NARAVNA SELEKCIJA: MEHANIZEM, DOKAZI, VRSTE IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

Naravna selekcija je evolucijski mehanizem, ki ga je britanski naravoslovec Charles Darwin, kjer je predlagana je diferencial reprodukcijski uspeh med posamezniki v populaciji.

Naravna selekcija deluje na način razmnoževanja posameznikov, ki nosijo določene alele, tako da več potomcev kot drugi posamezniki z različnimi aleli. Ti posamezniki se bolj razmnožujejo in zato povečajo pogostost. Darvinski naravni selekcijski postopek povzroča prilagoditve.

Vir: glej Vir, prek Wikimedia Commons Glede na populacijsko genetiko je evolucija opredeljena kot spreminjanje frekvenc alelov v populaciji. Do te spremembe prihajata dva evolucijska procesa ali mehanizma: naravna selekcija in odtok genov.

Charles Darwin

Naravni izbor je napačno razumljen že odkar je Darwin prvič predstavil svoje prelomne ideje. Glede na takratni politični in družbeni kontekst so bile naravoslovne teorije pomotoma ekstrapolirane v človeške družbe, pojavljajo se nove stavke, ki jih danes v medijih in dokumentarnih filmih uporabljajo v živo, kot je "preživetje najmočnejših".

Kaj je naravna selekcija?

Naravna selekcija je mehanizem, ki ga je leta 1859 predlagal britanski naravoslovec Charles Darwin. Predmet je zelo podrobno obravnavan v njegovi mojstrovini Origin of Species.

Gre za eno najpomembnejših idej s področja biologije, saj pojasnjuje, kako so nastale vse oblike življenja, ki jih danes znamo ceniti. Primerljiv je z idejami velikih znanstvenikov iz drugih strok, na primer Isaaca Newtona.

Darwin s številnimi primeri, ki jih opazi na svojih potovanjih, razloži, kako vrste niso pravočasno nespremenljive entitete, in predlaga, da vse izvirajo iz skupnega prednika.

Čeprav obstaja na desetine definicij naravne selekcije, je najpreprostejša in najbolj konkretna definicija Stearns & Hoekstra (2000): "naravna selekcija je sprememba v reproduktivnem uspehu, povezana z dedno lastnostjo".

Treba je omeniti, da evolucija in naravna selekcija ne zasledujeta posebnega cilja ali cilja. Proizvaja samo organizme, prilagojene njihovemu okolju, brez kakršnih koli določitev potencialne konfiguracije, ki jo bodo ti organizmi imeli.

Mehanizem

Nekateri avtorji izražajo, da je naravna selekcija matematična neizogibnost, saj se pojavi vsakič, ko so izpolnjeni trije postulati, kar bomo videli spodaj:

Različica

Pripadniki populacije se razlikujejo. V resnici je variacija nujen pogoj za razvoj evolucijskih procesov.

Različice v organizmih se pojavljajo na različnih ravneh, od variacij nukleotidov, ki sestavljajo DNK, do morfologij in sprememb v vedenju. Ko znižujemo raven, najdemo več različic.

Heritabilnost

Karakteristika mora biti dedna. Te razlike v populaciji morajo prehajati od staršev do otrok. Za preverjanje, ali je lastnost dedna, se uporabi parameter, imenovan »dednost«, ki je opredeljen kot delež fenotipske variacije zaradi genske variacije.

Matematično se izrazi kot h ² = V _G / (V _G + V _E ). Kjer je V _G genska varianta in V _E je variacijski produkt okolja.

Obstaja zelo preprost in intuitiven način za količinsko opredelitev dednosti: merilo značaja staršev vs. lik pri otrocih. Na primer, če želimo potrditi dednost velikosti kljuna pri pticah, izmerimo y velikost pri starših in jih narišemo glede na velikost pri potomcih.

Če opazimo, da se graf nagiba k črti (r ² je blizu 1), lahko ugotovimo, da so lastnosti dedne.

Različni značaj je povezan z

Zadnji pogoj za naravno selekcijo v populaciji je odnos lastnosti in fitnesa - ta parameter količinsko opredeljuje sposobnost posameznikov, da se razmnožujejo in preživijo, in se giblje med 0 in 1.

Z drugimi besedami, ta lastnost mora povečati reproduktivno uspešnost svojega nosilca.

Hipotetični primer: rep veveric

Kaibaba veverica

Vzemimo hipotetično populacijo veveric in razmislimo, ali bi nanjo lahko vplivala naravna selekcija.

Prva stvar, ki jo moramo storiti, je, da preverimo, ali obstajajo razlike v populaciji. To lahko storimo z merjenjem znakov, ki nas zanimajo. Recimo, da najdemo variacijo repa: obstajajo različice z dolgim ​​repom in kratkim repom.

Nato moramo potrditi, ali je značilnost "velikosti čakalne vrste" podedovana. Da bi to naredili, izmerimo dolžino repa staršev in ga načrtujemo glede na dolžino repa otrok. Če najdemo linearno razmerje med obema spremenljivkama, to pomeni, da je dednost resnično velika.

Nazadnje moramo potrditi, da velikost repa poveča reproduktivno uspešnost nosilca.

Krajši rep lahko omogoča, da se posamezniki lažje premikajo (to ni nujno res, to je izključno za izobraževalne namene) in jim omogoča, da uspešneje pobegnejo plenilce kot nosilci z dolgo repo.

Tako bo v generacijah značilnost "kratkega seva" pogostejša pri populaciji. To je evolucija z naravno selekcijo. Rezultat tega preprostega, a zelo močnega procesa, so prilagoditve.

Dokazi

Naravna selekcija in evolucija na splošno podpirajo izredno trdni dokazi iz različnih strok, vključno s paleontologijo, molekularno biologijo in geografijo.

Zapis fosil

Zapis o fosilih je najjasnejši dokaz, da vrste niso nespremenljive entitete, kot so mislili pred Darwinovim časom.

Homologija

Potomci s spremenjenimi izvori vrste najdejo podporo v homolognih strukturah - strukturah s skupnim poreklom, ki pa lahko predstavljajo določene spremembe.

Na primer, človeška roka, netopirjevo krilo in plavuti kitov so med seboj homologne strukture, saj je imel skupni prednik vseh teh rodov isti kostni vzorec v zgornjem delu. V vsaki skupini je bila struktura spremenjena glede na življenjski slog organizma.

Molekularna biologija

Na enak način nam napredek v molekularni biologiji omogoča, da poznamo zaporedja v različnih organizmih in ni dvoma, da obstaja skupni izvor.

Neposredno opazovanje

Končno lahko opazujemo mehanizem naravne selekcije v akciji. Nekatere skupine z zelo kratkimi generacijami, na primer bakterije in virusi, omogočajo opazovanje razvoja skupine v kratkem času. Tipičen primer je evolucija antibiotikov.

Kaj ni naravna selekcija?

Čeprav je evolucija veda, ki ima smisel za biologijo - če navajamo znamenitega biologa Dobzhanskega, "v biologiji ni nič smiselnega, razen v luči evolucije" - v evolucijski biologiji in mehanizmih, povezanih z njo, obstaja veliko napačnih predstav. je.

Naravna selekcija se zdi priljubljen koncept, ne samo za akademike, temveč tudi za splošno populacijo. Vendar se je z leti ideja izkrivljala in napačno predstavljala tako v akademskih krogih kot v medijih.

To ni preživetje najmočnejših

Ko omenjamo "naravno selekcijo", je skoraj nemogoče, da si ne bi pričarali stavkov, kot je "preživetje najmočnejših oz. Čeprav so te besedne zveze zelo priljubljene in se pogosto uporabljajo v dokumentarnih filmih in podobno, ne izražajo natančno pomena naravne selekcije.

Naravna selekcija je neposredno povezana z razmnoževanjem posameznikov in posredno s preživetjem. Logično je, da dlje ko posameznik živi, ​​večja je verjetnost, da se razmnožuje. Vendar je neposredna povezava mehanizma z reprodukcijo.

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

To ni sinonim za evolucijo

Evolucija je dvostopenjski proces: tisti, ki povzroči variacije (mutacije in rekombinacije), ki so naključni, in drugi korak, ki določa spremembo frekvenc alelov v populaciji.

Zadnja faza se lahko pojavi z naravno selekcijo ali z genskim ali genetskim premikom. Zato je naravna selekcija šele drugi del tega večjega pojava, ki se imenuje evolucija.

Vrste in primeri

Obstajajo različne klasifikacije izbora. Prvi razvrsti selekcijske dogodke glede na njihov vpliv na srednjo vrednost in odstopanje v frekvenčni porazdelitvi preučenega znaka. To so: stabilizirajoča, usmerjena in moteča izbira

Imamo tudi drugo klasifikacijo, ki je odvisna od variacije kondicije glede na pogostost različnih genotipov v populaciji. To so pozitivna in negativna frekvenčno odvisna izbira.

Nazadnje je tu trda in mehka izbira. Ta razvrstitev je odvisna od obstoja konkurence med posamezniki v populaciji in obsega izbirnega pritiska. Spodaj bomo opisali tri najpomembnejše vrste izbora:

Stabilizacija izbora

Selekcija se stabilizira, ko so posamezniki s "povprečnim" ali pogostejšim značajem (tisti na najvišji točki frekvenčne porazdelitve) tisti z največjo kondicijo.

V nasprotju s tem se posamezniki, ki jih najdemo v repih zvona, daleč od povprečja, izločajo skozi generacije.

V tem izbirnem modelu srednja vrednost ostane nespremenjena skozi vse generacije, medtem ko se odstopanje zmanjšuje.

Klasičen primer stabilizacije selekcije je otrokova teža ob rojstvu. Čeprav je medicinski napredek ta selektivni pritisk ublažil s postopki, kot je carski rez, je velikost pogosto odločilni dejavnik.

Majhni dojenčki hitro izgubijo toploto, medtem ko imajo dojenčki, ki so bistveno težji od povprečja, težave z porodom.

Če želi raziskovalec preučiti vrsto selekcije, ki se pojavi pri določeni populaciji in le količinsko opredeli povprečje značilnosti, lahko pride do napačnih zaključkov, saj meni, da se v populaciji ne dogaja evolucija. Zaradi tega je pomembno izmeriti variacijo lika.

Usmerjena izbira

Model usmerjenega izbora predlaga, da posamezniki, ki so v enem od repov frekvenčne porazdelitve, preživijo skozi generacije, naj gre za levi ali desni sektor.

Pri modelih s usmerjenim izborom se srednja vrednost premika med generacijami, medtem ko odstopanje ostaja konstantno.

Pojav umetne selekcije, ki jo izvajajo ljudje na svojih domačih živalih in rastlinah, je tipična usmerjena selekcija. Na splošno je mišljeno, da so živali (na primer govedo) večje, proizvedejo več mleka, so močnejše itd. Enako se dogaja pri rastlinah.

Skozi generacije se povprečje izbranega značaja populacije spreminja glede na pritisk. Če bi iskali večje krave, bi se povprečje zvišalo.

V naravnem biološkem sistemu lahko vzamemo primer kožuha določenega malega sesalca. Če se temperatura v njegovem habitatu nenehno znižuje, bodo izbrane naključne mutacije tiste različice, ki imajo debelejši plašč.

Moteča izbira

Moten izbor deluje tako, da daje prednost posameznikom, ki so najbolj oddaljeni od povprečja. Ko generacije minevajo, se čakalne vrste pogosto povečujejo, medtem ko se posamezniki, ki so bili prej blizu povprečja, začnejo zmanjševati.

V tem modelu lahko povprečje vzdržujemo konstantno, medtem ko se odstopanje povečuje - krivulja se širi in širi, dokler se na koncu ne razdeli na dva.

Predlagamo, da bi tovrstna izbira lahko privedla do dogodkov s specifikacijo, pod pogojem, da se med dvema morfologijama, ki se nahajata na koncih repa, ustrezno izolira.

Na primer, določena vrsta ptic ima lahko v kljunu izrazite spremembe. Recimo, da obstajajo optimalna semena za zelo majhne kljunove in optimalna semena za zelo velike kljunove, vmesni kljuni pa ne dobijo primerne hrane.

Obe skrajnosti bi se torej pogosteje povečevali, in če so zagotovljeni ustrezni pogoji, ki spodbujajo dogodke v specifikaciji, je mogoče, da bodo sčasoma posamezniki z različnimi spremembami vrha postali dve novi vrsti.

Vir: Ealbert17, iz Wikimedia Commons

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: znanost in narava. Pearsonova vzgoja.
2. Darwin, C. (1859). O izvoru vrst z naravno selekcijo. Murray
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolucijska analiza Dvorana Prentice.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolucija Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije (letnik 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. Nelson Education.
8. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt Jug.