi gatunkami..
Jeszcze bez komentarzy