Механізм природного відбору, докази, типи та приклади



The природний відбір є еволюційним механізмом, запропонованим британським натуралістом Чарльзом Дарвіном, де є диференційований репродуктивний успіх серед індивідів популяції.

Природний відбір діє з точки зору відтворення особин, які несуть певні алелі, що залишають більше нащадків, ніж інші особи з різними алелями. Ці особи більш відтворюються і, отже, збільшують свою частоту. Дарвінівський процес природного відбору призводить до адаптації.

У світлі популяційної генетики еволюція визначається як варіація алельних частот у популяції. Існують два процеси або еволюційні механізми, що породжують цю зміну: природний відбір і дрейф генів.

Природний відбір був неправильно витлумачений, оскільки Дарвін зробив свої революційні ідеї відомими. Враховуючи політичний та соціальний контекст того часу, теорії натуралістів помилково були екстрапольовані на людські суспільства, виникаючі фрази, які зараз вірують ЗМІ та документальні фільми як "виживання найсильніших".

Індекс

  • 1 Що таке природний відбір?
  • 2 Механізм
    • 2.1 Варіації
    • 2.2 Успадкованість
    • 2.3 Символ, який змінюється, пов'язаний з придатністю
    • 2.4 Гіпотетичний приклад: хвіст білок
  • 3 Докази
    • 3.1 Реєстр копалин
    • 3.2 Гомологія
    • 3.3 Молекулярна біологія
    • 3.4 Безпосереднє спостереження
  • 4 Що не є природним відбором?
    • 4.1 Це не виживання найбільш пристосованих
    • 4.2 Вона не є синонімом еволюції
  • 5 Типи та приклади
    • 5.1 Стабілізуючий відбір
    • 5.2 Направлений вибір
    • 5.3 Вибірковий вибір
  • 6 Посилання

Що таке природний відбір?

Природний відбір - це механізм, запропонований британським натуралістом Чарльзом Дарвіном в 1859 році. Походження виду.

Це одна з найважливіших ідей у ​​галузі біології, оскільки вона пояснює, як виникли всі форми життя, які ми можемо оцінити сьогодні. Це можна порівняти з ідеями великих вчених інших дисциплін, наприклад, Ісака Ньютона.

Дарвін пояснює через численні приклади, що спостерігалися під час його подорожей, як види не є незмінними у часі і пропонує, що всі вони походять від спільного предка.

Хоча існують десятки визначень природного відбору, найпростішим і найбільш конкретним є те, що Stearns & Hoekstra (2000): "природний відбір - це відмінності в репродуктивному успіху, пов'язаному з спадковістю".

Необхідно згадати, що еволюція і природний відбір не переслідують мети або конкретних цілей. Вона виробляє лише організми, пристосовані до їхнього оточення, без будь-якої специфікації потенційної конфігурації, яку ці організми мають мати.

Механізм

Деякі автори висловлюють думку, що природний відбір є математичною неминучістю, оскільки виникає, коли виконуються три постулати, які ми побачимо далі:

Варіації

Особи, які належать до популяції, є варіантами. Фактично, зміна є умовою sine qua non так що відбуваються еволюційні процеси.

Відмінності в організмах відбуваються на різних рівнях, від змін у нуклеотидах, що складають ДНК до морфології та варіацій поведінки. Оскільки ми знижуємо рівень, ми знаходимо більше варіацій.

Збудливість

Характеристика повинна бути спадковою. Ці коливання в популяції повинні переходити від батьків до дітей. Щоб перевірити, чи є персонаж спадковим, використовується параметр, що називається "спадщинністю", який визначається як частка фенотипової дисперсії, обумовленої генетичною варіацією..

Математично це виражається як h2 = VG / (VG + VE). Де VG є генетична дисперсія і VE є дисперсійним продуктом середовища.

Існує дуже простий і інтуїтивно зрозумілий спосіб кількісного оцінювання спадковості. характер у дітей. Наприклад, якщо ми хочемо підтвердити спадкоємність пікового розміру у птахів, ми вимірюємо їх розмір і у батьків, і будуємо графік у порівнянні з розміром у дітей.

У випадку, якщо ми спостерігаємо, що графік прагне до лінії ( r2 близька до 1) можна зробити висновок, що характеристики успадковані.

Символ, який змінюється, пов'язаний з символом фітнес

Останньою умовою природного відбору діяти в популяції є взаємозв'язок ознаки з фітнес - цей параметр кількісно визначає здатність до відтворення та виживання індивідуумів і варіюється від 0 до 1.

Іншими словами, така особливість повинна збільшувати репродуктивний успіх її носія.

Гіпотетичний приклад: хвіст білок

Візьмемо популяцію гіпотетичних білок і подумаємо, чи може в ньому діяти природний відбір чи ні.

Перше, що ми повинні зробити, це підтвердити, якщо існує різниця в популяції. Ми можемо це зробити, вимірявши цікаві символи. Припустимо, що ми знаходимо варіацію в хвості: є варіанти з довгим хвостом і коротким хвостом.

Згодом ми повинні підтвердити, чи є характерний "розмір хвоста" спадковим. Для цього ми вимірюємо довжину хвоста батьків і наносимо її на довжину хвоста дітей. Якщо ми знаходимо лінійну залежність між двома змінними, це означає, що наслідки наслідування є високими.

Нарешті, треба підтвердити, що розмір хвоста збільшує репродуктивний успіх носія.

Більш короткий хвіст може дозволити людям легше рухатися (це не обов'язково так, це є чисто дидактичні цілі), і дозволяє їм виходити з хижаків більш успішно, ніж довгі хвостові носії..

Таким чином, протягом усього покоління характерний «короткий комір» буде частішим у населення. Це еволюція природним відбором. А результатом цього простого - але дуже потужного процесу - є адаптації.

Докази

Природний відбір та еволюція в цілому підтримуються надзвичайно надійними доказами з різних дисциплін, включаючи палеонтологію, молекулярну біологію та географію..

Копалини

Копалин є найяскравішим доказом того, що види не є незмінними, як вважалося до часу Дарвіна.

Гомологія

Нащадки з модифікаціями, запропонованими в походження виду, знаходять підтримку в гомологічних структурах - структурах з загальним походженням, але які можуть представляти певні зміни.

Наприклад, рука людини, крило бити і плавники китів є структурами, гомологічними один одному, оскільки спільний предок всіх цих родин мав однаковий малюнок кісток у своїх начальників. У кожній групі структура змінювалася залежно від способу життя організму.

Молекулярна біологія

Таким же чином, досягнення в галузі молекулярної біології дозволяють дізнатися про послідовності в різних організмах і немає сумніву, що існує спільне походження.

Пряме спостереження

Нарешті, ми можемо спостерігати механізм природного відбору в дії. Деякі групи з дуже короткими поколіннями, такими як бактерії та віруси, дозволяють спостерігати еволюцію групи протягом короткого періоду часу. Типовим прикладом є еволюція антибіотиків.

Що не є природним відбором?

Хоча еволюція - це наука, яка дає сенс біології - цитуючи відомого біолога Добжанського, «в біології нічого немає сенсу, крім як у світлі еволюції» - в еволюційній біології є багато помилок і механізмів, пов'язаних з цього.

Природний відбір представляється популярною концепцією не тільки для науковців, але й для населення в цілому. Проте, протягом багатьох років ця ідея була спотворена і спотворена як в академічній, так і в ЗМІ.

Це не виживання найсильніших

При згадці «природного відбору» практично неможливо не викликати фрази типу «виживання найсильніших або найсильніших». Хоча ці фрази дуже популярні і широко використовуються в документальних і споріднених, не виражають з точністю сенс природного відбору.

Природний відбір безпосередньо пов'язаний з відтворенням індивідів і опосередковано до виживання. Логічно, чим більше індивідуальне життя, тим більше у нього шансів відтворювати себе. Однак пряме з'єднання механізму відбувається з відтворенням.

Так само, «найсильніший» або «найбільш атлетичний» організм не завжди відтворюється в більшій кількості. З цих причин необхідно відмовитися від відомої фрази.

Вона не є синонімом еволюції

Еволюція - це двоступінчастий процес: той, що викликає варіацію (мутація і рекомбінація), який є випадковим, і другий крок, який визначає зміну частот алелів у популяції.

Ця остання стадія може відбуватися природним відбором або за допомогою гена або генетичного дрейфу. Тому природний відбір є лише другою частиною цього великого явища, званого еволюцією.

Типи та приклади

Існує кілька класифікацій відбору. Перша класифікує події відбору відповідно до їх впливу на середнє і дисперсію в частотному розподілі вивченого персонажа. Це: стабілізуючий, спрямований і руйнівний відбір

Ми також маємо іншу класифікацію, яка залежить від варіації фітнес за частотою різних генотипів популяції. Це вибір, що залежить від позитивної та негативної частоти.

Нарешті, існує жорсткий і м'який вибір. Ця класифікація залежить від існування конкуренції між особами населення і від величини селективного тиску. Далі ми опишемо три найважливіші типи вибору:

Стабілізація вибору

Існує стабілізуючий відбір, коли особи, які мають "середній" або частіший характер (ті, які знаходяться на найвищій точці частотного розподілу), мають найвищий рівень фітнес.

Навпаки, особи, які знаходяться в хвостах дзвоника, дуже далекі від середнього, усуваються кроком поколінь.

У цій моделі вибору середня величина залишається постійною протягом поколінь, а дисперсія зменшується.

Класичним прикладом стабілізуючого відбору є вага дитини при народженні. Незважаючи на те, що медичний прогрес послабив цей селективний тиск за допомогою таких процедур, як кесарів розтин, розмір зазвичай є вирішальним фактором.

Невеликі діти швидко втрачають тепло, тоді як у дітей, які мають значно більшу середню вагу, виникають проблеми в пологах.

Якщо дослідник прагне вивчити тип виділення, що відбувається в даній популяції і лише кількісно визначає середню характеристику, то він може досягти помилкових висновків, вважаючи, що еволюція не відбувається в популяції. Тому важливо виміряти дисперсію символу.

Спрямований відбір

Модель спрямованого відбору свідчить про те, що протягом усього покоління виживають особи, які знаходяться в будь-якому з хвостів розподілу частот, або лівий, або правий сектор.

У моделях спрямованого відбору середня зміщується з проходженням поколінь, а дисперсія залишається постійною.

Явище штучного відбору, що здійснюється людьми на своїх домашніх тваринах і рослинах, є типовим напрямним відбором. Як правило, вимагається, щоб тварини (наприклад, худоба) були більшими, виробляли більше молока, були сильнішими тощо. Так само це відбувається і в рослинах.

З переходом поколінь середнє значення обраного характеру населення змінюється залежно від тиску. Якщо ви шукаєте великих корів, середнє число збільшиться.

У природній біологічній системі можна взяти приклад хутра певного дрібного ссавця. Якщо температура постійно зменшується в її середовищі проживання, будуть обрані ті варіанти, які мають випадкову мутацію, більш товстий шар.

Деструктивний вибір

Деструктивні вибіркові дії надають перевагу особам, які знаходяться далі від середнього. У міру проходження поколінь хвости збільшують частоту, тоді як особи, які раніше були близькі до середнього, починають зменшуватися.

У цій моделі середня величина може бути постійною, а дисперсія збільшується - крива стає ширшою і ширшою, поки не закінчиться діленням на дві..

Запропоновано, що цей тип селекції може призвести до видоутворення, за умови, що між обома морфологіями, розташованими на кінцях хвоста, відбувається адекватна ізоляція..

Наприклад, деякі види птахів можуть мати помітні відхилення у своєму піку. Припустимо, що існують оптимальні насіння для дуже малих піків і оптимальне насіння для дуже великих піків, але проміжні вершини не отримують належного харчування.

Таким чином, дві екстремуми збільшуватимуться за частотою і, якщо відбуваються адекватні умови, які сприяють виникненню подій видоутворення, може бути, що з часом люди з різними варіаціями піку стають двома новими видами..

Список літератури

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B.E. (2004). Біологія: наука і природа. Освіта Пірсона.
  2. Дарвін, C. (1859). Про витоки видів за допомогою природного відбору. Мюррей.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Еволюційний аналіз. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Еволюція . Sinauer.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Інтегровані принципи зоології (Том 15). Нью-Йорк: McGraw-Hill.
  6. Райс, С. (2007).Енциклопедія еволюції. Факти на файл.
  7. Рассел, П., Герц, П., і Макміллан, Б. (2013). Біологія: Динамічна наука. Освіта Нельсона.
  8. Soler, M. (2002). Еволюція: основа біології. Південний проект.