Mechanizm doboru naturalnego, dowody, typy i przykłady



The dobór naturalny jest mechanizmem ewolucyjnym zaproponowanym przez brytyjskiego przyrodnika Karola Darwina, gdzie występuje zróżnicowany sukces reprodukcyjny wśród jednostek populacji.

Dobór naturalny działa na zasadzie rozmnażania się osobników niosących pewne allele, pozostawiając więcej potomków niż innych osobników o różnych allelach. Osoby te rozmnażają się coraz częściej i dlatego zwiększają swoją częstotliwość. Darwinowski proces selekcji naturalnej powoduje adaptacje.

W świetle genetyki populacji ewolucja jest definiowana jako zmienność częstotliwości allelicznych w populacji. Istnieją dwa procesy lub mechanizmy ewolucyjne, które powodują tę zmianę: dobór naturalny i dryf genów.

Dobór naturalny został niezrozumiany od Darwin odsłonięto jego pomysły tak rewolucyjny. Biorąc pod uwagę kontekst polityczny i społeczny czasie naturalistyczne teorie błędnie ekstrapolować do społeczeństw ludzkich, fraz, które są pojawiające się dziś viralizadas przez media i dokumentalnych jako „przetrwanie najsilniejszych”.

Indeks

  • 1 Czym jest dobór naturalny?
  • 2 Mechanizm
    • 2.1 Zmiana
    • 2.2 Dziedziczność
    • 2.3 Postać, która się zmienia, jest związana z kondycją
    • 2.4 Przykład hipotetyczny: ogon wiewiórek
  • 3 Dowody
    • 3.1 Zapis kopalny
    • 3.2 Homologia
    • 3.3 Biologia molekularna
    • 3.4 Obserwacja bezpośrednia
  • 4 Co nie jest doborem naturalnym?
    • 4.1 To nie przetrwanie najlepiej przystosowanych
    • 4.2 Nie jest synonimem ewolucji
  • 5 Rodzaje i przykłady
    • 5.1 Wybór stabilizacji
    • 5.2 Wybór kierunkowy
    • 5.3 Wybór zakłócający
  • 6 referencji

Czym jest dobór naturalny?

Dobór naturalny jest mechanizmem zaproponowanym przez brytyjskiego przyrodnika Karola Darwina w 1859 roku. Temat jest traktowany z wielkim szczegółem w swoim arcydziele Pochodzenie gatunku.

Jest to jeden z najważniejszych pomysłów w dziedzinie biologii, ponieważ wyjaśnia, jak powstały wszystkie formy życia, które jesteśmy w stanie dziś docenić. Jest porównywalny z ideami wielkich naukowców z innych dyscyplin, takich jak na przykład Izaak Newton.

Darwin wyjaśnia poprzez liczne przykłady obserwowane podczas jego podróży, w jaki sposób gatunki nie są niezmiennymi istotami w czasie i proponuje, aby wszystkie pochodziły od wspólnego przodka.

Chociaż istnieją dziesiątki definicji naturalnej selekcji, najbardziej prosty i konkretny jest Stearns & Hoekstra (2000): „Dobór naturalny jest zmiana sukcesu reprodukcyjnego związane z dziedzicznego cechy”.

Należy wspomnieć, że ewolucja i dobór naturalny nie dążą do celu ani konkretnych celów. Produkuje tylko organizmy dostosowane do ich środowiska, bez żadnego rodzaju specyfikacji potencjalnej konfiguracji, którą te organizmy będą miały.

Mechanizm

Niektórzy autorzy wyrażają, że dobór naturalny jest matematyczną nieuchronnością, ponieważ występuje, gdy spełnione są trzy postulaty, które zobaczymy dalej:

Odmiana

Osoby należące do populacji przedstawiają zmienności. W rzeczywistości wariacja jest warunkiem sine qua non tak aby zachodziły procesy ewolucyjne.

Różnice w organizmach występują na różnych poziomach, od zmian w nukleotydach, które tworzą DNA, do morfologii i zmian w zachowaniu. W miarę zmniejszania poziomu znajdujemy więcej wariacji.

Dziedziczność

Charakterystyka musi być dziedziczna. Te różnice występujące w populacji muszą przejść od rodziców do dzieci. Aby sprawdzić, czy znak jest dziedziczny, używany jest parametr o nazwie „odziedziczalność”, zdefiniowany jako proporcja wariancji fenotypowej spowodowana zmiennością genetyczną..

Matematycznie wyraża się to jako h2 = VG / (VG + VE). Gdzie VG to wariancja genetyczna i VE jest produktem wariancji środowiska.

Istnieje bardzo prosty i intuicyjny sposób kwantyfikacji odziedziczalności: pomiar charakteru rodziców jest wykreślany w oparciu o. postać w dzieciach. Na przykład, jeśli chcemy potwierdzić odziedziczalność wielkości szczytów u ptaków, mierzymy rozmiar i u rodziców, a my kreślimy je w zależności od wielkości u dzieci.

W przypadku, gdy zauważymy, że wykres zmierza do linii ( r2 jest bliski 1) możemy stwierdzić, że cechy są dziedziczne.

Postać, która się zmienia, jest związana z fitness

Ostatnim warunkiem, aby dobór naturalny działał w populacji, jest związek cechy z fitness - parametr ten określa ilościowo zdolność reprodukcji i przeżycia osobników i waha się od 0 do 1.

Innymi słowy, taka cecha powinna zwiększyć sukces reprodukcyjny przewoźnika.

Hipotetyczny przykład: ogon wiewiórek

Weźmy populację hipotetycznych wiewiórek i pomyślmy, czy dobór naturalny może działać w nim czy nie.

Pierwszą rzeczą, którą musimy zrobić, jest potwierdzenie, czy w populacji występują różnice. Możemy to zrobić, mierząc interesujące postacie. Załóżmy, że znajdziemy zmienność w ogonie: istnieją warianty z długim ogonem i krótkim ogonem.

Następnie musimy potwierdzić, czy charakterystyczny „rozmiar ogona” jest dziedziczny. Aby to zrobić, mierzymy długość ogona rodziców i wykreślamy go na długości ogona dziecka. Jeśli znajdziemy liniową zależność między dwiema zmiennymi, oznacza to, że odziedziczalność jest wysoka.

Wreszcie musimy potwierdzić, że rozmiar ogona zwiększa sukces reprodukcyjny przewoźnika.

Może krótszy ogon pozwala jednostkom na łatwiejsze przemieszczanie się (niekoniecznie jest to prawda, to w celach czysto edukacyjnych) i pozwala im się uciec przed drapieżnikami bardziej skutecznie niż długi ogon przewoźników.

W ten sposób w ciągu pokoleń charakterystyczny „krótki colar” będzie występował częściej w populacji. To ewolucja przez dobór naturalny. Rezultatem tego prostego - ale bardzo potężnego procesu - są adaptacje.

Dowody

Dobór naturalny i ogólnie ewolucja są wspierane przez nadzwyczaj solidne dowody z różnych dyscyplin, w tym paleontologii, biologii molekularnej i geografii.

Zapis kopalny

Zapis kopalny jest najwyraźniejszym dowodem na to, że gatunki nie są niezmiennymi istotami, jak sądzono przed czasem Darwina.

Homologia

Potomkowie z modyfikacjami proponowanymi w pochodzeniu gatunku znajdują wsparcie w strukturach homologicznych - strukturach o wspólnym pochodzeniu, ale które mogą przedstawiać pewne zmiany.

Na przykład, ludzka ręka, skrzydło nietoperza i płetwami konstrukcje wieloryby są homologiczne do siebie, ponieważ wspólny przodek wszystkich tych rodów miały ten sam wzór kości w ich natomiast wyższe. W każdej grupie, konstrukcja została zmodyfikowana w zależności od trybu życia organizmu.

Biologia molekularna

Podobnie postęp w biologii molekularnej pozwala poznać sekwencje różnych organizmów i nie ma wątpliwości, że istnieje wspólne pochodzenie.

Bezpośrednia obserwacja

Wreszcie możemy zaobserwować mechanizm doboru naturalnego w działaniu. Niektóre grupy o bardzo krótkim czasie pokolenia, takie jak bakterie i wirusy, pozwalają na obserwację ewolucji grupy w krótkim czasie. Typowym przykładem jest ewolucja antybiotyków.

Co nie jest doborem naturalnym?

Mimo że ewolucja jest nauką, która nadaje sens biologii - powołując się na słynny biolog Dobzhansky „Nic w biologii ma sens, jeśli nie w świetle ewolucji” - istnieje wiele nieporozumień w biologii ewolucyjnej i powiązanych mechanizmów to.

Dobór naturalny wydaje się być popularną koncepcją nie tylko dla naukowców, ale także dla ogółu ludności. Jednak z biegiem lat pomysł został zniekształcony i błędnie przedstawiony zarówno w środowisku akademickim, jak i medialnym.

To nie przetrwanie najlepiej przystosowanych

Wspominając o „selekcji naturalnej”, prawie niemożliwe jest wywołanie fraz takich jak „przetrwanie najsilniejszych czy najsilniejszych”. Chociaż frazy te są bardzo popularne i szeroko stosowane w dokumentach i pokrewnych, nie należy precyzyjnie wyrażać znaczenia doboru naturalnego.

Dobór naturalny jest bezpośrednio związany z rozmnażaniem się osobników, a pośrednio z przetrwaniem. Logicznie rzecz biorąc, im bardziej jednostka żyje, tym więcej ma szans na reprodukcję siebie. Jednak bezpośrednie połączenie mechanizmu jest z reprodukcją.

W ten sam sposób „najsilniejszy” lub „najbardziej atletyczny” organizm nie zawsze jest reprodukowany w większej ilości. Z tych powodów konieczne jest porzucenie dobrze znanego wyrażenia.

Nie jest synonimem ewolucji

Rozwój to proces dwuetapowy: jedna, która powoduje zmianę (mutację i rekombinację), który jest losowe, i drugi etap, który określa zmianę częstości alleli w populacji.

Ten ostatni etap może nastąpić przez dobór naturalny lub przez gen lub dryf genetyczny. Dlatego dobór naturalny jest tylko drugą częścią tego większego zjawiska zwanego ewolucją.

Typy i przykłady

Istnieje kilka klasyfikacji wyboru. Pierwsza klasyfikuje zdarzenia selekcji zgodnie z ich wpływem na średnią i wariancję rozkładu częstotliwości badanego bohatera. Są to: wybór stabilizujący, kierunkowy i zakłócający

Mamy też inną klasyfikację, która zależy od odmiany fitness w zależności od częstotliwości różnych genotypów populacji. Są to selekcje zależne od dodatniej i ujemnej częstotliwości.

Wreszcie istnieje trudny i delikatny wybór. Klasyfikacja ta zależy od istnienia konkurencji między jednostkami populacji i wielkości presji selekcyjnej. Następnie opiszemy trzy najważniejsze typy wyboru:

Wybór stabilizacji

Istnieje stabilizacja selekcji, gdy osoby o „przeciętnym” lub częstszym charakterze (ci, którzy są w najwyższym punkcie rozkładu częstotliwości) mają najwyższy fitness.

Natomiast jednostki, które znajdują się w ogonach dzwonu, bardzo daleko od średniej, są eliminowane wraz z krokiem pokoleń.

W tym modelu selekcji średnia pozostaje stała przez pokolenia, podczas gdy wariancja maleje.

Klasycznym przykładem stabilizacji doboru jest waga dziecka przy urodzeniu. Chociaż postępy medyczne złagodziły tę presję selekcyjną dzięki zabiegom takim jak cesarskie cięcie, rozmiar jest zwykle czynnikiem decydującym.

Małe dzieci szybko tracą ciepło, podczas gdy niemowlęta o znacznie większej niż średnia wadze mają problemy z porodem.

Jeśli badacz stara się zbadać rodzaj selekcji, która występuje w danej populacji i tylko kwantyfikuje średnią cechę, może dojść do błędnych wniosków, wierząc, że ewolucja nie występuje w populacji. Dlatego ważne jest zmierzenie wariancji postaci.

Wybór kierunkowy

Model selekcji kierunkowej sugeruje, że przez pokolenia przeżywają osoby, które znajdują się w którymkolwiek z ogonów rozkładu częstotliwości, lewy lub prawy sektor.

W modelach selekcji kierunkowej średnia porusza się wraz z upływem pokoleń, podczas gdy wariancja pozostaje stała.

Zjawisko sztucznej selekcji dokonywane przez ludzi na ich zwierzętach domowych i roślinach jest typową selekcją kierunkową. Generalnie dąży się do tego, aby zwierzęta (np. Zwierzęta hodowlane) były większe, produkowały więcej mleka, były silniejsze itp. Tak samo dzieje się w roślinach.

Z upływem pokoleń średnia wybranego charakteru populacji zmienia się w zależności od ciśnienia. Jeśli szukasz większych krów, średnia wzrośnie.

W naturalnym systemie biologicznym możemy przyjąć przykład futra pewnego małego ssaka. Jeśli temperatura stale spada w jej środowisku, te warianty, które mają losową mutację, zostaną wybrane grubszą warstwą.

Przeszkadzający wybór

Wybuchowa selekcja działa na korzyść osób, które są dalej od średniej. W miarę upływu pokoleń ogony zwiększają swoją częstotliwość, podczas gdy osobniki, które wcześniej były bliskie średniej, zaczynają się zmniejszać.

W tym modelu średnią można utrzymać na stałym poziomie, podczas gdy wariancja wzrasta - krzywa staje się szersza i szersza, aż skończy się dzieleniem na dwie części..

Proponuje 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, pewien gatunek ptaka może mieć znaczące różnice w swoim szczycie. Załóżmy, że istnieją optymalne nasiona dla bardzo małych pików i optymalnych nasion dla bardzo dużych pików, ale pośrednie piki nie otrzymują odpowiedniego pożywienia.

W ten sposób, dwie skrajności wzrosłyby częstotliwości i, jeśli pojawią się odpowiednie warunki sprzyjające specjacjom, może się zdarzyć, że z czasem osobniki o różnych odmianach piku staną się dwoma nowymi gatunkami..

Referencje

  1. Audesirk, T., Audesirk, G. i Byers, B. E. (2004). Biologia: nauka i natura. Pearson Education.
  2. Darwin, C. (1859). O pochodzeniu gatunków za pomocą doboru naturalnego. Murray.
  3. Freeman, S. i Herron, J. C. (2002). Analiza ewolucyjna. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Ewolucja . Sinauer.
  5. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., i Garrison, C. (2001). Zintegrowane zasady zoologii (Tom 15). Nowy Jork: McGraw-Hill.
  6. Rice, S. (2007).Encyklopedia ewolucji. Fakty na temat pliku.
  7. Russell, P., Hertz, P. i McMillan, B. (2013). Biologia: dynamiczna nauka. Edukacja Nelsona.
  8. Soler, M. (2002). Ewolucja: podstawa biologii. South Project.