Mechanismus přirozeného výběru, důkazy, typy a příklady



přirozený výběr je evoluční mechanismus navržený britským přírodovědcem Charlesem Darwinem, kde existuje rozdílný reprodukční úspěch mezi jednotlivci populace.

Přirozený výběr působí v podmínkách reprodukce jednotlivců, kteří nesou jisté alely a zanechávají více potomků než jiní jedinci s různými alelami. Tito jedinci se množí více, a proto zvyšují jejich četnost. Darwinovský proces přirozeného výběru vede k adaptacím.

Ve světle populační genetiky je evoluce definována jako variace alelických frekvencí v populaci. Existují dva procesy nebo evoluční mechanismy, které vedou k této změně: přirozený výběr a drift genů.

Přirozený výběr byl chybně interpretován, protože Darwin své známé revoluční myšlenky poznal. Vzhledem k politickému a sociálnímu kontextu doby byly naturalistické teorie chybně extrapolovány na lidské společnosti, objevující se fráze, které jsou nyní medializovány a dokumentovány jako "přežití nejsilnějších"..

Index

  • 1 Co je přirozený výběr?
  • 2 Mechanismus
    • 2.1 Variace
    • 2.2 Dědičnost
    • 2.3 Charakter, který se liší, souvisí s fitness
    • 2.4 Hypotetický příklad: ocas veverek
  • 3 Důkazy
    • 3.1 Fosilní záznam
    • 3.2 Homologie
    • 3.3 Molekulární biologie
    • 3.4 Přímé pozorování
  • 4 Co není přirozený výběr?
    • 4.1 Nejde o přežití nejschopnějších
    • 4.2 Není to synonymum evoluce
  • 5 Typy a příklady
    • 5.1 Volba stabilizace
    • 5.2 Směrová volba
    • 5.3 Narušení výběru
  • 6 Odkazy

Co je přirozený výběr?

Přirozeným výběrem je mechanismus navržený britským přírodovědecem Charlesem Darwinem v roce 1859. Téma je ve svém mistrovském díle zpracováváno velmi podrobně. Původ druhu.

Je to jedna z nejdůležitějších myšlenek v oblasti biologie, protože vysvětluje, jak vznikly všechny formy života, které dnes můžeme ocenit. To je srovnatelné s nápady velkých vědců v jiných disciplínách, takový jako Isaac Newton, například.

Darwin vysvětluje přes četné příklady pozorované během jeho cest jak druhy nejsou neměnné entity v čase a navrhuje to oni všichni přijdou ze společného předka \ t.

Ačkoli tam jsou tucty definic přirozeného výběru, nejjednodušší a nejvíce konkrétní je to Stearns a Hoekstra (2000): “přirozený výběr je variace v reprodukčním úspěchu spojeném s dědičnou charakteristikou” \ t.

Je třeba zmínit, že vývoj a přirozený výběr nesledují cíl ani konkrétní cíle. Produkuje pouze organismy přizpůsobené jejich prostředí, bez jakéhokoliv typu specifikace potenciální konfigurace, kterou tyto organismy budou mít.

Mechanismus

Někteří autoři vyjadřují, že přirozený výběr je matematická nevyhnutelnost, protože se vyskytuje vždy, když jsou splněny tři postuláty, které uvidíme dále:

Variace

Jednotlivci, kteří patří do populace, vykazují odchylky. Ve skutečnosti je variace podmínkou sine qua non aby probíhaly evoluční procesy.

Změny v organismech se vyskytují na různých úrovních, od variací v nukleotidech, které tvoří DNA, až po morfologie a variace v chování. Jelikož úroveň snižujeme, nacházíme více variací.

Dědičnost

Charakter musí být dědičný. Tyto rozdíly v populaci musí přecházet z rodičů na děti. Chcete-li zkontrolovat, zda je znak dědičný, použije se parametr nazvaný „dědičnost“, definovaný jako podíl fenotypové odchylky v důsledku genetické variace..

Matematicky je vyjádřena jako h2 = VG / (VG + VE). Kde VG je genetická variace a VE je produkt rozptylu prostředí.

Existuje velmi jednoduchý a intuitivní způsob, jak kvantifikovat dědičnost: měření charakteru rodičů je vyneseno proti. charakter dětí. Chceme-li například potvrdit dědičnost velikosti ptactva u ptáků, změříme velikost a u rodičů a vyneseme je proti velikosti u dětí..

V případě, že pozorujeme, že graf má tendenci k přímce ( r2 je blízko k 1) můžeme konstatovat, že vlastnosti jsou dědičné.

Charakter, který se liší, souvisí s fitness

Poslední podmínkou pro přirozený výběr jednat v populaci je vztah charakteristiky k fitness - tento parametr kvantifikuje schopnost reprodukce a přežití jednotlivců a pohybuje se od 0 do 1.

Jinými slovy, takový prvek by měl zvýšit reprodukční úspěch svého dopravce.

Hypotetický příklad: ocas veverek

Vezměme si populaci hypotetických veverek a myslíme si, zda by v ní mohl působit přírodní výběr nebo ne.

První věc, kterou musíme udělat, je potvrdit, zda existují rozdíly v populaci. Můžeme to udělat měřením zajímavých postav. Předpokládejme, že najdeme variantu ocasu: existují varianty s dlouhým ocasem a krátkým ocasem.

Následně musíme potvrdit, zda je charakteristická "velikost ocasu" dědičná. Abychom toho dosáhli, změříme délku ocasu rodičů a zakreslíme je proti délce ocasu pro děti. Pokud zjistíme lineární vztah mezi oběma proměnnými, znamená to, že efektivita dědičnosti je vysoká.

Nakonec musíme potvrdit, že velikost ocasu zvyšuje reprodukční úspěch dopravce.

Kratší ocas může dovolit jednotlivcům pohybovat se více snadno (toto není nutně pravdivé, to je pro čistě didaktické účely), a dovolí jim uniknout predátorům více úspěšně než dlouhé ocasové nosiče \ t.

V celé generaci bude tedy charakteristika „krátkého colaru“ v populaci častější. To je vývoj přirozeným výběrem. Výsledkem tohoto jednoduchého - ale velmi mocného procesu - jsou adaptace.

Důkazy

Přirozený výběr a evoluce obecně jsou podporovány mimořádně robustními důkazy z různých oborů, včetně paleontologie, molekulární biologie a geografie..

Fosilní záznam

Fosilní záznam je nejjasnějším důkazem toho, že druhy nejsou neměnnými entitami, jak se předpokládalo před dobou Darwina.

Homologie

Potomci s modifikacemi navrženými v původu druhu nacházejí podporu v homologních strukturách - strukturách se společným původem, ale mohou představovat určité variace.

Například, ruka člověka, křídlo netopýra a ploutve velryb jsou struktury homologní ke každému jiný, protože společný předek všech těchto řad měl stejný vzor kostí v jejich nadřízených. V každé skupině byla struktura modifikována v závislosti na životním stylu organismu.

Molekulární biologie

Stejně tak pokroky v molekulární biologii umožňují znát sekvence v různých organismech a není pochyb o tom, že existuje společný původ.

Přímé pozorování

Nakonec můžeme pozorovat mechanismus přirozeného výběru v akci. Některé skupiny s velmi krátkými generačními časy, jako jsou bakterie a viry, umožňují pozorování vývoje skupiny v krátkém časovém období. Typickým příkladem je vývoj antibiotik.

Co není přirozený výběr?

Ačkoli evoluce je věda, která dává význam biologii - citovat slavného biologa Dobzhansky “nic má smysl v biologii kromě ve světle evoluce” - tam je mnoho mylných představ v evoluční biologii a mechanismů příbuzných tohle.

Přirozený výběr se jeví jako populární koncept nejen pro akademiky, ale i pro obyvatelstvo obecně. V průběhu let však byla tato myšlenka zkreslena a zkreslena jak v akademické sféře, tak v médiích.

Není to přežití nejschopnějších

Když se zmiňuje o „přirozeném výběru“, je téměř nemožné nevyvolávat fráze jako „přežití nejsilnějších nebo nejsilnějších“. Ačkoli tyto fráze jsou velmi populární a byly široce používány v dokumentárních filmech a příbuzných, nevyjadřujte s přesností význam přirozeného výběru.

Přirozený výběr přímo souvisí s reprodukcí jednotlivců a nepřímo s přežitím. Je logické, že čím více člověk žije, tím větší je šance, že se bude sám reprodukovat. Přímé spojení mechanismu je však s reprodukcí.

Stejně tak "nejsilnější" nebo "nej atletičtější" organismus není vždy reprodukován ve větším množství. Z těchto důvodů je nutné upustit od dobře známé fráze.

Není to synonymum evoluce

Evoluce je dvoustupňový proces: proces, který způsobuje variaci (mutaci a rekombinaci), která je náhodná, a druhý krok, který určuje změnu frekvencí alel v populaci..

Tato poslední fáze může nastat přirozeným výběrem nebo genem nebo genetickým posunem. Proto je přirozený výběr pouze druhou částí tohoto většího fenoménu zvaného evoluce.

Typy a příklady

Existuje několik klasifikací výběru. První klasifikuje selekční události podle jejich vlivu na průměr a rozptyl ve frekvenčním rozložení studovaného znaku. Jedná se o: stabilizační, směrový a rušivý výběr

Máme také další klasifikaci, která závisí na variaci fitness podle četnosti různých genotypů populace. Jedná se o výběr závislý na kladné a záporné frekvenci.

Konečně je tu tvrdý a měkký výběr. Tato klasifikace závisí na existenci konkurence mezi jednotlivci populace a na velikosti selektivního tlaku. Dále popíšeme tři nejdůležitější typy výběru:

Stabilizační výběr

Existuje stabilizační výběr, když jedinci, kteří mají „průměrný“ nebo častější charakter (ti, kteří jsou na nejvyšším místě v distribuci frekvence) mají nejvyšší fitness.

Naproti tomu jedinci, kteří jsou v ocasech zvonku, velmi daleko od průměru, jsou eliminováni krokem generací.

V tomto výběrovém modelu zůstává střední hodnota konstantní po celé generace, zatímco rozptyl klesá.

Klasickým příkladem stabilizace výběru je hmotnost dítěte při narození. Ačkoli lékařské pokroky uvolnily tento selektivní tlak s procedurami takový jako císařský řez, velikost je obvykle rozhodující faktor.

Malé děti ztratí teplo rychle, zatímco děti, které mají významně větší než průměrná hmotnost mají problémy s porodem.

Pokud se výzkumník snaží studovat typ výběru, který se vyskytuje v dané populaci a pouze kvantifikuje průměrnou charakteristiku, může dojít k chybným závěrům, věříce, že evoluce se v populaci nevyskytuje. Proto je důležité měřit rozptyl charakteru.

Směrový výběr

Model směrové selekce naznačuje, že v celé generaci přežívají jedinci, kteří jsou v některém z konců kmitočtového rozdělení, ať už levého nebo pravého sektoru..

V modelech směrového výběru se průměr pohybuje s průchodem generací, zatímco rozptyl zůstává konstantní.

Fenomén umělého výběru prováděného lidmi na jejich domácích zvířatech a rostlinách je typický směrový výběr. Obecně se hledá, aby zvířata (např. Hospodářská zvířata) byla větší, produkovala více mléka, byla silnější, atd. Stejným způsobem se to děje v rostlinách.

S uplynutím generací se průměr zvoleného charakteru populace mění podle tlaku. Pokud se podíváte na větší krávy, průměr se zvýší.

V přirozeném biologickém systému můžeme vzít příklad kožešiny určitého malého savce. Pokud teplota ve svém stanovišti neustále klesá, vyberou se varianty, které mají náhodnou mutaci tlustší plášť.

Narušení výběru

Rušivé selekční úkony zvýhodňující jednotlivce, kteří jsou daleko od průměru. Jak generace přecházejí, ocasy zvyšují jejich frekvenci, zatímco jednotlivci, kteří byli dříve blízko průměru, začínají klesat.

V tomto modelu může být průměr udržován konstantní, zatímco rozptyl stoupá - křivka se stává širší a širší, dokud se nerozdělí na dvě části..

Navrhuje se, aby tento typ selekce vedl ke speciačním událostem za předpokladu, že mezi oběma morfologiemi umístěnými na koncích ocasu dojde k odpovídající izolaci..

Určité druhy ptáků mohou mít například výrazné odchylky ve svém vrcholu. Předpokládejme, že existují optimální semena pro velmi malé vrcholy a optimální semena pro velmi velké vrcholy, ale střední vrcholy nedostávají správné jídlo.

Tyto dva extrémy by tedy zvýšily frekvenci a pokud by se vyskytly odpovídající podmínky, které by způsobovaly speciační události, může se stát, že se časem jedinci s různými variacemi píku stanou dvěma novými druhy..

Odkazy

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B.E. (2004). Biologie: věda a příroda. Pearson Education.
  2. Darwin, C. (1859). O původu druhů prostřednictvím přirozeného výběru. Murray.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evoluční analýza. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Evoluce . Sinauer.
  5. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoologie (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Rice, S. (2007).Encyklopedie evoluce. Fakta o souboru.
  7. Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biologie: Dynamická věda. Nelson Vzdělání.
  8. Soler, M. (2002). Evoluce: základ biologie. Jižní projekt.