NATURLIGT VALG: MEKANISME, BEVIS, TYPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI

Den naturlige udvælgelse er en evolutionær mekanisme foreslået af den britiske naturforsker Charles Darwin, hvor der er en differentiel reproduktionssucces blandt enkeltpersoner i en befolkning.

Naturlig selektion fungerer med hensyn til reproduktion af individer, der bærer visse alleler, hvilket efterlader flere afkom end andre individer med forskellige alleler. Disse individer reproducerer mere og øger derfor deres hyppighed. Den Darwinian naturlige selektionsproces giver anledning til tilpasninger.

Kilde: se Kilde via Wikimedia Commons I lyset af populationsgenetik defineres evolution som variationen af allelfrekvenser i befolkningen. Der er to evolutionære processer eller mekanismer, der fører til denne ændring: naturlig selektion og gendrift.

Charles Darwin

Naturlig udvælgelse er blevet misforstået, lige siden Darwin først kendte sine banebrydende ideer. I betragtning af datidens politiske og sociale kontekst blev de naturalistiske teorier fejlagtigt ekstrapoleret til menneskelige samfund, nye sætninger, der i dag er viraliseret af medierne og dokumentarfilm som "overlevelse af de dygtigste."

Hvad er naturlig valg?

Naturligt valg er den mekanisme, der blev foreslået af den britiske naturforsker Charles Darwin i året 1859. Motivet behandles i detaljer i hans mesterværk The Origin of Species.

Det er en af de vigtigste ideer inden for biologiområdet, da det forklarer, hvordan alle de livsformer, som vi er i stand til at værdsætte i dag, opstod. Det kan sammenlignes med ideer fra store videnskabsfolk i andre discipliner, som f.eks. Isaac Newton.

Darwin forklarer gennem adskillige eksempler observeret under sine rejser, hvordan arter ikke er uforanderlige enheder i tide og foreslår, at de alle kommer fra en fælles stamfar.

Selvom der er snesevis af definitioner af naturlig udvælgelse, er den enkleste og mest konkrete den af Stearns & Hoekstra (2000): "naturlig udvælgelse er variationen i reproduktiv succes forbundet med en arvelig egenskab".

Det skal nævnes, at evolution og naturlig udvælgelse ikke forfølger et specifikt mål eller mål. Den producerer kun organismer tilpasset deres miljø uden nogen specifikation af den potentielle konfiguration, som disse organismer vil have.

Mekanisme

Nogle forfattere udtrykker, at naturlig udvælgelse er en matematisk uundgåelighed, da det forekommer hver gang tre postulater er opfyldt, hvilket vi vil se nedenfor:

Variation

Personer, der hører til befolkningen, viser variationer. Faktisk er variation en forudsætning for, at evolutionære processer finder sted.

Variation i organismer forekommer på forskellige niveauer, fra variationer i nukleotiderne, der udgør DNA til morfologier og variationer i adfærd. Når vi sænker niveauet, finder vi mere variation.

heritabilitet

Karakteristikken skal være arvelig. Disse variationer, der findes i befolkningen, skal overgå fra forældre til børn. For at verificere, om en egenskab er arvelig, bruges en parameter kaldet “arvelighed”, defineret som andelen af fænotypisk varians på grund af genetisk variation.

Matematisk udtrykkes det som h ² = V _G / (V _G + V _E). Hvor V _G er den genetiske varians og V _E er variansen produkt af miljøet.

Der er en meget enkel og intuitiv måde at kvantificere arvelighed på: måling af forældres karakter vs. karakter hos børn. For eksempel, hvis vi vil bekræfte arveligheden af næbstørrelse hos fugle, måler vi y-størrelse hos forældre og plotter dem versus størrelse hos afkom.

I tilfælde af at vi observerer, at grafen har en tendens til en linje (r ² er tæt på 1), kan vi konkludere, at egenskaberne er arvelige.

Den varierende karakter er relateret til

Den sidste betingelse for, at naturlig selektion kan optræde i populationen, er egenskabens forhold til kondition - denne parameter kvantificerer individers evne til at gengive og overleve og varierer fra 0 til 1.

Med andre ord, denne egenskab skal øge dens reproduktions succes.

Hypotetisk eksempel: ekornes hale

Kaibaba egern

Lad os tage en hypotetisk egernpopulation og tænke på, hvorvidt naturlig udvælgelse kan handle på det eller ej.

Den første ting, vi skal gøre, er at kontrollere, om der er variation i befolkningen. Vi kan gøre dette ved at måle de interesserede tegn. Antag, at vi finder variation i halen: der er varianter med en lang hale og en kort hale.

Efterfølgende skal vi bekræfte, om egenskaben "køstørrelse" er arvelig. For at gøre dette måler vi forældrenes hale længde og plottes det mod børnenes hale længde. Hvis vi finder et lineært forhold mellem de to variabler, betyder det, at arveligheden er stor.

Endelig må vi bekræfte, at størrelsen på halen øger bæres reproduktive succes.

Den kortere hale muliggør, at enkeltpersoner kan bevæge sig lettere (dette er ikke nødvendigvis sandt, det er til rent uddannelsesmæssige formål), og giver dem mulighed for at slippe rovdyr mere succes end langtidshængere.

Gennem generationer vil karakteristikken "kort stamme" være hyppigere i befolkningen. Dette er evolution ved naturlig udvælgelse. Og resultatet af denne enkle - men meget kraftfulde proces - er tilpasninger.

Beviser

Naturlig selektion og evolution generelt understøttes af ekstraordinært robust bevis fra forskellige discipliner, herunder paleontologi, molekylærbiologi og geografi.

Fossilrekord

Den fossile registrering er det klareste bevis på, at arter ikke er uforanderlige enheder, som man troede før Darwins tid.

homologi

Efterkommerne med modifikationer hævet i artenes oprindelse finder støtte i de homologe strukturer - strukturer med en fælles oprindelse, men det kan give visse variationer.

For eksempel er den menneskelige arm, flagermusens vinge og hvalens finner homologe strukturer, da den fælles stamfar til alle disse linjer havde det samme knoglemønster i deres øverste stykke tid. I hver gruppe er strukturen blevet ændret afhængigt af livsstilen for organismen.

Molekylær Biologi

På samme måde giver fremskridt inden for molekylærbiologi os mulighed for at kende sekvenserne i forskellige organismer, og der er ingen tvivl om, at der er en fælles oprindelse.

Direkte observation

Endelig kan vi observere mekanismen for naturlig udvælgelse i handling. Visse grupper med meget korte generationstider, såsom bakterier og vira, gør det muligt at observere udviklingen af gruppen på kort tid. Det typiske eksempel er udviklingen af antibiotika.

Hvad er ikke naturligt valg?

Selvom evolution er den videnskab, der giver mening om biologi - for at citere den berømte biolog Dobzhansky "intet giver mening i biologien undtagen i lyset af evolutionen" - er der mange misforståelser i evolutionær biologi og relaterede mekanismer. er.

Naturlig udvælgelse synes at være et populært koncept, ikke kun for akademikere, men også for den generelle befolkning. I årenes løb er ideen imidlertid forvrænget og forkert repræsenteret både i akademia og i medierne.

Det er ikke de mest overlevende

Når man nævner "naturlig udvælgelse", er det næsten umuligt ikke at trylle frem formuleringer som "overlevelse af de smukkeste eller smukkeste." Selvom disse sætninger er meget populære og har været vidt brugt i dokumentarer og lignende, udtrykker de ikke nøjagtigt betydningen af naturlig udvælgelse.

Naturlig selektion er direkte relateret til reproduktion af individer og indirekte til overlevelse. Logisk set, jo længere en person lever, jo mere sandsynligt er det at gengive sig. Imidlertid er mekanismens direkte forbindelse med reproduktion.

På samme måde gengiver den "stærkere" eller "mere atletiske" organisme ikke altid i større mængde. Af disse grunde skal den velkendte sætning opgives.

Det er ikke synonymt med evolution

Evolution er en totrinsproces: en, der forårsager variation (mutation og rekombination), som er tilfældig, og et andet trin, der bestemmer ændringen i allelfrekvenser i befolkningen.

Denne sidste fase kan forekomme ved naturlig selektion eller ved genetisk eller genetisk drift. Derfor er naturlig selektion kun den anden del af dette større fænomen kaldet evolution.

Typer og eksempler

Der er forskellige klassificeringer af markeringen. Den første klassificerer udvælgelsesbegivenhederne efter deres indflydelse på middelværdien og variansen i frekvensfordelingen af det studerede tegn. Disse er: stabiliserende, retningsbestemt og forstyrrende valg

Vi har også en anden klassificering, der afhænger af variationen i egnethed afhængigt af hyppigheden af de forskellige genotyper i befolkningen. Dette er det positive og negative frekvensafhængige valg.

Til sidst er der det hårde og bløde valg. Denne klassificering afhænger af eksistensen af konkurrence mellem enkeltpersoner i befolkningen og størrelsen af udvælgelsestrykket. Vi vil beskrive de tre vigtigste typer udvælgelse nedenfor:

Stabilisering af valg

Der er stabiliserende valg, når personer med det "gennemsnit" eller hyppigere karakter (dem på det højeste punkt i frekvensfordelingen) er dem med den højeste egnethed.

I modsætning hertil fjernes individer, der findes i klokkens haler, langt fra gennemsnittet gennem generationer.

I denne udvælgelsesmodel forbliver middelværdien konstant gennem generationer, mens variationen falder.

Et klassisk eksempel på stabilisering af udvælgelsen er barnets vægt ved fødslen. Selvom medicinske fremskridt har lempet dette selektive pres med procedurer som kejsersnit, er størrelse ofte en afgørende faktor.

Små babyer mister hurtigt varme, mens babyer, der er betydeligt tungere end gennemsnittet, har problemer med fødslen.

Hvis en forsker forsøger at studere den type udvælgelse, der forekommer i en given population og kun kvantificere gennemsnittet af karakteristikken, kan han nå frem til de forkerte konklusioner, idet han tror, at der ikke forekommer evolution i befolkningen. Af denne grund er det vigtigt at måle variansen af karakter.

Retningsvalg

Retningsvalgsmodellen foreslår, at individer, der er i et af halerne i frekvensfordelingen, overlever gennem generationer, det være sig den venstre eller højre sektor.

I retningsvalgsmodeller forskydes gennemsnittet gennem generationer, mens variationen forbliver konstant.

Fænomenet med kunstig selektion udført af mennesker på deres husdyr og planter er et typisk retningsvalg. Generelt er det meningen, at dyrene (f.eks. Kvæg) er større, producerer mere mælk, er stærkere osv. Det samme forekommer i planter.

Gennem generationer varierer gennemsnittet af befolkningens valgte karakter afhængigt af pres. Hvis der søges større køer, ville gennemsnittet stige.

I et naturligt biologisk system kan vi tage eksemplet med pelsen fra et bestemt lille pattedyr. Hvis temperaturen konstant falder i sit habitat, vil de varianter, der har en tykkere pels, blive valgt ved en tilfældig mutation.

Forstyrrende valg

Forstyrrende udvælgelse fungerer ved at favorisere individer, der er længst væk fra gennemsnittet. Når generationer går, stiger køerne i hyppighed, mens individer, der tidligere var tæt på gennemsnittet, begynder at falde.

I denne model kan gennemsnittet holdes konstant, mens variationen øges - kurven bliver bredere og bredere, indtil den ender i to.

Det antydes, at denne type selektion kan føre til speciationsbegivenheder, forudsat at der forekommer tilstrækkelig isolering mellem de to morfologier, der er placeret i enderne af halen.

For eksempel kan en bestemt fugleart have markante variationer i dens næb. Antag, at der er optimale frø til meget små næb og optimale frø til meget store næb, men de mellemliggende næb får ikke passende mad.

Således ville de to ytterpunkter stige i hyppighed, og hvis de relevante betingelser er givet, der fremmer speciationhændelser, kan det være, at over tid vil individerne med forskellige variationer af toppen blive to nye arter.

Kilde: Ealbert17, fra Wikimedia Commons

Referencer

Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: videnskab og natur. Pearson Uddannelse.
Darwin, C. (1859). Om artenes oprindelse ved hjælp af naturlig udvælgelse. Murray.
Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalyse. Prentice Hall.
Futuyma, DJ (2005). Udvikling. Sinauer.
Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerede zoologiske principper (bind 15). New York: McGraw-Hill.
Rice, S. (2007). Encyclopedia of Evolution. Fakta om fil.
Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biologi: Den dynamiske videnskab. Nelson Uddannelse.
Soler, M. (2002). Evolution: grundlaget for biologi. Sydprojekt.

NATURLIGT VALG: MEKANISME, BEVIS, TYPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025