Mehanizem naravne selekcije, dokazi, vrste in primeri



The naravna selekcija je evolucijski mehanizem, ki ga je predlagal britanski naravoslovec Charles Darwin, kjer se med posamezniki populacije razlikuje reprodukcijski uspeh.

Naravna selekcija deluje v smislu razmnoževanja posameznikov, ki imajo določene alele, ki zapustijo več potomcev kot drugi posamezniki z različnimi aleli. Ti posamezniki se bolj razmnožujejo in zato povečujejo pogostost. Darvinski postopek naravne selekcije povzroča prilagoditve.

V luči populacijske genetike je evolucija definirana kot variacija frekvenc alelov v populaciji. Obstajata dva procesa ali evolucijski mehanizmi, ki sprožijo to spremembo: naravna selekcija in premik gena.

Naravna selekcija je bila napačno interpretirana, saj je Darwin svoje znane revolucionarne ideje spoznal. Glede na politični in družbeni kontekst tega časa so bile naravoslovne teorije napačno ekstrapolirane na človeške družbe, nastajajoče fraze, ki jih mediji in dokumentarci zdaj viralizirajo kot "preživetje najmočnejših".

Indeks

  • 1 Kaj je naravna selekcija?
  • 2 Mehanizem
    • 2.1 Spremembe
    • 2.2 Heritabilnost
    • 2.3 Znak, ki se spreminja, je povezan s telesno pripravljenostjo
    • 2.4 Hipotetični primer: rep veveric
  • 3 Dokazi
    • 3.1 Fosilni zapis
    • 3.2 Homologija
    • 3.3 Molekularna biologija
    • 3.4 Neposredno opazovanje
  • 4 Kaj ni naravna selekcija?
    • 4.1 To ni preživetje najmočnejših
    • 4.2 Ni sinonim za evolucijo
  • 5 Vrste in primeri
    • 5.1 Stabilizacijski izbor
    • 5.2 Izbira smeri
    • 5.3 Moteče izbiranje
  • 6 Reference

Kaj je naravna selekcija?

Naravna selekcija je mehanizem, ki ga je leta 1859 predlagal britanski naravoslovec Charles Darwin. Izvor vrste.

To je ena najpomembnejših idej na področju biologije, saj pojasnjuje, kako so nastale vse oblike življenja, ki jih lahko danes cenimo. Primerljiva je z idejami velikih znanstvenikov v drugih disciplinah, kot je na primer Isaac Newton.

Darwin pojasnjuje s številnimi primeri, ki jih je opazil med potovanjem, kako vrste niso časovno nespremenljive entitete in predlaga, da vsi prihajajo iz skupnega prednika.

Čeprav obstaja več deset definicij naravne selekcije, je najpreprostejša in najbolj konkretna Stearns & Hoekstra (2000): "naravna selekcija je variacija reproduktivnega uspeha, povezana z dedno lastnostjo".

Treba je omeniti, da razvoj in naravna selekcija ne zasledujeta cilja ali konkretnih ciljev. Proizvaja le organizme, prilagojene njihovemu okolju, brez kakršne koli specifikacije potencialne konfiguracije, ki jo bodo imeli ti organizmi.

Mehanizem

Nekateri avtorji izražajo, da je naravna selekcija matematična neizogibnost, saj se zgodi, ko se izpolnijo trije postulati, ki jih bomo videli:

Različica

Posamezniki, ki pripadajo populaciji, predstavljajo spremembe. Dejansko je sprememba pogoj sine qua non tako da se odvijajo evolucijski procesi.

Razlike v organizmih se pojavljajo na različnih ravneh, od variacij v nukleotidih, ki sestavljajo DNA do morfologij in variacij v vedenju. Ko znižujemo raven, najdemo več variacij.

Heritabilnost

Značilnost mora biti dedna. Te razlike v populaciji morajo preiti od staršev na otroke. Da bi preverili, ali je znak dedni, se uporablja parameter, imenovan "heritabilnost", ki je opredeljen kot delež fenotipske variance zaradi genetskih variacij..

Matematično je izraženo kot h2 = VG / (VG + VE). Kjer je VG je genetska varianca in VE je varianca produkta okolja.

Obstaja zelo preprost in intuitiven način za količinsko ovrednotenje heritabilnosti: proti merjenju značaja staršev. lik v otrocih. Na primer, če želimo potrditi heritabilnost največje velikosti pri pticah, merimo velikost in pri starših ter jih načrtujemo v primerjavi z velikostjo pri otrocih..

Če opazimo, da je graf nagnjen k črti ( r2 je blizu 1) lahko zaključimo, da so lastnosti dedne.

Znak, ki se spreminja, je povezan z fitnes

Zadnji pogoj za delovanje naravne selekcije v populaciji je razmerje karakteristike z fitnes - ta parameter meri zmožnost razmnoževanja in preživetja posameznikov in se giblje od 0 do 1.

Z drugimi besedami, takšna značilnost bi morala povečati reproduktivni uspeh njenega nosilca.

Hipotetični primer: rep veveric

Vzemimo populacijo hipotetičnih veveric in pomislimo, ali bi naravna selekcija v njej lahko delovala ali ne.

Prva stvar, ki jo moramo storiti, je, da potrdimo, ali je populacija različna. To lahko naredimo z merjenjem znakov, ki nas zanimajo. Recimo, da najdemo variacijo v repu: obstajajo variante z dolgim ​​repom in kratkim repom.

Nato moramo potrditi, ali je značilna "velikost repa" dedna. V ta namen merimo dolžino repa staršev in ga načrtujemo glede na dolžino otroškega repa. Če najdemo linearno razmerje med dvema spremenljivkama, to pomeni, da je heritabilnost visoka.

Nazadnje moramo potrditi, da velikost repa povečuje reproduktivni uspeh nosilca.

Krajši rep lahko posameznikom omogoči lažje gibanje (to ni nujno res, je to zgolj za didaktične namene) in jim omogoča, da uspešneje pobegnejo predatorji kot dolgi repni nosilci..

Tako bo med generacijami značilna "kratka barva" pogostejša v populaciji. To je evolucija z naravno selekcijo. Rezultat tega preprostega, a zelo močnega procesa so prilagoditve.

Dokazi

Naravno selekcijo in evolucijo na splošno podpirata izredno trdna dokazila iz različnih disciplin, vključno s paleontologijo, molekularno biologijo in geografijo..

Fosilni zapis

Fosilni zapis je najjasnejši dokaz, da vrste niso nespremenljive entitete, kot so mislili pred časom Darwina.

Homologija

Potomci s spremembami, predlaganimi v izvoru vrste, najdejo podporo v homolognih strukturah - strukturah s skupnim poreklom, ki pa lahko predstavljajo nekatere spremembe..

Na primer, roka človeka, krilo palice in plavuti kitov so strukture, ki so homologne druga drugi, saj je imel skupni prednik vseh teh linij enak vzorec kosti v svojih nadrejenih. V vsaki skupini je bila struktura spremenjena glede na način življenja organizma.

Molekularna biologija

Na enak način napredek v molekularni biologiji omogoča poznavanje sekvenc v različnih organizmih in ni dvoma, da obstaja skupni izvor..

Neposredno opazovanje

Nazadnje lahko opazujemo mehanizem naravne selekcije v delovanju. Nekatere skupine z zelo kratkimi generacijskimi časi, kot so bakterije in virusi, omogočajo opazovanje razvoja skupine v kratkem času. Tipičen primer je razvoj antibiotikov.

Kaj ni naravna selekcija?

Čeprav je evolucija znanost, ki daje pomen biologiji - citiranje slavnega biologa Dobzhanskega "nič ni smiselno v biologiji, razen v luči evolucije" - v evolucijski biologiji obstaja veliko napačnih predstav in mehanizmov, povezanih z Ta.

Naravna selekcija se zdi priljubljen koncept, ne samo za akademike, ampak tudi za prebivalstvo na splošno. Vendar pa je bila ideja z leti izkrivljena in napačno predstavljena tako v akademskem kot v medijih.

To ni preživetje najmočnejših

Ko omenjamo "naravno selekcijo", je skoraj nemogoče ne priklicati besednih zvez, kot je "preživetje najmočnejšega ali najmočnejšega". Čeprav so ti stavki zelo priljubljeni in se pogosto uporabljajo v dokumentarnih in sorodnih dokumentih, ne izražajo natančno pomena naravne selekcije.

Naravna selekcija je neposredno povezana z reprodukcijo posameznikov in posredno s preživetjem. Logično je, da bolj kot posameznik živi, ​​več je možnosti, da se reproducira. Vendar pa je neposredna povezava mehanizma z reprodukcijo.

Na enak način se "najmočnejši" ali "najbolj atletski" organizem ne reproducira vedno v večji količini. Iz teh razlogov je treba opustiti dobro znano besedno zvezo.

Ni sinonim za evolucijo

Evolucija je proces v dveh korakih: tisti, ki povzroča spremembe (mutacije in rekombinacije), ki je naključen, in drugi korak, ki določa spremembo frekvenc alelov v populaciji..

Ta zadnja stopnja se lahko pojavi z naravno selekcijo ali z genskim ali genskim driftom. Zato je naravna selekcija le drugi del tega večjega pojava, imenovanega evolucija.

Vrste in primeri

Obstaja več razvrstitev izbire. Prva razvršča izborne dogodke glede na njihov učinek na srednjo vrednost in varianco v frekvenčni porazdelitvi preučevanega znaka. To so: stabilizacijska, usmerjena in moteča izbira

Imamo tudi drugo klasifikacijo, ki je odvisna od variacije fitnes glede na pogostnost različnih genotipov populacije. To so izbire, ki so odvisne od pozitivne in negativne frekvence.

Končno, obstaja trda in mehka izbira. Ta razvrstitev je odvisna od obstoja konkurence med posamezniki populacije in od velikosti selektivnega pritiska. V nadaljevanju bomo opisali tri najpomembnejše vrste izbire:

Stabilizacijski izbor

Obstaja stabilizacijska selekcija, ko imajo posamezniki, ki imajo »povprečni« ali pogostejši značaj (tisti, ki so na najvišji točki frekvenčne porazdelitve), največ fitnes.

Nasprotno pa se posamezniki, ki so v repu zvonca, zelo daleč od povprečja, izločijo s stopnjo generacij.

V tem izbirnem modelu ostane srednja vrednost med generacijami konstantna, varianca pa se zmanjša.

Klasičen primer stabilizacijske selekcije je otrokova teža ob rojstvu. Čeprav je napredek v medicini sproščal ta selektivni pritisk s postopki, kot je carski rez, je velikost običajno odločilen dejavnik.

Majhni dojenčki hitro izgubijo toploto, medtem ko imajo dojenčki, ki imajo znatno večjo od povprečne teže, težave pri rojstvu otroka.

Če si raziskovalec prizadeva preučiti vrsto selekcije, ki se pojavi v določeni populaciji, in samo količinsko opredeli povprečje značilnosti, lahko pride do napačnih zaključkov, saj verjame, da se populacija ne razvija. Zato je pomembno izmeriti varianco znaka.

Usmerjena selekcija

Model usmerjenega izbora kaže, da v generacijah preživijo posamezniki, ki so v katerem koli repu frekvenčne porazdelitve, bodisi levi ali desni sektor..

V modelih usmerjenega izbora se povprečje giblje s prehodom generacij, varianca pa ostaja konstantna.

Pojav umetne selekcije, ki ga ljudje izvajajo na domačih živalih in rastlinah, je tipična smerna selekcija. Na splošno se išče, da so živali (npr. Živina) večje, proizvajajo več mleka, so močnejše itd. Na enak način, kot se dogaja v rastlinah.

S prehodom generacij se povprečje izbranega značaja prebivalstva spreminja glede na pritisk. Če iščete večje krave, bi se povprečje povečalo.

V naravnem biološkem sistemu lahko vzamemo primer krzna določenega malega sesalca. Če se temperatura v njenem habitatu nenehno zmanjšuje, bodo izbrane tiste variante, ki imajo naključno mutacijo, debelejši plašč.

Močna izbira

Moteči izbirni akti dajejo prednost posameznikom, ki so bolj oddaljeni od povprečja. Ko se generacije iztekajo, repi povečujejo pogostost, medtem ko se posamezniki, ki so bili prej blizu povprečja, začnejo zmanjševati.

V tem modelu lahko povprečje ostane konstantno, medtem ko se varianca poveča - krivulja postane širša in širša, dokler se ne razdeli na dve..

Predlaga se, da bi ta vrsta izbire lahko privedla do pojavov speciacije, pod pogojem, da pride do ustrezne izolacije med morfologijama na koncih repa..

Na primer, nekatere vrste ptic so lahko izrazito spremenile svoj vrh. Recimo, da obstajajo optimalna semena za zelo majhne vrhove in optimalna semena za zelo velike vrhove, vendar vmesni vrhovi ne dobijo ustrezne hrane.

Tako se bosta obe ekstremi pogosteje povečevali in, če se pojavijo ustrezni pogoji, ki olajšujejo dogodke speciacije, se lahko zgodi, da postanejo posamezniki z različnimi različicami vrha dve novi vrsti..

Reference

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., in Byers, B. E. (2004). Biologija: znanost in narava. Pearson Education.
  2. Darwin, C. (1859). O izvoru vrst z naravno selekcijo. Murray.
  3. Freeman, S., in Herron, J. C. (2002). Evolucijska analiza. Prenticeova dvorana.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Evolucija . Sinauer.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Rice, S. (2007).Enciklopedija evolucije. Dejstva v spisu.
  7. Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biologija: Dinamična znanost. Izobraževanje Nelson.
  8. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt South.