TERMÉSZETES SZELEKCIÓ: MECHANIZMUS, BIZONYÍTÉKOK, TÍPUSOK ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

A természetes szelekció egy Charles Darwin brit természettudós által javasolt evolúciós mechanizmus, amelyben a populáció egyének közötti különbség reprodukciós sikerrel jár.

A természetes szelekció bizonyos alléleket hordozó egyének szaporodása során jár, több utódot hagyva, mint más allélokkal rendelkező egyének. Ezek az egyének többet szaporodnak, és ezért növelik gyakoriságukat. A darwini természetes szelekciós folyamat alkalmazkodást eredményez.

Forrás: lásd a forrást, a Wikimedia Commons segítségével. A népesség genetikájának fényében az evolúciót úgy definiálják, mint a populáció allélfrekvenciájának változása. Két evolúciós folyamat vagy mechanizmus vezet ezekhez a változáshoz: a természetes szelekció és a géneltolódás.

Charles Darwin

A természetes szelekciót félreértették azóta, hogy Darwin először ismertette úttörő ötleteit. Tekintettel a korabeli politikai és társadalmi összefüggésekre, a naturista elméleteit tévesen extrapolálták az emberi társadalmakra, olyan mondatokkal, amelyeket manapság a média és a dokumentumfilmek vetnek fel, például: "A legjobbak túlélése".

Mi a természetes szelekció?

A természetes szelekció a Charles Darwin brit természettudós által 1859-ben javasolt mechanizmus. A témát nagyon részletesen tárgyalja a „Fajok eredete” című remekműve.

Ez a biológia egyik legfontosabb ötlete, mivel elmagyarázza, hogy az élet minden olyan formája, ahogyan képesek vagyunk megérteni magukat, származnak. Összehasonlítható más tudományágak nagy tudósai, például Isaac Newton ötleteivel.

Darwin az utazása során megfigyelt számos példán keresztül elmagyarázza, hogy a fajok nem változnak időben az egységek, és azt javasolja, hogy mindegyik közös őse legyen.

Bár a természetes szelekció tucatnyi definíciója létezik, a legegyszerűbb és legkonkrétabb a Stearns & Hoekstra (2000) meghatározása: „A természetes szelekció az öröklődő tulajdonsághoz kapcsolódó reproduktív siker változása”.

Meg kell említeni, hogy az evolúció és a természetes szelekció nem célja vagy célja. Kizárólag a környezetükhöz adaptált organizmusokat termel, anélkül, hogy bármiféle specifikációval meghatároznák az ezeknek az organizmusoknak a lehetséges konfigurációját.

Gépezet

Egyes szerzők szerint a természetes szelekció matematikai elkerülhetetlenség, mivel akkor fordul elő, ha három posztulátum teljesül, amelyeket az alábbiakban látunk:

Variáció

A populációhoz tartozó egyének eltéréseket mutatnak. Valójában a variáció elengedhetetlen feltétele az evolúciós folyamatoknak.

A szervezetekben a variáció különböző szintű, a DNS-t alkotó nukleotidok variációitól kezdve a morfológiáig és a viselkedés variációinakig. Ahogy csökkentjük a szintet, több variációt találunk.

örökölhetősége

A jellemzőnek örökölhetőnek kell lennie. A népességben tapasztalható ezen eltéréseknek a szülõktõl gyermekekre kell átmenni. Annak ellenőrzésére, hogy egy tulajdonság örökölhető-e, egy „örökölhetőség” nevű paramétert kell használni, amelyet a genetikai variáció miatti fenotípusos variancia arányának tekintünk.

Matematikailag azt h ² = V _G / (V _G + V _E) -ben fejezik ki. Ahol V _G a genetikai variáció, és V _E a környezet variációs szorzata.

Az örökölhetőség számszerűsítésére nagyon egyszerű és intuitív módszer létezik: a szülők karakterének mérése vs. karakter a gyermekekben. Például, ha szeretnénk megerősíteni a csőr méretének örökölhetőségét a madarakban, megmérjük az y méretet a szülőkben és ábrázoljuk az utódok méretével szemben.

Ha megfigyeljük, hogy a gráf egyenesre hajlik (az r ² közel van az 1-hez), akkor arra a következtetésre juthatunk, hogy a jellemzők örökölhetők.

A változó karakter a

A természetes szelekciónak a populációban történő viselkedésének utolsó feltétele a tulajdonság és a fitnesz kapcsolata - ez a paraméter számszerűsíti az egyének szaporodási és túlélési képességét, és 0-tól 1-ig terjed.

Más szavakkal, ennek a tulajdonságnak növelnie kell hordozójának reprodukciós sikerét.

Hipotetikus példa: a mókusok farka

Kaibaba mókus

Vegyünk egy hipotetikus mókuspopulációt, és gondolkodjunk azon, hogy a természetes szelekció befolyásolhatja-e vagy sem.

Az első dolog, amit meg kell tennünk, ellenőrizni kell, hogy van-e változás a népességben. Ezt megtehetjük az érdeklődő karakterek mérésével. Tegyük fel, hogy variációkat találunk a farokban: vannak olyan változatok, amelyek hosszú és rövid farokkal rendelkeznek.

Ezt követően meg kell erősítenünk, hogy a "sorméret" jellemző örökölhető-e. Ehhez megmérjük a szülők farokhosszát, és a gyermekek farokhosszához viszonyítva ábrázoljuk. Ha találunk egy lineáris kapcsolatot a két változó között, ez azt jelenti, hogy valóban magas az örökölhetőség.

Végül meg kell erősítenünk, hogy a farok mérete növeli a hordozó reproduktív sikerét.

A rövidebb farok lehetővé teszi az egyének könnyebb mozgását (ez nem feltétlenül igaz, tisztán oktatási célokat szolgál), és lehetővé teszi számukra, hogy a ragadozók elől meneküljenek jobban, mint a hosszú farkú hordozók.

Így a generációk során a „rövid törzs” jellemző gyakoribb a populációban. Ez a természetes szelekció általi evolúció. És ennek az egyszerű - de nagyon erős folyamatnak az eredménye az adaptációk.

Bizonyíték

A természetes szelekciót és általában az evolúciót különféle tudományágak, köztük a paleontológia, a molekuláris biológia és a földrajz rendkívül megbízható bizonyítékai támasztják alá.

Fosszilis adatok

A fosszilis rekord a világosabb bizonyíték arra, hogy a fajok nem változhatatlan entitások, ahogyan azt Darwin idején gondoltak.

A homológia

A faj eredetében felmerült módosításokkal rendelkező leszármazottak támogatást találnak a homológ struktúrákban - közös eredetű struktúrákban, amelyek azonban bizonyos eltéréseket mutathatnak.

Például az emberi kar, a denevér szárnya és a bálna uszonyai homológ struktúrák, mivel ezeknek a törzsöknek az őse ugyanazon csontmintázatú volt felső részén. Mindegyik csoportban a szerkezet megváltozott a szervezet életmódjától függően.

Molekuláris biológia

Ugyanígy, a molekuláris biológia fejlődése lehetővé teszi számunkra, hogy megismerjük a különféle szervezetekben levő szekvenciákat, és nem kétséges, hogy közös eredetű.

Közvetlen megfigyelés

Végül megfigyelhetjük a természetes szelekció mechanizmusát. Bizonyos nagyon rövid generációs időtartamú csoportok, például baktériumok és vírusok lehetővé teszik a csoport fejlődésének rövid időn belüli megfigyelését. A tipikus példa az antibiotikumok fejlődése.

Mi nem a természetes szelekció?

Noha az evolúció a biológia értelme, az a tudomány, hogy a híres biológust, Dobzhansky-t idézve: "a biológiában nincs értelme, csak az evolúció fényében", az evolúciós biológiában és a kapcsolódó mechanizmusokban sok tévképzet van. van.

A természetes szelekció népszerûnek látszik, nemcsak az akadémikusok, de a lakosság számára is. Az évek során azonban az ötlet torzult és hamisan jelenik meg mind a tudományos életben, mind a médiában.

Ez nem a legmegfelelőbb túlélése

A "természetes szelekció" megemlítésekor szinte lehetetlen elkerülni olyan kifejezések felidézését, mint például a "legmegfelelőbb vagy legjobban túlélő". Bár ezek a kifejezések nagyon népszerűek, és széles körben használják a dokumentumfilmeket és hasonlókat, nem pontosan fejezik ki a természetes kiválasztás jelentését.

A természetes szelekció közvetlenül kapcsolódik az egyének szaporodásához és közvetetten a túléléshez. Logikusan, minél tovább él egy egyén, annál valószínűbb, hogy szaporodik. A mechanizmus közvetlen kapcsolódása azonban a reprodukcióval történik.

Ugyanígy az „erősebb” vagy „atlétikusabb” organizmus nem mindig szaporodik nagyobb mennyiségben. Ezen okok miatt el kell hagyni a közismert mondatot.

Ez nem azonos az evolúcióval

Az evolúció kétlépéses folyamat: az egyik variációt (mutációt és rekombinációt) okoz, amely véletlenszerű, és egy második lépés, amely meghatározza az allélfrekvencia változását a populációban.

Ez az utolsó szakasz természetes szelekcióval vagy genetikai vagy genetikai eltolódással fordulhat elő. Ezért a természetes szelekció csak az evolúciónak nevezett nagyobb jelenség második része.

Típusok és példák

A kiválasztásnak különféle osztályozásai vannak. Az első a szelekciós eseményeket az átlagra gyakorolt ​​hatásuk és a vizsgált karakter frekvenciaeloszlásának varianciája alapján osztályozza. Ezek a következők: stabilizáló, irányított és zavaró szelekció

Van egy másik osztályozás is, amely a fitnesz változásától függ a populáció különböző genotípusainak gyakorisága szerint. Ezek a pozitív és negatív frekvenciafüggő szelekciók.

Végül ott van a kemény és lágy választás. Ez a besorolás attól függ, hogy létezik-e verseny az egyének között a populációban és a szelekciós nyomás nagysága. Az alábbiakban leírjuk a kiválasztás három legfontosabb típusát:

Stabilizálja a választást

Stabilizálódik a szelekció, amikor az „átlagos” vagy gyakoribb karakterűek (azok, akik a frekvenciaeloszlás legmagasabb pontján helyezkednek el) a legjobban teljesítenek.

Ezzel szemben a harang farkában található egyéneket, az átlagtól távol, a nemzedékek során eltávolítják.

Ebben a szelekciós modellben az átlag állandó marad a nemzedékek során, míg a variancia csökken.

A szelekció stabilizálásának klasszikus példája a gyermek születéskori súlya. Noha az orvosi fejlődés enyhítette ezt a szelektív nyomást olyan eljárásokkal, mint a császármetszés, a méret gyakran döntő tényező.

A kis csecsemők gyorsan veszítik a hőt, míg az átlagnál jelentősen nehezebb csecsemőknek problémák vannak a szüléskel.

Ha egy kutató arra törekszik, hogy megvizsgálja az adott populációban bekövetkező szelekció típusát, és csak a jellemző átlagát számszerűsíti, téves következtetésekre juthat, úgy gondolva, hogy a populációban nem alakul ki evolúció. Ezért fontos megmérni a karakter varianciáját.

Irányított kiválasztás

Az irányválasztási modell azt javasolja, hogy az egyének, akik a frekvenciaeloszlás egyik végén vannak, életben maradjanak a generációk során, legyen az a bal vagy a jobb szektor.

Az irányított szelekciós modellekben az átlag eltolódik a generációk között, míg a szórás változatlan marad.

Az ember által háziállatokon és növényeken végzett mesterséges szelekció jelensége tipikus irányított szelekció. Általában azt gondolják, hogy az állatok (például szarvasmarha) nagyobbak, több tejet termelnek, erősebbek stb. Ugyanez történik a növényekben is.

A nemzedékek során a populáció kiválasztott karakterének átlaga a nyomástól függően változik. Nagyobb tehenek keresése esetén az átlag növekszik.

Egy természetes biológiai rendszerben példa lehet egy bizonyos kicsi emlős szőrére. Ha az éghajlat hőmérséklete folyamatosan csökken, akkor a vastagabb réteggel rendelkező variánsokat véletlenszerű mutációval választják ki.

Zavaró kiválasztás

A zavaró kiválasztás az átlagtól legtávolabbi személyeket részesíti előnyben. A generációk elmúlásával a sorok gyakorisága növekszik, miközben az egyének, akik korábban az átlaghoz közel álltak, csökkenni kezdenek.

Ebben a modellben az átlagnál állandó értéket lehet tartani, míg a variancia növekszik - a görbe egyre szélesebbé válik, amíg ketté nem oszlik.

Feltételezzük, hogy ez a fajta szelekció specifikációs eseményekhez vezethet, feltéve, hogy a farok végén elhelyezkedő két morfológia között megfelelő elszigetelés történik.

Például egy madárfajnak csúcsában jelentős eltérések lehetnek. Tegyük fel, hogy vannak optimális magok nagyon kis csőrökhöz és optimális magok nagyon nagy csőrökhöz, de a közbenső csőrök nem kapnak megfelelő táplálékot.

Így a két szélsőség gyakorisága növekszik, és ha meghatározzuk a megfelelő feltételeket, amelyek megkönnyítik a specifikációs eseményeket, akkor előfordulhat, hogy az idő múlásával az eltérő csúcsváltozással rendelkező egyének két új fajgá válnak.

Forrás: Ealbert17, a Wikimedia Commonsból

Irodalom

1. Audesirk, T., Audesirk, G. és Byers, BE (2004). Biológia: tudomány és természet. Pearson oktatás.
2. Darwin, C. (1859). A fajok eredete a természetes szelekció segítségével. Murray.
3. Freeman, S., és Herron, JC (2002). Evolúciós elemzés. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolúció. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, és Garrison, C. (2001). Az állattan integrált alapelvei (15. kötet). New York: McGraw-Hill.
6. Rice, S. (2007). Az evolúció enciklopédia. Tények az aktában.
7. Russell, P., Hertz, P. és McMillan, B. (2013). Biológia: A dinamikus tudomány. Nelson Education.
8. Soler, M. (2002). Evolúció: a biológia alapja. Déli projekt.