NATURLIG UTVALG: MEKANISME, BEVIS, TYPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

Det naturlige utvalget er en evolusjonsmekanisme som er foreslått av den britiske naturforskeren Charles Darwin, der det er forskjellig reproduksjonssuksess blant individer i en befolkning.

Naturlig seleksjon virker i form av reproduksjon av individer som bærer visse alleler, og etterlater flere avkom enn andre individer med forskjellige alleler. Disse individene reproduserer mer og øker derfor frekvensen. Den Darwinian naturlige seleksjonsprosessen gir opphav til tilpasninger.

Kilde: se Kilde, via Wikimedia Commons I lys av populasjonsgenetikk er evolusjon definert som variasjonen av allelfrekvenser i befolkningen. Det er to evolusjonsprosesser eller mekanismer som fører til denne endringen: naturlig seleksjon og gendrift.

Charles Darwin

Naturlig utvalg har blitt misforstått helt siden Darwin først gjorde sine banebrytende ideer kjent. Gitt datidens politiske og sosiale kontekst ble naturalistiske teorier feilaktig ekstrapolert til menneskelige samfunn, nye fraser som i dag er viralisert av media og dokumentarer som "survival of the fittest."

Hva er naturlig utvalg?

Naturlig utvalg er mekanismen som ble foreslått av den britiske naturforskeren Charles Darwin i år 1859. Motivet blir behandlet i detalj i hans mesterverk The Origin of Species.

Det er en av de viktigste ideene på området biologi, siden den forklarer hvordan alle livsformene som vi er i stand til å sette pris på i dag, oppsto. Det kan sammenlignes med ideene fra store forskere i andre fagområder, som Isaac Newton, for eksempel.

Darwin forklarer gjennom mange eksempler observert under sine reiser hvordan arter ikke er uforanderlige enheter i tid og foreslår at de alle kommer fra en felles stamfar.

Selv om det finnes dusinvis av definisjoner av naturlig seleksjon, er den enkleste og mest konkrete definisjonen av Stearns & Hoekstra (2000): "naturlig utvalg er variasjonen i reproduktiv suksess assosiert med en arvelig egenskap".

Det skal nevnes at evolusjon og naturlig seleksjon ikke forfølger et spesifikt mål eller mål. Den produserer bare organismer tilpasset omgivelsene sine, uten noen spesifikasjon av den potensielle konfigurasjonen disse organismer vil ha.

Mekanisme

Noen forfattere gir uttrykk for at naturlig utvalg er en matematisk uunngåelighet, siden det oppstår når tre postulater er oppfylt, noe vi vil se nedenfor:

Variasjon

Individene som tilhører befolkningen viser variasjoner. Variasjon er faktisk en nødvendighet for at evolusjonsprosesser kan finne sted.

Variasjon i organismer forekommer på forskjellige nivåer, fra variasjoner i nukleotidene som utgjør DNA til morfologier og variasjoner i atferd. Når vi senker nivået, finner vi mer variasjon.

arvbarhet

Karakteristikken må være arvelig. Disse variasjonene som er til stede i befolkningen, må gå fra foreldre til barn. For å verifisere om en egenskap er arvelig, brukes en parameter som heter "arvelighet", definert som andelen fenotypisk varians på grunn av genetisk variasjon.

Matematisk uttrykkes det som h ² = V _G / (V _G + V _E ). Hvor V _G er genetisk variasjon og V _E er variansen produkt av miljøet.

Det er en veldig enkel og intuitiv måte å kvantifisere arvelighet: mål av karakter av foreldre vs. karakter hos barn. For eksempel, hvis vi ønsker å bekrefte arvelighet av nebbstørrelse hos fugler, måler vi y-størrelse hos foreldre og plotter dem kontra størrelse hos avkom.

I tilfelle vi observerer at grafen har en tendens til en linje (r ² er nær 1), kan vi konkludere med at egenskapene er arvelige.

Den varierende karakteren er relatert til

Den siste betingelsen for at naturlig seleksjon kan fungere i befolkningen er forholdet mellom egenskap og kondisjon - denne parameteren kvantifiserer individers evne til å reprodusere og overleve, og varierer fra 0 til 1.

Med andre ord, denne egenskapen må øke den reproduktive suksessen til bæreren.

Hypotetisk eksempel: halen av ekorn

Kaibaba ekorn

La oss ta en hypotetisk ekornpopulasjon og tenke på om naturlig utvalg kan handle på den eller ikke.

Det første vi må gjøre er å sjekke om det er variasjon i befolkningen. Vi kan gjøre dette ved å måle karakterene av interesse. Anta at vi finner variasjon i halen: det er varianter med en lang hale og en kort hale.

Deretter må vi bekrefte om karakteristikken "køstørrelse" er arvelig. For å gjøre dette, måler vi halelengden til foreldrene og plotter den mot halelengden til barna. Hvis vi finner et lineært forhold mellom de to variablene, betyr det at arveligheten er høy.

Til slutt må vi bekrefte at størrelsen på halen øker den reproduktive suksessen til bæreren.

Den kortere halen kan gjøre det mulig for enkeltpersoner å bevege seg lettere (dette er ikke nødvendigvis sant, det er for rent utdannelsesmessige formål), og lar dem unnslippe rovdyr mer vellykket enn langhale bærere.

Gjennom generasjonene vil derfor "kort belastning" -egenskapen være hyppigere i befolkningen. Dette er evolusjon ved naturlig seleksjon. Og resultatet av denne enkle - men veldig kraftige prosessen - er tilpasninger.

bevis

Naturlig seleksjon, og evolusjon generelt, støttes av ekstra robust bevis fra forskjellige fagområder, inkludert paleontologi, molekylærbiologi og geografi.

Fossilrekord

Fossilprotokollen er det klareste beviset på at arter ikke er uforanderlige enheter, som man trodde før Darwins tid.

homologi

Etterkommerne med modifikasjoner hevet i artenes opprinnelse, finner støtte i de homologe strukturer - strukturer med felles opprinnelse, men som kan presentere visse variasjoner.

For eksempel er menneskearmen, flaggermusfløyen og hvalens finner homologe strukturer, siden den felles stamfaren til alle disse linjene hadde det samme benmønsteret i øvre stund. I hver gruppe har strukturen blitt endret avhengig av livsstilen til organismen.

Molekylbiologi

På samme måte gjør fremskritt innen molekylærbiologi oss mulighet til å kjenne til sekvensene i forskjellige organismer, og det er ingen tvil om at det er et vanlig opphav.

Direkte observasjon

Endelig kan vi se mekanismen for naturlig seleksjon i handling. Enkelte grupper med svært kort generasjonstid, som bakterier og virus, gjør det mulig å observere utviklingen av gruppen på kort tid. Det typiske eksemplet er utviklingen av antibiotika.

Hva er ikke naturlig utvalg?

Selv om evolusjon er vitenskapen som gir mening om biologi - for å sitere den berømte biologen Dobzhansky "ingenting gir mening i biologien bortsett fra i lys av evolusjonen" - er det mange misoppfatninger innen evolusjonsbiologi og relaterte mekanismer. er.

Naturlig utvalg ser ut til å være et populært konsept, ikke bare for akademikere, men også for befolkningen generelt. I løpet av årene har imidlertid ideen blitt forvrengt og feil fremstilt både i akademia og i media.

Det er ikke overlevelse av de fineste

Når man nevner "naturlig utvalg", er det nesten umulig å ikke trylle frem fraser som "survival of the fittest or the fittest." Selv om disse setningene er veldig populære og har blitt mye brukt i dokumentarer og lignende, uttrykker de ikke nøyaktig betydningen av naturlig utvalg.

Naturlig seleksjon er direkte relatert til reproduksjon av individer og indirekte til overlevelse. Logisk sett, jo lenger en person lever, jo mer sannsynlig er det å reprodusere. Imidlertid er den direkte forbindelsen til mekanismen med reproduksjon.

På samme måte reproduserer ikke alltid den "sterkere" eller "mer atletiske" organismen i større mengde. Av disse grunner må den kjente frasen forlates.

Det er ikke synonymt med evolusjon

Evolusjon er en totrinns prosess: en som forårsaker variasjon (mutasjon og rekombinasjon), som er tilfeldig, og et andre trinn som bestemmer endringen i allelfrekvenser i befolkningen.

Dette siste stadiet kan skje ved naturlig seleksjon eller ved genetisk eller genetisk drift. Derfor er naturlig seleksjon bare den andre delen av dette større fenomenet som kalles evolusjon.

Typer og eksempler

Det er forskjellige klassifiseringer av utvalget. Den første klassifiserer seleksjonshendelsene i henhold til deres innvirkning på gjennomsnittet og variansen i frekvensfordelingen av karakteren som ble studert. Dette er: stabiliserende, retningsbestemt og forstyrrende valg

Vi har også en annen klassifisering som avhenger av variasjonen i kondisjon i henhold til hyppigheten av de forskjellige genotypene i befolkningen. Dette er det positive og negative frekvensavhengige utvalget.

Til slutt er det det harde og myke utvalget. Denne klassifiseringen avhenger av eksistensen av konkurranse mellom individer i befolkningen og omfanget av seleksjonstrykket. Vi vil beskrive de tre viktigste valgene nedenfor:

Stabiliserende utvalg

Det er stabiliserende utvalg når individene som har den "gjennomsnittlige" eller hyppigere karakteren (de som er på det høyeste punktet i frekvensfordelingen) er de med høyest kondisjon.

I kontrast elimineres individer som finnes i klokkens haler, langt fra gjennomsnittet gjennom generasjonene.

I denne seleksjonsmodellen forblir gjennomsnittet konstant gjennom generasjonene, mens variansen avtar.

Et klassisk eksempel på stabiliserende utvalg er barnets vekt ved fødselen. Selv om medisinske fremskritt har lempet dette selektive trykket med prosedyrer som keisersnitt, er størrelse ofte en avgjørende faktor.

Små babyer mister varme raskt, mens babyer som er betydelig tyngre enn gjennomsnittet har problemer med fødselen.

Hvis en forsker prøver å studere den typen utvalg som forekommer i en gitt populasjon og bare kvantifiserer gjennomsnittet av karakteristikken, kan han komme til gale konklusjoner, og tro at det ikke skjer evolusjon i befolkningen. Derfor er det viktig å måle variansen til karakteren.

Retningsvalg

Den retningsvalgsmodellen foreslår at individer som er i et av halene i frekvensfordelingen overlever gjennom generasjonene, det være seg venstre eller høyre sektor.

I retningsvalgsmodeller forskyver middelet seg gjennom generasjonene, mens variansen forblir konstant.

Fenomenet kunstig seleksjon utført av mennesker på husdyr og planter er et typisk retningsvalg. Generelt er det meningen at dyrene (for eksempel storfe) er større, produserer mer melk, er sterkere, etc. Det samme forekommer i planter.

Gjennom generasjonene varierer gjennomsnittet av den valgte karakteren av befolkningen etter press. I tilfelle større kyr blir søkt, vil gjennomsnittet øke.

I et naturlig biologisk system kan vi ta eksemplet med pelsen til et visst lite pattedyr. Hvis temperaturen konstant synker i sitt habitat, vil de variantene som har en tykkere pels bli valgt ved en tilfeldig mutasjon.

Forstyrrende utvalg

Forstyrrende utvalg fungerer ved å favorisere individer som er lengst fra gjennomsnittet. Når generasjoner går øker køene i hyppighet, mens individer som tidligere var nær gjennomsnittet begynner å avta.

I denne modellen kan gjennomsnittet holdes konstant, mens variansen øker - kurven blir bredere og bredere til den ender i to.

Det antydes at denne typen utvalg kan føre til spesifikasjonshendelser, forutsatt at tilstrekkelig isolasjon oppstår mellom de to morfologiene som ligger i endene av halen.

For eksempel kan en viss fugleart ha markante variasjoner i nebbet. Anta at det er optimale frø for veldig små nebber og optimale frø for veldig store nebber, men mellomnebbene får ikke passende mat.

Dermed vil de to ytterpunktene øke i hyppighet, og hvis det gis passende forhold som fremmer spesiasjonshendelser, kan det være at over tid vil individer med forskjellige varianter av toppen bli to nye arter.

Kilde: Ealbert17, fra Wikimedia Commons

referanser

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: vitenskap og natur. Pearson Education.
2. Darwin, C. (1859). På artenes opprinnelse ved hjelp av naturlig seleksjon. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolusjonsanalyse. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Utvikling. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerte zoologiske prinsipper (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
6. Rice, S. (2007). Encyclopedia of Evolution. Fakta om fil.
7. Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biologi: Den dynamiske vitenskapen. Nelson Education.
8. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.