Natürliche Selektion

Natürliche Selektion erklärt

Selbst wenn ein Elternteil perfekt an die Umgebung angepasst wäre, ändert sich die Umgebung und der Nachwuchs wird an die Umgebung angepasst. Da es viele Tiere und wenige Ressourcen gibt, können sich nur die besten und am besten geeigneten Organismen vermehren. Natürliche Selektion wirkt gegen alle Organismen, und es kann als die Umwelt und Kräfte betrachtet werden, die Organismen daran hindern, zu überleben und sich zu vermehren. Daher können Organismen, die überleben können, ihre DNA auch an die nächste Generation weitergeben. Dies „wählt“ für diese DNA-Sequenzen.,

Glücklicherweise führt die genetische Variabilität bei allen Organismen dazu, dass sich jedes Individuum geringfügig unterscheidet. Diese geringfügigen Leistungsunterschiede können zu Unterschieden in der Menge führen, die jeder Einzelne reproduziert. Durch die Vermehrung von mehr erzeugt ein Individuum mehr genetische Variationen, die ihm zum Erfolg verhalfen. Die Nachkommen dieser Individuen werden auch von den genetischen Variationen profitieren, die es ihren Eltern ermöglichten, erfolgreich zu sein. Organismen ohne diese genetischen Anpassungen werden sich nicht so stark vermehren, und auf diese Weise werden ihre Linien eines Tages aufhören zu existieren., Die Natur übt ständig eine selektive Kraft auf die verschiedenen genetischen Kombinationen aus, die sich zu reproduzieren versuchen, und auf diese Weise ist die natürliche Selektion die Hauptantriebskraft der Evolution.

Beispiele für natürliche Selektion

Beispiel für stabilisierende Selektion

Stellen Sie sich zur Stabilisierung der Selektion eine Population von Mäusen vor, die im Wald lebt. Einige der Mäuse sind schwarz, einige sind weiß und einige sind grau., Wenn die Mäuse keine Raubtiere und keine anderen Kräfte hätten, die auf die Farbe ihres Fells einwirken, hätte dies keinen Grund zur Veränderung und würde sich nur zufällig als Reaktion auf bestimmte Mutationen in der DNA ändern. Dies ist jedoch bei diesen Mäusen nicht der Fall. Sie haben viele Raubtiere.

Füchse und Hauskatzen jagen tagsüber die Mäuse. In der Nacht geißeln die Eulen und andere Raubtiere die Dunkelheit zum Abendessen. So oder so, die Mäuse sind in einer schwierigen Position. Aber nicht alle Mäuse sind jederzeit dem gleichen Risiko ausgesetzt. Tagsüber sind die schwarzen Mäuse viel leichter zu erkennen und Raubtiere fressen mehr schwarze Mäuse., Die weißen Mäuse stechen nachts hervor. Dies bedeutet, dass Eulen nachts mehr weiße Mäuse essen. Die grauen Mäuse sind die einzigen, die tagsüber und nachts mehr überleben. Bis zur nächsten Generation wird es viel weniger schwarz-weiße Mäuse geben, die sich vermehren können.

Nach einigen Generationen starken selektiven Drucks könnte die gesamte Population grau sein. Es hängt vollständig von der genetischen Zusammensetzung des Merkmals ab, aber in einigen Fällen wird ein einzelnes Merkmal ausgewählt und der Rest geht von der Population verloren., In anderen Fällen könnten die schwarz-weißen Fellfarben nur noch selten zu sehen sein. Das Beibehalten der Merkmale kann von Vorteil sein, wenn sich die Raubtiere ändern. Wenn zum Beispiel alle Eulen und Nachtraubtiere verschwunden wären, wäre es vorteilhafter, schwarz zu sein. Die schwarzen Mäuse würden dann abheben und in der Bevölkerung häufiger werden.

Beispiel für die Richtungsauswahl

Es ist wichtig, verschiedene Merkmale in derselben Tierpopulation zu berücksichtigen., Stellen Sie sich wieder die Population von Mäusen vor, die im Wald leben. Betrachten Sie anstelle ihrer Farbe ein Merkmal, das auf einer kontinuierlichen Skala verläuft. Stellen Sie sich vor, dass die Mäuse in der Größe von einer normalen Größe Maus zu etwas viel größer als eine Ratte variieren. Obwohl die Mäuse die gleiche Art sind, wachsen sie in viele verschiedene Größen. Die Raubtiere haben jedoch eine schreckliche Zeit zu versuchen, die größte der Mäuse zu fangen und zu essen. Die großen Mäuse wiegen nicht nur mehr, sie können sich auch wehren. Die kleineren Mäuse sind meist wehrlos und bieten die perfekte Größe Snack.,

Wenn dies der Fall wäre und nichts sie zurückhält, würden die Mäuse viel größer werden. Dies ist die Richtungsauswahl. Dies ist wahrscheinlich der Fall bei der Capybara, einem riesigen südamerikanischen Nagetier. Wie unsere fiktiven Nagetiere hat der Druck ihrer Umgebung dazu geführt, dass sie viel größer sind als jedes andere Nagetier, das dem Menschen bekannt ist. Viele Nagetiere finden unterschiedliche Vorteile darin, klein zu sein, weshalb die meisten Nagetiere eine bestimmte Größe geblieben sind., Diese Vorteile könnten so einfach sein wie die Fähigkeit, sich zu verstecken oder die Verfügbarkeit von Nahrung, aber Tiere bestimmter Größen besser aus verschiedenen Gründen, und Populationen können Größe im Laufe der Zeit ändern.

Beispiel für die Diversifizierung der Auswahl

Okay, das Letzte mal mit den Mäusen. Aber dieses Mal, betrachten Sie ein neues Merkmal in der Bevölkerung. Stellen wir uns vor, dass einige der Mäuse beginnen, Hautklappen zwischen ihren Vorder-und Hinterbeinen zu wachsen., Effektiv macht es einen Fallschirm, mit dem sie von Raubtieren weggleiten können. Mäuse, die die Hautklappen vollständig haben, tun wirklich gut und sind fast immer in der Lage, Raubtieren zu entkommen. Ebenso meiden Mäuse ohne Klappen die Bäume und offenen Räume, in die sich Mäuse mit Klappen wagen, und verstecken sich viel besser vor Raubtieren. Die größte selektive Kraft ist gegen die Mäuse in der Mitte.

Ohne die Fähigkeit, wegzugleiten, können Mäuse irgendwo in der Mitte Raubtieren nicht mit einer Geschwindigkeit entkommen, die ihnen helfen kann, die Vorteile der Bäume zu nutzen., Gleichzeitig erschweren die Halbklappen es ihnen, vor Raubtieren zu rennen und sich zu verstecken. Aufgrund dieser Schwäche werden viel mehr dieser Mäuse aus der Mitte des Spektrums gegessen. Dies beginnt, die Bevölkerung in zwei verschiedene Merkmale zu unterteilen. Schließlich kann dies dazu führen, dass die Mäuse zu einer ganz anderen Spezies werden.

Es ist möglich, dass Fledermäuse so die einzigen fliegenden Nagetiere wurden. Ähnlich wie das imaginäre Szenario beschrieben, gibt es echte Nagetiere, die nicht fliegen, einige, die gleiten können, und Fledermäuse., Während der gemeinsame Vorfahr zwischen all diesen Tieren möglicherweise nicht als Nagetier bezeichnet wurde, sind sie alle Säugetiere. Ähnlich wie in unserem imaginären Szenario hätte sich die Bevölkerung des gemeinsamen Vorfahren durch die Diversifizierung der Auswahl ändern und trennen können. In der realen Welt sind selektive Drücke viel komplexer und wir können nur die genaue historische Beziehung zwischen Tieren erraten.

Beispiel für Sexuelle Selektion

Blick auf ein Pfau., Versuchen Sie, sich eine funktionale Verwendung dieses lächerlichen Schwanzes vorzustellen. Abgestumpft? Wissenschaftler waren es auch, bis der Mechanismus der sexuellen Selektion erklärt wurde. Diese Form der natürlichen Selektion kann manchmal für funktionelle Anpassungen wählen, aber oft produziert bizarre Anpassungen, die nur dazu dienen, Partner anzuziehen. Im Fall des Pfaus wird der bunte Schwanz in einem Display verwendet, das Frauen anziehen soll. Männchen mit größeren Schwänzen und schillernderen Farben werden Männchen mit kleinen Schwänzen vorgezogen., Diese besondere Präferenz scheint keinen wirklichen Einfluss darauf zu haben, wie erfolgreich die Männchen beim Sammeln und Vermehren von Nahrung sein könnten, aber aufgrund der Präferenz der Weibchen haben alle männlichen Pfauen große, bunte Schwänze.

Interessanterweise gilt dieses Muster von Männchen, die zum dekorativeren der Geschlechter werden, für viele Vogelarten., Männliche Enten, viele männliche tropische Vögel und sogar der männliche Haussperling sind viel mehr dekoriert als ihre weiblichen Kollegen. Dies ist auch bei einigen Reptilien zu sehen. Tatsächlich haben viele Tiere seltsame Darstellungen oder Methoden zur Dekoration ihres Nestes angepasst, um Freunde anzulocken. Die Auswahl kann auf beide Arten funktionieren und hängt hauptsächlich davon ab, welches Geschlecht bei der Auswahl eines Partners wählerischer sein kann.

Beispiel Räuber-Beute-Auswahl

Der schnellste Landräuber ist der Gepard. Geparden wurden ohne Grund nicht extrem schnell. Der Hauptbestandteil des Geparden, die Antilope, ist ebenfalls schnell., Welcher zuerst schnell wurde, wird für immer ein Rätsel bleiben, aber Tatsache ist, diese beiden Arten treiben sich gegenseitig dazu, schneller zu sein.

Schnellere Geparden haben einen Vorteil gegenüber anderen Geparden, da sie mehr Antilopen fangen und eine viel größere Familie unterstützen können. Schließlich sterben langsame Geparden ab und die schnelle Gepardenpopulation explodiert und Antilopen fangen., Die Antilopenpopulation, die auf die neue Selektion reagiert, ist auch erfolgreicher, wenn sie schnell genug sind, um die Geparden zu vermeiden. So wird auch die Antilopenpopulation gezielt für schnellere Tiere ausgewählt.

Wissenschaftler theoretisieren, dass dieses Geben und Nehmen zwischen Raubtier – und Beutepopulationen für die Gestaltung vieler ihrer definierenden Merkmale verantwortlich ist. Tatsächlich waren die Wissenschaftler verblüfft, warum das amerikanische Pronghorn, eine Art, die in Größe und Geschwindigkeit Antilopen ähnelt, angesichts des Mangels an Geparden in Nordamerika existieren würde., Ohne ein Raubtier, das schnell genug ist, um Sie zu fangen, ist die zusätzliche Geschwindigkeit an einem bestimmten Punkt von keinem großen Vorteil. Wissenschaftler blieben verblüfft, bis die Fossilien eines gepardenähnlichen Raubtiers in Nordamerika gefunden wurden. Im Gegensatz zu den Geparden Afrikas überlebten die Geparden Nordamerikas die menschliche Expansion nicht, und das Pronghorn bleibt ohne Raubtier.

Prinzipien der natürlichen Selektion

Es gibt eine unglaubliche Vielfalt selektiver Kräfte in der natürlichen Welt, die vom Wettbewerb zwischen Arten über die Dynamik von Raubtieren bis hin zur sexuellen Selektion zwischen den verschiedenen Geschlechtern reichen., Das bestimmende Merkmal der natürlichen Selektion ist, dass es eine Kraft ist, die es einigen Organismen ermöglicht, sich mehr zu vermehren als andere. Natürliche Selektion führt nicht immer zur „richtigen“ Antwort,wie manche Leute denken.

Natürliche Selektion ist ein unvollkommener Prozess. Es kann nicht spontan neue DNA erzeugen oder die DNA, die es gibt, auf sinnvolle Weise verändern. Es kann nur die Reproduktion einiger DNA verlangsamen oder stoppen, während andere DNA fortbestehen kann. Jede Population hat die Möglichkeit, sich anzupassen, unter verschiedenen Bedingungen zu wandern oder angesichts der natürlichen Selektion auszusterben.,

Der Prozess der natürlichen Selektion der DNA es gegeben ist, mit den geringfügigen Mutationen und Rekombination, die während der Replikation auftritt, und lässt einfach nicht einige DNA passieren. Manchmal ist der Bildschirm zufällig, wie bei einem Lichtschlag, der einen einzelnen Baum tötet. In anderen Fällen ist der Bildschirm auf bestimmte Arten von Organismen ausgerichtet, was zu einer Auswahl führt. Dies kann in der Kiefernkäfer Invasion in Nordamerika gesehen werden., Die Kieferkäfer werden ausgewählt, weil sie eine reiche Nahrungsquelle ausnutzen. Die Kiefern hingegen werden dagegen ausgewählt, weil sie keine ausreichende Abwehr gegen die Käfer haben.

Arten der natürlichen Selektion

Da sich Tiere diversifizieren und verschiedene Nischen füllen, kann sich der Druck auf sie in vielerlei Hinsicht ändern. Die funktionalen Anforderungen, um ein Vogel zu sein, unterscheiden sich stark von denen, die ein Fisch sein muss. Ihre Nahrung ist anders, das Medium, in dem sie existieren, ist anders und sie müssen Sauerstoff auf andere Weise erhalten., Die natürliche Selektion wählt daher für sehr unterschiedlich aussehende Tiere aus, um die verschiedenen Nischen des Ökosystems zu füllen.

Unabhängig von der Eigenschaft neigt die natürliche Selektion dazu, einer Population eines von drei Dingen zu tun. Es kann das Merkmal gleich halten, die Auswahl stabilisieren, das Merkmal in eine Richtung bewegen, die Richtungsauswahl treffen oder für die Extremwerte des Merkmals auswählen und die Auswahl diversifizieren., Zusätzlich zu den Auswirkungen, die es verursacht, kann die natürliche Selektion auch durch die Beziehungen der Organismen klassifiziert werden, die die natürliche Selektion verursachen, und manchmal kann die Selektion durch abiotische Faktoren erfolgen.

Typ 1: Stabilisierende Selektion

Die meisten Merkmale im Tierreich lassen sich durch eine Glockenkurve hinsichtlich ihrer Verteilung beschreiben. Die meisten Tiere einer bestimmten Art neigen dazu, das gleiche Merkmal oder Merkmal von relativ gleicher Größe zu zeigen., Es gibt immer einige Ausnahmen von größeren oder kleineren Merkmalen bei bestimmten Personen, aber im Allgemeinen sitzen die meisten Personen irgendwo in der Mitte.

Die stabilisierende Selektion ist eine Form der natürlichen Selektion, die sich gegen die Ausreißer oder Ausnahmen von der Eigenschaft richtet. Der Bildschirm verhindert, dass sich diese Tiere so stark vermehren wie die“ normalen “ oder regelmäßigeren Individuen. Es werden mehr Babys geboren, die „normal“ sind, und aufgrund dieser Tendenz werden in jeder aufeinanderfolgenden Generation weniger Ausreißer beobachtet., Auf diese Weise können sich Arten sehr von anderen Arten unterscheiden, aber alle Mitglieder einer Art werden genau gleich aussehen.

Typ 2: Richtungsauswahl

Richtungsauswahl ist eine Art natürlicher Selektion, die auftritt, wenn eine Seite des Spektrums eines bestimmten Merkmals gegenüber der anderen bevorzugt wird. Wenn zum Beispiel die kleinsten Organismen gefressen werden und größere Organismen vollständig geschützt sind, wird die Population tendenziell viel größer. Wenn das Gegenteil der Fall ist, nimmt die Population mit der Zeit ab.,

Es wird auch die gerichtete Selektion künstlich verwendet, dass Menschen „Miniatur“ – Rassen von Tieren erzeugen können, die wie winzige Kopien ihrer größeren Gegenstücke aussehen. Die künstliche Selektion konzentriert sich jedoch nur auf ein einziges Merkmal. Dadurch können viele negative Merkmale in der Bevölkerung vorhanden werden, die natürlich dagegen ausgewählt worden wären.

Typ 3: Diversifizierung der Auswahl

Ähnlich wie die Richtungsauswahl treibt die Diversifizierung der Auswahl die Bevölkerung in Richtung der Extreme des Merkmals. Diese Art der Auswahl wird auch als disruptive Auswahl bezeichnet., Diversifizierende Auswahl, im Gegensatz zur Richtungsauswahl, schiebt das Merkmal in beide Richtungen. Dies kann auf verschiedene Arten geschehen, führt jedoch häufig zu einer Speziation, da die Populationen so unterschiedlich werden können. Wenn sie jedoch nur für kurze Zeit diversifiziert sind, kann die Auswahl zu einer Vielzahl von Merkmalen führen, die von einer Art geteilt werden können.

Typ 4: Sexuelle Selektion

Während Sie die natürliche Selektion in Bezug auf die Auswirkungen auf die Population klassifizieren können,können Sie sie auch als Interaktion zwischen Organismen mit unterschiedlichen Beziehungen betrachten., Sexuelle Selektion ist eine Art natürliche Selektion, bei der die verschiedenen Geschlechter einer Spezies Kräfte aufeinander ausüben, die ihr Aussehen oder ihre Eigenschaften verändern. Für den Menschen erscheinen diese Merkmale oft willkürlich, wie bunte Federn, die Fähigkeit, einen ritualisierten Tanz zu machen, oder bestimmte Nistmerkmale wie das Dekorieren, die anscheinend keine Funktion bei der Fortpflanzung haben.

In vielen Organismen ist die sexuelle Fortpflanzung ein hart umkämpfter Prozess. Daher verbringen Organismen viel Zeit damit, einen Partner auszuwählen, der den Erfolg ihrer Nachkommen steigert., In einigen Organismen kommt es auf das Stärkste oder das Größte an. Viele Organismen, jedoch, haben komplexe Paarungsrituale angepasst, um potenzielle Partner zu identifizieren. Die sexuelle Selektion in diesen Organismen kann einige bizarre Züge ergeben, wie bei vielen Vögeln gesehen.

Typ 5: Räuber-Beute-Selektion

Wo sexuelle Selektion ein Beispiel für intraspezifische Selektion ist, können oft mehrere Arten Selektionsdruck aufeinander ausüben, auch als interspezifische Selektion bekannt. Während dies in vielen Formen existiert, ist eine der häufigsten die Räuber-Beute-Dynamik., Die Raubtiere werden immer versuchen, die einfachste Nahrungsquelle zu konsumieren, wodurch sich die Beute schwerer zu fangen entwickelt. Im Gegenzug wird das Raubtier schneller und agiler. Dieser Zyklus ist kontinuierlich und Raubtiere und Beute verändern sich ständig.

Andere Arten der natürlichen Selektion

Natürliche Selektion kann in einer unendlichen Vielfalt von Formen kommen. Jeder Organismus wird mehr oder weniger erfolgreich sein, je nachdem, welche Gene er trägt und wie diese Gene mit der Umwelt interagieren., Gene können neue Wege der Nährstoffverarbeitung verursachen, die Bildung verschiedener Strukturen ermöglichen und die Wiederverwendung alter Strukturen ermöglichen. Völlig unterschiedliche Organismen, die dieselbe Nische einnehmen, weisen häufig ähnliche Strukturen auf. Diese Strukturen wurden nicht von einem gemeinsamen Vorfahren erhalten, sondern allein von den Kräften der natürlichen Selektion. Natürliche Selektion ist die primäre treibende Kraft hinter all den verschiedenen Formen und Funktionen des Lebens auf der Erde.

Geschichte der natürlichen Selektion

Vor Darwin

1809 war die Welt der Biologie ganz anders., In diesem Jahr wurde Charles Darwin, der Begründer der Theorie der natürlichen Selektion, geboren. Darwin wurde in eine Welt hineingeboren, in der Transmutation die dominierende Evolutionstheorie war. Nach dieser Theorie veränderten sich Tiere im Laufe ihres Lebens und sie gaben diese Veränderungen an ihre Nachkommen weiter. Zum Beispiel bekamen Giraffen ihre langen Hälse, weil sich jede Generation so weit wie möglich streckte, um die Blätter zu erreichen.,

Diese Theorie passte nicht gut zu Darwin, der bereits einige frühe Beobachtungen darüber gemacht hatte, wie Organismen ihre Eigenschaften weitergeben. 1831 erhielt Darwin die Gelegenheit seines Lebens. An Bord der H. M. S Beagle reiste Darwin fast 5 Jahre lang um den Globus, sammelte Exemplare und dokumentierte die große Vielfalt des Lebens. Bis 1838 hatte Darwin eine fast vollständig geformte Idee der natürlichen Selektion.,

Darwins Theorie

In dieser Idee wurde die Evolution von vier Prinzipien angetrieben. Zwischen Individuen war die Varianz. Organismen können Merkmale nur durch Vererbung erhalten. Eine Kraft, natürliche Selektion, lassen Sie uns die stärksten Tiere am meisten reproduzieren. Schließlich finden diese Aktionen alle im Laufe der Zeit statt, ein wichtiger Aspekt der Evolution. Zusammen treiben diese Prinzipien Veränderungen im Laufe der Zeit voran.

Darwin veröffentlichte diese Ideen jedoch nicht sofort. Er verbrachte die nächsten 20 Jahre damit, mehr Beweise zu sammeln und seine Argumentation zu festigen., Dieser Prozess wurde verkürzt, als Darwin von Alfred Russel Wallace kontaktiert wurde, einem jungen Wissenschaftler, der über dieselben Prinzipien gestolpert war. Zusammen veröffentlichten die beiden Wissenschaftler ihre Theorien, die durch die Tatsache bestätigt wurden, dass sie die Theorie der natürlichen Selektion unabhängig voneinander gefunden hatten.