Prírodný výberový mechanizmus, dôkazy, typy a príklady



prirodzený výber je evolučný mechanizmus, ktorý navrhol britský prírodovedec Charles Darwin, kde existuje rozdielny reprodukčný úspech medzi jednotlivcami obyvateľstva.

Prirodzený výber pôsobí v zmysle reprodukcie jedincov, ktorí nesú určité alely a zanechávajú viac potomkov ako iní jedinci s rôznymi alelami. Títo jedinci reprodukujú viac a preto zvyšujú svoju frekvenciu. Darwinov proces prirodzeného výberu vedie k úpravám.

Vo svetle populačnej genetiky je evolúcia definovaná ako variácia alelických frekvencií v populácii. Existujú dva procesy alebo evolučné mechanizmy, ktoré vedú k tejto zmene: prirodzený výber a drift génu.

Prírodný výber bol chybne interpretovaný, pretože Darwin robil svoje revolučné myšlienky známe. Vzhľadom na politický a spoločenský kontext času, naturalistické teórie boli chybne extrapolované na ľudské spoločnosti, objavujúce sa frázy, ktoré sú teraz viralizované médiami a dokumentárnymi filmami ako "prežitie najsilnejších"..

index

  • 1 Čo je to prirodzený výber?
  • 2 Mechanizmus
    • 2.1 Zmena
    • 2.2 Dedičnosť
    • 2.3 Charakter, ktorý sa líši, súvisí s fitness
    • 2.4 Hypotetický príklad: chvost veveričiek
  • 3 Dôkazy
    • 3.1 Fosílny záznam
    • 3.2 Homológia
    • 3.3 Molekulárna biológia
    • 3.4 Priame pozorovanie
  • 4 Čo nie je prirodzený výber?
    • 4.1 Nie je to prežitie silnejších
    • 4.2 Nie je synonymom vývoja
  • 5 Typy a príklady
    • 5.1 Stabilizačný výber
    • 5.2 Smerová voľba
    • 5.3 Rušivý výber
  • 6 Referencie

Čo je to prirodzený výber?

Prirodzeným výberom je mechanizmus, ktorý navrhol britský prírodovedec Charles Darwin v roku 1859. V jeho majstrovskom diele sa s predmetom zaobchádza veľmi podrobne. Pôvod druhu.

Je to jedna z najdôležitejších myšlienok v oblasti biológie, pretože vysvetľuje, ako vznikli všetky formy života, ktoré dnes dokážeme oceniť. Je to porovnateľné s myšlienkami veľkých vedcov v iných disciplínach, ako napríklad Isaac Newton.

Darwin vysvetľuje prostredníctvom mnohých príkladov pozorovaných počas svojich ciest, ako druhy nie sú časom nemenné entity a navrhuje, aby všetci pochádzali zo spoločného predka..

Hoci existujú tucty definícií prirodzeného výberu, najjednoduchší a najkonkrétnejší z nich je Stearns & Hoekstra (2000): „prirodzený výber je variácia v reprodukčnom úspechu spojenom s dedičnou charakteristikou“..

Treba spomenúť, že vývoj a prirodzený výber nesledujú cieľ ani konkrétne ciele. Produkuje len organizmy prispôsobené ich prostrediu, bez akéhokoľvek typu špecifikácie potenciálnej konfigurácie, ktorú tieto organizmy budú mať.

mechanizmus

Niektorí autori vyjadrujú, že prirodzený výber je matematická nevyhnutnosť, pretože sa vyskytuje vždy, keď sú splnené tri postuláty, ktoré uvidíme ďalej:

zmena

Jednotlivci, ktorí patria do populácie, vykazujú rozdiely. V skutočnosti je variácia podmienkou sine qua non tak, aby prebiehali evolučné procesy.

Zmeny v organizmoch sa vyskytujú na rôznych úrovniach, od variácií nukleotidov, ktoré tvoria DNA, až po morfológie a variácie v správaní. Keď znižujeme úroveň, nachádzame viac variácií.

dedičnosť

Charakteristiky musia byť dedičné. Tieto rozdiely v populácii musia prejsť z rodičov na deti. Na kontrolu, či je znak dedičný, sa používa parameter nazývaný „dedičnosť“, definovaný ako podiel fenotypovej odchýlky v dôsledku genetickej variácie..

Matematicky sa vyjadruje ako hod2 = VG / (VG + VE). Kde VG je genetická variácia a VE je produktom rozptylu životného prostredia.

Existuje veľmi jednoduchý a intuitívny spôsob, ako kvantifikovať dedičnosť: meranie charakteru rodičov je vynesené proti. charakter u detí. Napríklad, ak chceme potvrdiť dedičnosť vrcholovej veľkosti u vtákov, zmeriame veľkosť a u rodičov a spresníme ich podľa veľkosti u detí..

Ak zistíme, že graf má tendenciu k priamke ( r2 je blízko 1) môžeme konštatovať, že vlastnosti sú dedičné.

Charakter, ktorý sa líši, súvisí s vhodnosť

Poslednou podmienkou pre prirodzený výber v populácii je vzťah charakteristík k vhodnosť - tento parameter kvantifikuje schopnosť reprodukcie a prežitia jednotlivcov a pohybuje sa od 0 do 1.

Inými slovami, takýto znak by mal zvýšiť reprodukčný úspech svojho dopravcu.

Hypotetický príklad: chvost veveričiek

Vezmime si populáciu hypotetických veveričiek a myslíme si, či by v nej mohol pôsobiť alebo nie.

Prvá vec, ktorú musíme urobiť, je potvrdiť, či existujú rozdiely v populácii. Môžeme to urobiť meraním znakov, ktoré nás zaujímajú. Predpokladajme, že nájdeme variáciu v chvoste: existujú varianty s dlhým chvostom a krátkym chvostom.

Následne musíme potvrdiť, či je charakteristická "veľkosť chvosta" dedičná. Aby sme to dosiahli, zmeriame dĺžku chvosta rodičov a nakreslíme ju proti dĺžke detského chvosta. Ak nájdeme lineárny vzťah medzi týmito dvoma premennými, znamená to, že v skutočnosti je dedičnosť vysoká.

Nakoniec musíme potvrdiť, že veľkosť chvosta zvyšuje reprodukčný úspech nosiča.

Čím kratší chvost môže umožniť jednotlivcom pohybovať sa ľahšie (to nie je nevyhnutne pravda, je to čisto didaktické účely) a umožňuje im uniknúť predátorom lepšie ako dlhé chvostové nosiče.

Takže po celé generácie bude charakteristická "krátka colar" častejšia v populácii. Toto je vývoj prirodzeným výberom. Výsledkom tohto jednoduchého - ale veľmi silného procesu - sú úpravy.

dôkazy

Prirodzený výber a evolúcia vo všeobecnosti sú podporované mimoriadne robustnými dôkazmi z rôznych disciplín, vrátane paleontológie, molekulárnej biológie a geografie..

Fosílny záznam

Fosílny záznam je najjasnejším dôkazom toho, že druhy nie sú nemennými entitami, ako sa predpokladalo pred časom Darwina.

homológne

Potomkovia s modifikáciami navrhnutými v pôvode druhu, nachádzajú podporu v homológnych štruktúrach - štruktúrach so spoločným pôvodom, ale môžu predstavovať určité variácie.

Napríklad rameno človeka, krídlo netopierov a plutvy veľrýb sú navzájom homológne, pretože spoločný predok všetkých týchto línií mal vo svojich nadriadených rovnaký vzor kostí. V každej skupine bola štruktúra modifikovaná v závislosti od životného štýlu organizmu.

Molekulárna biológia

Podobne, pokroky v molekulárnej biológii umožňujú poznať sekvencie v rôznych organizmoch a niet pochýb, že existuje spoločný pôvod..

Priame pozorovanie

Nakoniec môžeme pozorovať mechanizmus prirodzeného výberu v akcii. Niektoré skupiny s veľmi krátkymi generačnými časmi, ako sú baktérie a vírusy, umožňujú pozorovanie vývoja skupiny v krátkom časovom období. Typickým príkladom je vývoj antibiotík.

Čo nie je prirodzený výber?

Hoci evolúcia je veda, ktorá dáva zmysel pre biológiu - citovanie slávneho biológa Dobzhanského "nič nemá zmysel v biológii, s výnimkou vo svetle evolúcie" - existuje mnoho mylných predstáv v evolučnej biológii a mechanizmoch súvisiacich s tento.

Prírodný výber sa javí ako populárny pojem nielen pre akademikov, ale aj pre obyvateľstvo všeobecne. V priebehu rokov však bola táto myšlienka skreslená a skreslená tak v akademickej, ako aj v mediálnej oblasti.

Nie je to prežitie silnejších

Keď spomenieme „prirodzený výber“, je takmer nemožné nevyvolávať frázy ako „prežitie silnejších alebo najsilnejších“. Hoci tieto frázy sú veľmi populárne a boli široko používané v dokumentárnych a príbuzných dokumentoch, nevyjadrujte s presnosťou význam prirodzeného výberu.

Prirodzený výber je priamo spojený s reprodukciou jednotlivcov a nepriamo s prežitím. Čím viac jednotlivca žije, tým viac šancí má na reprodukciu. Priame spojenie mechanizmu je však s reprodukciou.

Podobne "najsilnejší" alebo "atletický" organizmus nie je vždy reprodukovaný vo väčšom množstve. Z týchto dôvodov je potrebné upustiť od dobre známej frázy.

Nie je synonymom evolúcie

Evolúcia je dvojkrokový proces: proces, ktorý spôsobuje variáciu (mutáciu a rekombináciu), ktorá je náhodná, a druhý krok, ktorý určuje zmenu frekvencií alel v populácii..

Táto posledná fáza môže nastať prirodzeným výberom alebo génom alebo genetickým posunom. Preto je prirodzený výber len druhou časťou tohto väčšieho fenoménu nazývaného evolúcia.

Typy a príklady

Existuje niekoľko klasifikácií výberu. Prvá klasifikuje selekčné udalosti podľa ich vplyvu na priemer a rozptyl frekvenčného rozdelenia študovaného znaku. Sú to: stabilizačná, smerová a rušivá voľba

Máme aj ďalšiu klasifikáciu, ktorá závisí od variácie vhodnosť podľa frekvencie rôznych genotypov populácie. Toto je výber závislý od kladnej a zápornej frekvencie.

Nakoniec je tu tvrdý a mäkký výber. Táto klasifikácia závisí od existencie konkurencie medzi jednotlivcami populácie a od veľkosti selektívneho tlaku. Ďalej popíšeme tri najdôležitejšie typy výberu:

Stabilizačný výber

Existuje stabilizačný výber, keď jednotlivci, ktorí majú „priemerný“ alebo častejší charakter (tí, ktorí sú na najvyššom mieste vo frekvenčnom rozložení) majú najvyšší vhodnosť.

Naopak, jedinci, ktorí sú v chvoste zvonu, veľmi ďaleko od priemeru, sú eliminovaní krokom generácií.

V tomto výberovom modeli zostáva priemer konštantný počas generácií, zatiaľ čo rozptyl klesá.

Klasickým príkladom stabilizácie výberu je hmotnosť dieťaťa pri narodení. Hoci medicínsky pokrok uvoľnil tento selektívny tlak s postupmi ako cisársky rez, veľkosť je zvyčajne rozhodujúcim faktorom.

Malé deti strácajú teplo rýchlo, zatiaľ čo deti, ktoré majú výrazne väčšiu ako priemernú hmotnosť majú problémy s pôrodom.

Ak sa výskumník snaží študovať typ výberu, ktorý sa vyskytuje v danej populácii a iba kvantifikuje priemer charakteristík, môže dosiahnuť chybné závery, veriac, že ​​evolúcia sa v populácii nevyskytuje. Preto je dôležité merať rozptyl charakteru.

Smerový výber

Model smerového výberu naznačuje, že v generáciách prežijú jednotlivci, ktorí sú v niektorom z chvostov frekvenčného rozdelenia, buď v ľavom alebo pravom sektore..

V modeloch smerového výberu sa priemer pohybuje s prechodom generácií, pričom rozptyl zostáva konštantný.

Fenomén umelého výberu, ktorý ľudia vykonávajú na domácich zvieratách a rastlinách, je typický smerový výber. Všeobecne sa požaduje, aby zvieratá (napr. Hospodárske zvieratá) boli väčšie, produkovali viac mlieka, boli silnejšie, atď. Rovnako ako v rastlinách.

Pri prechode generácií sa priemer zvoleného charakteru obyvateľstva mení podľa tlaku. V prípade, že hľadáte väčšie kravy, priemer sa zvýši.

V prirodzenom biologickom systéme môžeme vziať príklad kožušiny určitého malého cicavca. Ak sa teplota vo svojom stanovišti neustále znižuje, vyberú sa tie varianty, ktoré majú náhodnú mutáciu.

Rušivý výber

Rušivé výberové akty uprednostňujú jednotlivcov, ktorí sú ďaleko od priemeru. Ako generácie prechádzajú, chvosty zvyšujú ich frekvenciu, zatiaľ čo jednotlivci, ktorí boli predtým blízko priemeru, začínajú klesať.

V tomto modeli sa priemer môže udržiavať konštantný, zatiaľ čo rozptyl sa zvyšuje - krivka sa stáva širšou a širšou, až kým sa nerozdelí na dve..

Navrhuje sa, aby tento typ selekcie mohol viesť k speciačným udalostiam za predpokladu, že dôjde k adekvátnej izolácii medzi dvoma morfológiami umiestnenými na koncoch chvosta..

Napríklad určitý druh vtákov môže mať výrazné odchýlky v jeho vrchole. Predpokladajme, že existujú optimálne semená pre veľmi malé vrcholy a optimálne semená pre veľmi veľké vrcholy, ale stredné vrcholy nedostávajú správne jedlo.

Dva extrémy by teda zvýšili frekvenciu, a ak by sa vyskytli primerané podmienky, ktoré spôsobujú speciačné udalosti, môže sa stať, že časom sa jedinci s rôznymi variáciami vrcholu stanú dvoma novými druhmi..

referencie

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B.E. (2004). Biológia: veda a príroda. Pearson Education.
  2. Darwin, C. (1859). O pôvode druhov prostredníctvom prirodzeného výberu. Murray.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolučná analýza. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). vývoj . Sinauer.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoológie (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Rice, S. (2007).Encyklopédia evolúcie. Fakty o súbore.
  7. Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biológia: Dynamická veda. Nelson Education.
  8. Soler, M. (2002). Evolúcia: základ biológie. Južný projekt.