PRIRODNA SELEKCIJA: MEHANIZAM, DOKAZI, VRSTE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2025

Prirodna selekcija je evolucijski mehanizam koji se predlaže britanska prirodoslovac Charles Darwin, tamo gdje je diferencijalni reproduktivni uspjeh među pojedincima u populaciji.

Prirodna selekcija djeluje u smislu reprodukcije pojedinaca koji nose određene alele, ostavljajući više potomstva od ostalih jedinki s različitim alelima. Te se osobe reproduciraju više i stoga povećavaju njihovu učestalost. Darwinijski postupak prirodne selekcije potiče prilagodbe.

Izvor: vidi Izvor, putem Wikimedia Commons U svjetlu populacijske genetike, evolucija je definirana kao varijacija frekvencija alela u populaciji. Postoje dva evolucijska procesa ili mehanizma koji vode ovoj promjeni: prirodna selekcija i odljev gena.

Charles Darwin

Prirodni odabir nije pogrešno shvaćen otkad je Darwin dao svoje revolucionarne ideje. S obzirom na tadašnji politički i socijalni kontekst, prirodoslovne teorije pogrešno su ekstrapolirane u ljudska društva, pojavljuju se fraze koje danas mediji i dokumentarni film oživljavaju poput "preživljavanja najboljih".

Što je prirodna selekcija?

Prirodna selekcija mehanizam je koji je 1859. predložio britanski prirodoslovac Charles Darwin. Tema je detaljno obrađena u njegovom remek djelu Podrijetlo vrsta.

To je jedna od najvažnijih ideja na području biologije, jer objašnjava kako su nastali svi oblici života koje danas možemo cijeniti. To je usporedivo s idejama velikih znanstvenika iz drugih disciplina, poput Isaaca Newtona, na primjer.

Darwin kroz brojne primjere promatrane tijekom svojih putovanja objašnjava kako vrste nisu vremenski nepromjenjivi entiteti i predlaže da sve potječe od zajedničkog pretka.

Iako postoji nekoliko desetaka definicija prirodne selekcije, najjednostavnija i najkonkretnija je ona iz Stearnsa i Hoekstra (2000): "prirodna selekcija je varijacija reproduktivnog uspjeha povezana s nasljednim osobinama".

Treba napomenuti da evolucija i prirodna selekcija ne teže određenom cilju ili cilju. Ona proizvodi samo organizme prilagođene njihovom okruženju, bez ikakve specifikacije potencijalne konfiguracije koju će imati u tim organizmima.

Mehanizam

Neki autori izjavljuju da je prirodna selekcija matematička neizbježnost, jer se javlja kad se ispune tri postulata, što ćemo vidjeti u nastavku:

Varijacija

Pojedinci koji pripadaju populaciji pokazuju razlike. Zapravo, varijacija je sine qua non za odvijanje evolucijskih procesa.

Varijacije u organizmima događaju se na različitim razinama, od varijacija nukleotida koji čine DNA do morfologija i varijacija u ponašanju. Kako snižavamo razinu, nalazimo više varijacija.

nasljednost

Karakteristika mora biti nasljedna. Te razlike prisutne u populaciji moraju prelaziti s roditelja na djecu. Da bi se potvrdilo je li neka osobina nasljedna, koristi se parametar nazvan "heritabilnost", definiran kao udio fenotipske varijance zbog genetske varijacije.

Matematički se izražava kao h ² = V _G / (V _G + V _E). Gdje je V _G genetska varijanca, a V _E varijancijski proizvod okoliša.

Postoji vrlo jednostavan i intuitivan način za kvantificiranje nasljednosti: mjera karaktera roditelja vs. lik u djece. Na primjer, ako želimo potvrditi nasljednost veličine kljuna u ptica, mjerimo y veličinu kod roditelja i crtamo ih prema veličini u potomstvu.

Ako opazimo da se graf kreće prema liniji (r ² je blizu 1), možemo zaključiti da su karakteristike nasljedne.

Varijabilni karakter povezan je s

Posljednji uvjet prirodne selekcije za djelovanje u populaciji je odnos osobine s kondicijom - ovaj parametar kvantificira sposobnost pojedinaca za reprodukciju i preživljavanje, a varira od 0 do 1.

Drugim riječima, ova karakteristika mora povećati reproduktivni uspjeh svog nositelja.

Hipotetski primjer: rep vjeverica

Kaibaba vjeverica

Uzmimo hipotetsku populaciju vjeverica i razmislimo može li prirodna selekcija djelovati na nju.

Prvo što moramo učiniti je provjeriti postoje li razlike u populaciji. To možemo učiniti mjerenjem znakova koji nas zanimaju. Pretpostavimo da smo pronašli varijacije u repu: postoje varijante s dugim repom i kratkim repom.

Nakon toga moramo potvrditi je li karakteristika "veličine reda" nasljedna. Da bismo to učinili, mjerimo duljinu repa roditelja i crtamo ga prema duljini repa djece. Ako pronađemo linearni odnos između dvije varijable, to znači da je, zaista, nasljednost velika.

Na kraju, moramo potvrditi da veličina repa povećava reproduktivnu uspješnost nosača.

Kraći rep može omogućiti pojedincima da se lakše kreću (to nije nužno istina, to je isključivo u obrazovne svrhe) i omogućuje im da uspješnije pobjegnu od grabežljivaca nego dugotrajni nosioci.

Dakle, tijekom generacija karakteristika "kratkog naprezanja" bit će učestalija u populaciji. To je evolucija prirodnim odabirom. A rezultat ovog jednostavnog - ali vrlo moćnog procesa - prilagodbe.

Dokaz

Prirodni odabir i evolucija općenito podržani su izuzetno snažnim dokazima iz različitih disciplina, uključujući paleontologiju, molekularnu biologiju i geografiju.

Zapis fosila

Zapis o fosilima najjasniji je dokaz da vrste nisu nepromjenjive cjeline, kao što se mislilo prije Darwinova vremena.

homologija

Potomci s modifikacijama podignutim u podrijetlu vrsta nalaze podršku u homolognim strukturama - strukturama zajedničkog podrijetla, ali koje mogu predstavljati određene varijacije.

Na primjer, ljudska ruka, krilo šišmiša i peraje kitovi su homologne strukture jedna drugoj, budući da je zajednički predak svih ovih rodova imao isti oblik kostiju u svojim gornjim dijelovima. U svakoj skupini struktura je modificirana ovisno o životnom stilu organizma.

Molekularna biologija

Na isti način, napredak u molekularnoj biologiji omogućuje nam da znamo sekvence u različitim organizmima i nema sumnje da postoji zajedničko podrijetlo.

Izravno promatranje

Napokon, možemo promatrati mehanizam prirodne selekcije u djelovanju. Određene skupine s vrlo kratkim generacijskim vremenima, poput bakterija i virusa, omogućuju promatranje evolucije skupine u kratkom vremenu. Tipičan primjer je evolucija antibiotika.

Što nije prirodna selekcija?

Iako je evolucija znanost koja ima smisla za biologiju - citirati poznatog biologa Dobzhanskog "u biologiji nema smisla osim u svjetlu evolucije" - postoji mnogo zabluda u evolucijskoj biologiji i srodnim mehanizmima. je.

Čini se da je prirodna selekcija popularan koncept, ne samo za akademske, već i za opću populaciju. Međutim, tijekom godina, ideja je iskrivljena i pogrešno prezentirana i u akademiji i u medijima.

To nije preživljavanje najboljih

Kada spominjemo "prirodnu selekciju", gotovo je nemoguće ne izgovoriti izraze poput "preživljavanje najjačih ili najspremnijih". Iako su ove fraze vrlo popularne i naširoko se koriste u dokumentarcima i slično, ne odražavaju točno značenje prirodne selekcije.

Prirodna selekcija izravno je povezana s reprodukcijom pojedinaca, a neizravno na preživljavanjem. Logično je da što pojedinac duže živi, ​​veća je vjerojatnost da će se razmnožavati. Međutim, izravna je veza mehanizma s reprodukcijom.

Na isti se način "jači" ili "atletskiji" organizam ne razmnožava uvijek u većoj količini. Iz tih razloga dobro poznatu frazu moramo napustiti.

To nije sinonim za evoluciju

Evolucija je proces u dva koraka: onaj koji uzrokuje varijacije (mutacije i rekombinacije), koji su slučajni, i drugi korak koji određuje promjenu frekvencija alela u populaciji.

Do posljednje faze može doći prirodnim odabirom ili genetskim ili genetskim pomakom. Stoga je prirodna selekcija tek drugi dio ovog većeg fenomena koji se naziva evolucija.

Vrste i primjeri

Postoje različite klasifikacije odabira. Prvi razvrstava događaje odabira prema njihovom utjecaju na sredinu i varijancu u frekvencijskoj raspodjeli ispitivanog znaka. To su: stabilizirajući, usmjereni i moteći izbor

Također imamo i drugu klasifikaciju koja ovisi o promjeni kondicije prema učestalosti različitih genotipova u populaciji. Ovo su izbor pozitivnih i negativnih frekvencija.

I na kraju, tu je tvrdi i meki izbor. Ova klasifikacija ovisi o postojanju konkurencije među pojedincima u populaciji i veličini selekcijskog pritiska. U nastavku ćemo opisati tri najvažnije vrste odabira:

Stabilizacija odabira

Odabir je stabilizirajući kada su pojedinci koji imaju "prosječan" ili češći karakter (oni koji su na najvišoj točki u raspodjeli frekvencije) oni s najvišom kondicijom.

Suprotno tome, pojedinci pronađeni u repovima zvona, daleko od prosjeka, eliminiraju se tijekom generacija.

U ovom modelu odabira srednja vrijednost ostaje konstantna tijekom generacija, dok se varijanca smanjuje.

Klasičan primjer stabilizacije odabira je težina djeteta pri rođenju. Iako je napredak medicine ublažio taj selektivni pritisak postupcima poput carskog reza, veličina je često odlučujući faktor.

Male bebe brzo gube toplinu, dok bebe koje su znatno teže od prosjeka imaju problema s porodom.

Ako istraživač želi proučiti vrstu odabira koja se događa u određenoj populaciji i samo kvantificira prosjek karakteristika, može doći do pogrešnih zaključaka, vjerujući da se evolucija ne događa u populaciji. Iz tog razloga važno je izmjeriti varijancu lika.

Odabir smjera

Model usmjerenog odabira predlaže da pojedinci koji se nalaze u jednom od repova frekvencijske raspodjele preživljavaju kroz generacije, bilo da su to lijevi ili desni sektor.

U modelima usmjerenog odabira, prosjek se mijenja tijekom generacija, dok varijanca ostaje konstantna.

Fenomen umjetne selekcije koju ljudi izvode na svojim domaćim životinjama i biljkama tipičan je usmjereni odabir. Općenito je zamišljeno da su životinje (na primjer, goveda) veće, proizvoditi više mlijeka, jače itd. Isto se događa u biljkama.

Tijekom generacija prosjek odabranog karaktera stanovništva varira ovisno o pritisku. U slučaju da se traže veće krave, prosjek bi se povećavao.

U prirodnom biološkom sustavu možemo uzeti primjer krzna određenog malog sisavca. Ako se temperatura stalno smanjuje u njegovom staništu, one inačice koje imaju deblji sloj bit će odabrane slučajnom mutacijom.

Moteći izbor

Disruptivna selekcija djeluje tako što favorizira pojedince koji su najudaljeniji od prosjeka. Kako generacije prolaze, redovi se povećavaju, dok se pojedinci koji su prethodno bili blizu prosjeka počinju smanjivati.

U ovom se modelu prosjek može održavati konstantnim, dok se varijanca povećava - krivulja postaje sve veća i šira sve dok ne završi dijeljenjem na dva dijela.

Predlaže se da bi ova vrsta odabira mogla dovesti do pojave specifikacije, pod uvjetom da se dogodi odgovarajuća izolacija između dvije morfologije koje se nalaze na krajevima repa.

Na primjer, određena vrsta ptica može imati obilježene varijacije u kljunu. Pretpostavimo da postoje optimalno sjeme za vrlo male kljunove i optimalno sjeme za vrlo velike kljunove, ali međupredmetni kljunovi ne dobivaju prikladnu hranu.

Dvije krajnosti bi se povećavale u učestalosti, i ako se daju odgovarajući uvjeti koji potaknu specifične događaje, možda će vremenom jedinke s različitim varijacijama vrha postati dvije nove vrste.

Izvor: Ealbert17, iz Wikimedia Commons

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: znanost i priroda. Pearson Education.
2. Darwin, C. (1859). O podrijetlu vrsta prirodnim odabirom. Murray.
3. Freeman, S., i 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). Integrirani principi zoologije (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
6. Rice, S. (2007). Enciklopedija evolucije. Činjenice u spisu.
7. Russell, P., Hertz, P., i McMillan, B. (2013). Biologija: Dinamička znanost. Nelson Education.
8. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt Jug.