LUONNOLLINEN VALINTA: MEKANISMI, TODISTEET, TYYPIT JA ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2026

Luonnollinen valinta on kehittyvä mekanismi ehdottamaa brittiläinen luonnontieteilijä Charles Darwin, jossa on differentiaalinen lisääntymiskyvyn yksilöiden populaatiossa.

Luonnollinen valinta vaikuttaa tiettyjen alleelien kantajien yksilöiden lisääntymiseen ja jättää enemmän jälkeläisiä kuin muut yksilöt, joilla on erilaiset alleelit. Nämä yksilöt lisääntyvät enemmän ja lisäävät sen vuoksi niiden taajuutta. Darwinian luonnollinen valintaprosessi aiheuttaa mukautuksia.

Lähde: katso lähde, Wikimedia Commonsin kautta. Väestögenetiikan valossa evoluutio määritellään väestön alleelitaajuuksien vaihteluna. On olemassa kaksi evoluutioprosessia tai mekanismia, jotka saavat aikaan tämän muutoksen: luonnollinen valinta ja geenien siirtyminen.

Charles darwin

Luonnollinen valinta on ymmärretty väärin siitä lähtien, kun Darwin ilmoitti uraauurtavista ideoistaan. Kun otetaan huomioon tuon ajan poliittinen ja sosiaalinen tilanne, luonnontieteilijän teorioita ekstrapoloitiin virheellisesti ihmisyhteiskunnille, ilmeneviä lauseita, joita nykyään tiedotusvälineet ja dokumentit virkaavat, kuten "heikoimman selviytyminen".

Mikä on luonnollinen valinta?

Luonnollinen valinta on mekanismi, jonka brittiläinen luonnontieteilijä Charles Darwin ehdotti vuonna 1859. Aihetta käsitellään yksityiskohtaisesti mestariteoksessaan "Lajien alkuperä".

Se on yksi biologian tärkeimmistä ideoista, koska se selittää, kuinka kaikki elämän muodot, joita pystymme arvioimaan, ovat syntyneet. Se on verrattavissa muiden tieteenalojen suurten tutkijoiden, kuten esimerkiksi Isaac Newtonin, ajatuksiin.

Darwin selittää matkoillaan havaittujen lukuisten esimerkkien avulla, kuinka lajit eivät ole muuttumattomia kokonaisuuksia ajassa, ja ehdottaa, että ne kaikki ovat peräisin yhteisestä esi-isästä.

Vaikka luonnolliselle valinnalle on kymmeniä määritelmiä, yksinkertaisin ja konkreettisin on Stearns & Hoekstra (2000): "Luonnollinen valinta on lisääntymismenestyksen vaihtelua, joka liittyy periytyvään ominaisuuteen".

On syytä mainita, että evoluutiolla ja luonnollisella valinnalla ei pyritä tiettyyn päämäärään tai päämääriin. Se tuottaa vain ympäristöönsä sopeutuneita organismeja, ilman minkäänlaista määrittelyä näiden organismien mahdollisesta konfiguraatiosta.

Mekanismi

Jotkut kirjoittajat ilmaisevat, että luonnollinen valinta on matemaattinen väistämättömyys, koska se tapahtuu aina, kun kolme postulettia täytetään, mitä näemme alla:

vaihtelu

Väestöön kuuluvat yksilöt vaihtelevat. Itse asiassa variaatio on välttämätön edellytys evoluutioprosessien tapahtumiselle.

Organismien variaatiot tapahtuvat eri tasoilla, DNA: n muodostavien nukleotidien variaatioista morfologioihin ja käyttäytymisen vaihteluihin. Laskeessamme tasoa löydämme lisää variaatioita.

periytyvyysaste

Ominaisuuden on oltava periytyvä. Näiden väestössä esiintyvien erojen on siirryttävä vanhemmista lapsille. Varmistaakseen, onko ominaisuus periytyvä, käytetään parametria nimeltä ”periytyvyys”, joka määritellään geneettisen vaihtelun aiheuttaman fenotyyppisen varianssin osuudeksi.

Matemaattisesti se ilmaistaan ​​h ² = V _G / (V _G + V _E). Missä V _G on geneettinen varianssi ja V _E on ympäristön varianssituote.

Perimällisyyden määrittämiseksi on olemassa hyvin yksinkertainen ja intuitiivinen tapa: vanhempien luonteen mitta vs. hahmo lapsissa. Esimerkiksi, jos haluamme vahvistaa nokan koon perimävyyden lintuissa, mittaamme y-koon vanhemmilla ja piirrämme ne jälkeläisten koon kanssa.

Jos havaitsemme, että kuvaaja pyrkii viivaan (r ² on lähellä yhtä), voidaan päätellä, että ominaisuudet ovat periytyviä.

Vaihteleva luonne liittyy

Viimeinen edellytys luonnollisen valinnan toimimiselle populaatiossa on ominaisuuden suhde kuntoon - tämä parametri määrittelee yksilöiden kyvyn lisääntyä ja selviytyä, ja vaihtelee välillä 0 - 1.

Toisin sanoen tämän ominaisuuden on lisättävä kantajan lisääntymismenestystä.

Hypoteettinen esimerkki: Oravien häntä

Kaibaban orava

Otetaan hypoteettinen oravapopulaatio ja pohditaan, voisiko luonnollinen valinta vaikuttaa siihen.

Ensimmäinen asia, joka meidän on tehtävä, on tarkistaa, onko väestössä vaihtelua. Voimme tehdä tämän mittaamalla kiinnostavat merkit. Oletetaan, että häntästä löytyy variaatio: on olemassa variantteja, joissa on pitkä ja lyhyt häntä.

Myöhemmin meidän on vahvistettava, onko jonon ominaisuus periytyvä. Tätä varten mittaamme vanhempien pyrstön pituuden ja piirtämme sen lasten häntäpituutta vasten. Jos löydämme lineaarisen suhteen näiden kahden muuttujan välillä, se tarkoittaa, että todellakin periytyvyys on korkea.

Lopuksi meidän on vahvistettava, että hännän koko lisää kantajan lisääntymismenetelmää.

Lyhyempi häntä voi antaa yksilöiden liikkua helpommin (tämä ei välttämättä pidä paikkaansa, se on puhtaasti koulutustarkoituksia varten), ja antaa heille mahdollisuuden paeta petoeläimiä menestyksekkäämmin kuin pitkät pyrstöt.

Siksi "lyhyen kannan" ominaisuus on yleisempää sukupolvien ajan väestössä. Tämä on luonnollisen valinnan kautta tapahtuvaa evoluutiota. Ja tämän yksinkertaisen - mutta erittäin voimakkaan prosessin - tulos on mukautukset.

näyttö

Luonnollista valintaa ja evoluutiota yleensä tukee poikkeuksellisen vankka näyttö eri tieteenaloilta, mukaan lukien paleontologia, molekyylibiologia ja maantiede.

Fossiilitiedot

Fossiilitiedot ovat selvin todiste siitä, että lajit eivät ole muuttumattomia kokonaisuuksia, kuten ajateltiin ennen Darwinin aikaa.

homologia

Jälkeläiset, joiden lajien alkuperään on tehty muutoksia, löytävät tukea homologisissa rakenteissa - rakenteissa, joilla on yhteinen alkuperä, mutta joissa voi olla tiettyjä variaatioita.

Esimerkiksi ihmisen käsivarsi, lepakoiden siipi ja valaan evät ovat homologisia rakenteita, koska kaikkien näiden sukulaisten yhteisellä esi-isällä oli sama luukuvio yläosassaan. Kussakin ryhmässä rakenne on muuttunut organismin elämäntavan mukaan.

Molekyylibiologia

Samoin molekyylibiologian edistys antaa meille mahdollisuuden tuntea sekvenssit eri organismeissa, ja ei ole epäilystäkään siitä, että olemassa on yhteinen alkuperä.

Suora havainto

Viimeinkin voimme havaita luonnollisen valinnan mekanismin toiminnassa. Tietyt ryhmät, joilla on hyvin lyhyt sukupolvi, kuten bakteerit ja virukset, mahdollistavat ryhmän kehityksen tarkkailun lyhyessä ajassa. Tyypillinen esimerkki on antibioottien kehitys.

Mikä ei ole luonnollinen valinta?

Vaikka evoluutio on biologian järkevä tiede - lainaa kuuluisaa biologia Dobzhanskya "biologialla ei ole mitään järkeä paitsi evoluution valossa", evoluutiobiologiassa ja siihen liittyvissä mekanismeissa on monia väärinkäsityksiä. On.

Luonnollinen valinta näyttää olevan suosittu käsite, ei vain tutkijoiden, mutta myös väestön keskuudessa. Ajatus on kuitenkin vuosien mittaan vääristynyt ja se on esitetty väärin sekä yliopistoissa että tiedotusvälineissä.

Se ei ole heikoimman selviytyminen

Kun mainitaan "luonnollinen valinta", on melkein mahdotonta olla loukuttamatta lauseita, kuten "parhaimman tai heikoimman" selviäminen. Vaikka nämä lauseet ovat erittäin suosittuja ja niitä on käytetty laajasti dokumenteissa ja vastaavissa, ne eivät ilmaise tarkasti luonnollisen valinnan merkitystä.

Luonnollinen valinta liittyy suoraan yksilöiden lisääntymiseen ja epäsuorasti selviytymiseen. Loogisesti, mitä kauemmin henkilö elää, sitä todennäköisemmin se lisääntyy. Mekanismin suora yhteys on kuitenkin lisääntymisessä.

Samalla tavalla "vahvempi" tai "urheilullisempi" organismi ei aina lisääntyä suuremmassa määrin. Näistä syistä tunnettu lause on hylättävä.

Se ei ole evoluution synonyymi

Evoluutio on kaksivaiheinen prosessi: yksi, joka aiheuttaa variaatiota (mutaatio ja rekombinaatio), joka on satunnainen, ja toinen vaihe, joka määrittelee muutoksen alleelitaajuuksissa populaatiossa.

Tämä viimeinen vaihe voi tapahtua luonnollisella valinnalla tai geneettisellä tai geneettisellä siirtymisellä. Siksi luonnollinen valinta on vain toinen osa tätä suurempaa ilmiötä, nimeltään evoluutio.

Tyypit ja esimerkit

Valinnassa on erilaisia ​​luokituksia. Ensimmäinen luokittelee valintatapahtumat niiden vaikutuksen perusteella keskiarvoon ja tutkitun merkin taajuusjakauman variaatioon. Ne ovat: vakaava, suunnattu ja häiritsevä valinta

Meillä on myös toinen luokittelu, joka riippuu kuntovaihteluista populaation eri genotyyppien esiintymistiheyden mukaan. Nämä ovat positiivisesta ja negatiivisesta taajuudesta riippuvainen valinta.

Viimeiseksi on kova ja pehmeä valinta. Tämä luokittelu riippuu väestön yksilöiden välisestä kilpailusta ja valintapaineen suuruudesta. Seuraavaksi kuvaamme kolme tärkeintä valintatyyppiä:

Vakauttava valinta

Valintaa stabiloidaan, kun yksilöillä, joilla on "keskimääräinen" tai useampi luonne (ne, jotka ovat taajuuden jakautumisen korkeimmassa pisteessä), on paras kunto.

Sitä vastoin kellon pyrstöstä löytyvät yksilöt, kaukana keskimääräisestä, poistuvat sukupolvien ajan.

Tässä valintamallissa keskiarvo pysyy vakiona koko sukupolven ajan, kun taas varianssi pienenee.

Klassinen esimerkki valinnan vakauttamisesta on lapsen paino syntyessään. Vaikka lääketieteellinen kehitys on lieventänyt tätä selektiivistä painetta muun muassa keisarileikkauksella, koko on usein ratkaiseva tekijä.

Pienet vauvat menettävät lämpöä nopeasti, kun taas keskimääräistä huomattavasti raskaammilla vauvoilla on synnytyksen ongelmia.

Jos tutkija pyrkii tutkimaan tietyssä populaatiossa tapahtuvaa valintatyyppiä ja määrittelee vain ominaisuuden keskiarvon, hän voi tehdä väärät johtopäätökset uskoen, että väestössä ei tapahdu evoluutiota. Tästä syystä on tärkeää mitata merkin varianssi.

Suuntavalinta

Suuntavalintamalli ehdottaa, että yksilöitä, jotka ovat missä tahansa taajuuden jakauman häntä, selviää sukupolvien ajan, olipa kyse sitten vasemmasta tai oikeasta sektorista.

Suuntavalintamalleissa keskiarvo muuttuu sukupolvien yli, kun taas varianssi pysyy vakiona.

Ihmisten kotieläimille ja kasveille suorittaman keinotekoisen valinnan ilmiö on tyypillinen suuntavalinta. Yleensä on tarkoitus, että eläimet (esimerkiksi naudat) ovat suurempia, tuottavat enemmän maitoa, ovat vahvempia jne. Sama tapahtuu kasveissa.

Sukupolvien ajan populaation valitun merkin keskiarvo vaihtelee paineen mukaan. Jos haetaan suurempia lehmiä, keskimääräinen nousee.

Luonnollisessa biologisessa järjestelmässä voimme ottaa esimerkin tietyn pienen nisäkkään turkista. Jos lämpötila laskee jatkuvasti elinympäristössään, ne variantit, joissa on paksumpi karva, valitaan satunnaisella mutaatiolla.

Häiritsevä valinta

Häiritsevä valinta toimii suosimalla yksilöitä, jotka ovat kaukana keskimääräisestä. Sukupolvien edetessä jonot lisääntyvät, kun taas aiemmin keskimääräistä lähellä olleet henkilöt alkavat vähentyä.

Tässä mallissa keskiarvo voidaan pitää vakiona, varianssin kasvaessa - käyrä levenee ja levenee, kunnes se lopulta jakautuu kahteen.

On ehdotettu, että tämäntyyppinen valinta voisi johtaa erikoistumistapahtumiin edellyttäen, että häntäpäissä sijaitsevien kahden morfologian välillä tapahtuu riittävä eristys.

Esimerkiksi tietyillä lintulajeilla voi olla huomattavia eroja noksussaan. Oletetaan, että siellä on optimaalisia siemeniä hyvin pienille nokkille ja optimaalisia siemeniä erittäin suurille noksille, mutta välipalat eivät saa sopivaa ruokaa.

Siten kaksi ääripäätä kasvaisivat taajuudella ja jos annetaan sopivat olosuhteet, jotka tarjoavat spesifiointitapahtumia, voi olla, että ajan myötä yksilöistä, joilla on erilaiset piikin variaatiot, tulee kaksi uutta lajia.

Lähde: Ealbert17, Wikimedia Commonsista

Viitteet

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologia: tiede ja luonto. Pearson koulutus.
2. Darwin, C. (1859). Lajien alkuperä luonnollisen valinnan avulla. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoluutioanalyysi. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Eläintieteen integroidut periaatteet (osa 15). New York: McGraw-Hill.
6. Rice, S. (2007). Tietosanakirja evoluutiosta. Tiedostot.
7. Russell, P., Hertz, P., ja McMillan, B. (2013). Biologia: Dynaaminen tiede. Nelson koulutus.
8. Soler, M. (2002). Evoluutio: biologian perusta. Etelä-projekti.