dobór naturalny

selekcja naturalna wyjaśniona

nawet jeśli rodzic był doskonale przystosowany do środowiska, środowisko ulegnie zmianie, pozostawiając potomstwo nieprzystosowane do środowiska. Ponieważ istnieje wiele zwierząt i niewiele zasobów, tylko najlepsze i najbardziej pasujące organizmy mogą się rozmnażać. Dobór naturalny działa przeciwko wszystkim organizmom i może być traktowany jako środowisko i siły działające, aby powstrzymać organizmy przed przetrwaniem i reprodukcją. Dlatego organizmy, które są w stanie przetrwać, mogą również przekazywać swoje DNA następnemu pokoleniu. To „wybiera” dla tych sekwencji DNA.,

na szczęście dla wszystkich organizmów zmienność genetyczna powoduje, że każdy osobnik jest nieco inny. Te niewielkie różnice w wydajności mogą prowadzić do różnic w ilości reprodukcji każdego z osobna. Rozmnażając więcej, jednostka tworzy więcej odmian genetycznych, które pomogły jej odnieść sukces. Potomstwo tych osobników będzie również korzystać z odmian genetycznych, które pozwoliły ich rodzicom odnieść sukces. Organizmy bez tych adaptacji genetycznych nie będą się tak rozmnażać i w ten sposób ich linie kiedyś przestaną istnieć., Natura nieustannie wywiera selektywną siłę na różne kombinacje genetyczne, które próbują się rozmnażać i w ten sposób dobór naturalny jest główną siłą napędową ewolucji.

selekcja naturalna przykłady

przykład selekcji stabilizującej

aby ustabilizować selekcję, wyobraź sobie populację myszy, która żyje w lesie. Niektóre myszy są czarne, niektóre są białe, a niektóre są szare., Gdyby myszy nie miały drapieżników i innych sił działających na kolor ich sierści, nie miałyby powodu do zmiany i zmieniałyby się jedynie losowo w odpowiedzi na pewne mutacje w DNA. Jednak tak nie jest w przypadku tych myszy. Mają wiele drapieżników.

Lisy i koty domowe żerują na myszach w ciągu dnia. W nocy sowy i inne drapieżniki przeczesują ciemność na obiad. Tak czy inaczej, myszy są w trudnej sytuacji. Ale nie wszystkie myszy stoją w obliczu tego samego ryzyka przez cały czas. W ciągu dnia Czarne myszy są znacznie łatwiejsze do wykrycia, a drapieżniki jedzą więcej czarnych myszy., Białe myszy wyróżniają się nocą. Oznacza to, że sowy zjadają więcej białych myszy w nocy. Tylko myszy szare przeżywają więcej zarówno w dzień, jak i w nocy. Do następnego pokolenia będzie o wiele mniej czarnych i białych myszy do reprodukcji.

Zależy to całkowicie od genetycznego składu cechy, ale w niektórych przypadkach wybiera się pojedynczą cechę, a reszta jest tracona z populacji., W innych przypadkach czarno-białe kolory płaszcza mogą po prostu stać się rzadko spotykanymi cechami. Zachowanie cech może być zaletą, gdy drapieżniki się zmieniają. Na przykład, gdyby wszystkie sowy i nocne drapieżniki zniknęły, korzystniej byłoby być czarnym. Czarne myszy odlatują i stają się częstsze w populacji.

przykład wyboru Kierunkowego

ważne jest, aby wziąć pod uwagę różne cechy w tej samej populacji zwierząt., Wyobraź sobie ponownie populację myszy żyjących w lesie. Zamiast ich koloru rozważ cechę, która działa w ciągłej skali. Wyobraź sobie, że myszy różnią się wielkością od normalnej wielkości myszy do czegoś znacznie większego niż szczur. Chociaż myszy są tym samym gatunkiem, rosną do wielu różnych rozmiarów. Drapieżniki mają jednak straszny czas, próbując złapać i zjeść największą z myszy. Nie tylko duże myszy ważą więcej, ale mogą walczyć. Mniejsze myszy są w większości bezbronne i zapewniają doskonałą przekąskę.,

gdyby tak było i nic ich nie powstrzymywało, myszy stałyby się znacznie większe. To jest wybór kierunku. Prawdopodobnie tak stało się w przypadku capybary, olbrzymiego południowoamerykańskiego Gryzonia. Podobnie jak nasze fikcyjne gryzonie, presja ich środowiska spowodowała, że są znacznie większe niż jakiekolwiek inne gryzonie znane człowiekowi. Wiele gryzoni ma różne zalety bycia małymi, dlatego większość gryzoni pozostała pewną wielkością., Korzyści te mogą być tak proste, jak zdolność do ukrywania się lub dostępność pokarmu, ale zwierzęta pewnych rozmiarów radzą sobie lepiej z różnych powodów, a populacje mogą zmieniać rozmiar w czasie.

przykład różnicowania wyboru

dobrze, ostatni raz z myszami. Ale tym razem rozważ nową cechę w populacji. Wyobraźmy sobie, że niektóre myszy zaczynają wyrastać klapy skórne między przednimi i tylnymi nogami., Skutecznie tworzy spadochron, który pozwala im szybować od drapieżników. Myszy, które w pełni mają klapy skórne, radzą sobie naprawdę dobrze i prawie zawsze są w stanie uciec przed drapieżnikami. Podobnie myszy bez klap unikają drzew i otwartych przestrzeni, do których zapuszczają się myszy z klap, i znacznie lepiej ukrywają się przed drapieżnikami. Największa selektywna siła jest przeciwko myszom w środku.

bez zdolności do szybowania, myszy gdzieś w środku nie mogą uciec przed drapieżnikami w tempie, które może pomóc im czerpać korzyści z drzew., Jednocześnie półskorupy utrudniają im bieganie i ukrywanie się przed drapieżnikami. Z powodu tej słabości, wiele więcej z tych myszy ze środka spektrum są zjadane. To zaczyna dzielić populację na dwie odrębne cechy. Ostatecznie może to doprowadzić do tego, że myszy staną się zupełnie innym gatunkiem.

możliwe, że w ten sposób nietoperze stały się jedynymi latającymi gryzoniami. Podobnie jak opisany scenariusz, istnieją prawdziwe gryzonie, które nie latają, niektóre mogą szybować i nietoperze., Chociaż wspólny przodek wszystkich tych zwierząt nie mógł być nazywany gryzoniami, wszystkie są ssakami. Podobnie jak nasz wyimaginowany scenariusz, dywersyfikacja selekcji mogła spowodować zmianę i oddzielenie populacji wspólnego przodka. W realnym świecie presja selektywna jest znacznie bardziej złożona i możemy się tylko domyślać dokładnych historycznych relacji między zwierzętami.

przykład wyboru płciowego

spójrz na Pawia., Spróbuj wyobrazić sobie funkcjonalne użycie tego śmiesznego ogona. Zakłopotany? Naukowcy byli też, dopóki nie wyjaśniono mechanizmu selekcji seksualnej. Ta forma doboru naturalnego może czasami być przystosowana do adaptacji funkcjonalnych, ale często powoduje dziwaczne adaptacje, które służą tylko przyciąganiu partnerów. W przypadku Pawia kolorowy ogon jest używany w pokazie mającym na celu przyciągnięcie samic. Samce z większymi ogonami i bardziej olśniewającymi kolorami są preferowane niż samce z małymi ogonami., Wydaje się, że ta szczególna preferencja nie ma rzeczywistego wpływu na to, jak udane mogą być samce w zbieraniu pokarmu i rozmnażaniu, ale ze względu na preferencje samic, wszystkie samce pawi mają duże, kolorowe ogony.

Co ciekawe, ten wzór samców staje się bardziej ozdobny dla wielu gatunków ptaków., Samce kaczek, wiele samców ptaków tropikalnych, a nawet samiec wróbla zwyczajnego są znacznie bardziej udekorowane niż ich żeńskie odpowiedniki. Występuje również u niektórych gadów. W rzeczywistości wiele zwierząt dostosowało dziwne pokazy lub metody dekoracji gniazda, aby przyciągnąć towarzyszy. Wybór może działać na oba sposoby i zależy głównie od tego, która płeć może być bardziej wybierany przy wyborze partnera.

przykład wyboru Predator-Prey

najszybszym lądowym drapieżnikiem jest gepard. Gepardy nie dostały się bardzo szybko bez powodu. Główna zdobycz geparda, antylopa, również jest szybka., Który z nich stał się szybki pierwszy na zawsze pozostanie tajemnicą, ale faktem jest, że te dwa gatunki napędzają się nawzajem, aby być szybszym.

szybsze gepardy mają przewagę nad innymi gepardami, ponieważ łapią więcej antylop i mogą wspierać znacznie większą rodzinę. W końcu powolne gepardy wymierają, a szybka populacja gepardów eksploduje, łapiąc antylopę., Populacja antylop, odpowiadając na nową selekcję, odnosi również większe sukcesy, gdy są wystarczająco szybkie, aby uniknąć gepardów. W ten sposób populacja antylop jest również kierunkowo wybierana dla szybszych zwierząt.

naukowcy teoretyzują, że to dawanie i branie między populacjami drapieżnika i ofiary jest odpowiedzialne za kształtowanie wielu ich cech definiujących. W rzeczywistości naukowcy byli zdumieni, dlaczego Amerykański Pronghorn, gatunek przypominający antylopę w rozmiarze i prędkości, miałby istnieć, biorąc pod uwagę brak gepardów w Ameryce Północnej., Bez drapieżnika wystarczająco szybkiego, aby cię złapać, w pewnym momencie dodatkowa prędkość nie ma wielkiej przewagi. Naukowcy pozostawali zdumieni, dopóki skamieniałości drapieżnika podobnego do geparda nie zostały znalezione w Ameryce Północnej. W przeciwieństwie do gepardów Afryki, Gepardy Ameryki Północnej nie przetrwały ekspansji człowieka, a pronghorn pozostaje bez drapieżnika.

zasady doboru naturalnego

istnieje niesamowita różnorodność sił selektywnych w świecie przyrody, począwszy od konkurencji międzygatunkowej, poprzez dynamikę drapieżnik-ofiara, aż po selekcję płciową pomiędzy różnymi płciami., Cechą charakterystyczną doboru naturalnego jest to, że jest to siła, która pozwala niektórym organizmom rozmnażać się więcej niż innym. Dobór naturalny nie zawsze prowadzi do „właściwej” odpowiedzi, jak niektórzy ludzie mają tendencję do myślenia.

dobór naturalny jest procesem niedoskonałym. Nie może tworzyć nowego DNA spontanicznie, ani zmieniać DNA, które otrzymuje w znaczący sposób. Może tylko spowolnić lub zatrzymać reprodukcję niektórych DNA, pozwalając innym DNA przetrwać. Każda populacja ma możliwość przystosowania się, migracji do różnych warunków lub wymarcia w obliczu doboru naturalnego.,

proces selekcji naturalnej ekranuje dane DNA, z niewielkimi mutacjami i rekombinacją, które występują podczas replikacji, i po prostu nie pozwala niektórym DNA przejść. Czasami ekran jest losowy, jak w uderzeniu oświetlenia zabijającego pojedyncze drzewo. Innym razem ekran jest tendencyjny w stosunku do niektórych rodzajów organizmów, powodując selekcję. Można to zaobserwować w inwazji na Pine beetle w Ameryce Północnej., Sosny są wybierane, ponieważ wykorzystują bogate źródło pożywienia. Sosny, z drugiej strony, są wybierane przeciwko za brak odpowiedniej obrony przed chrząszczami.

rodzaje doboru naturalnego

ponieważ zwierzęta urozmaicają i wypełniają różne nisze, wywierane na nie presje mogą się zmieniać na wiele sposobów. Wymagania funkcjonalne, aby być ptakiem są znacznie inne niż te wymagane, aby być rybą. Ich pożywienie jest inne, pożywienie, w którym żyją, jest INNE i muszą otrzymywać tlen w inny sposób., Dobór naturalny wybiera w ten sposób bardzo różne wyglądające zwierzęta, aby wypełnić różne nisze ekosystemu.

niezależnie od cech, dobór naturalny ma tendencję do dokonywania jednej z trzech rzeczy w populacji. Może zachować tę samą cechę, stabilizując wybór, przesuwając cechę w jednym kierunku, wybór kierunkowy lub wybierając dla skrajnych wartości cechy, różnicując wybór., Selekcja naturalna, oprócz tego, że jest klasyfikowana przez skutki, które powoduje, może być również klasyfikowana przez związki organizmów powodujących selekcję naturalną, a czasami selekcję można dokonać za pomocą czynników abiotycznych.

Typ 1: selekcja stabilizująca

większość cech w królestwie zwierząt można opisać za pomocą krzywej Dzwonkowej, pod względem ich rozmieszczenia. Większość zwierząt niektórych gatunków wykazuje tę samą cechę lub cechę, stosunkowo tej samej wielkości., Zawsze istnieją pewne wyjątki od większych lub mniejszych cech u niektórych osobników, ale generalnie większość osobników siedzi gdzieś pośrodku.

selekcja stabilizująca jest formą doboru naturalnego, która chroni przed odstającymi lub wyjątkami od danej cechy. Ekran zapobiega reprodukcji tych zwierząt tak samo jak „normalnych” lub bardziej regularnych osobników. Rodzi się więcej dzieci, które są „normalne” i mniej odstających w każdym kolejnym pokoleniu z powodu tego nastawienia., W ten sposób gatunki mogą stać się bardzo różne od innych gatunków, jednak wszyscy członkowie gatunku będą wyglądać dokładnie tak samo.

Typ 2: Wybór Kierunkowy

wybór Kierunkowy to rodzaj doboru naturalnego, który występuje, gdy jedna strona widma pewnej cechy jest faworyzowana przez drugą. Na przykład, jeśli najmniejsze organizmy zostaną zjedzone, a większe organizmy będą całkowicie chronione, populacja będzie miała tendencję do znacznie większego wzrostu. Jeśli jest odwrotnie, populacja zmniejszy się w czasie.,

dzięki sztucznej selekcji kierunkowej ludzie mogą tworzyć „miniaturowe” rasy zwierząt, które wyglądają jak małe kopie ich większych odpowiedników. Jednak sztuczna selekcja skupia się tylko na jednej cechy. Pozwala to na obecność wielu negatywnych cech w populacji, które w naturalny sposób byłyby wybierane przeciwko.

Typ 3: selekcja zróżnicowana

podobnie jak selekcja kierunkowa, selekcja zróżnicowana popycha populację do skrajności danej cechy. Ten rodzaj selekcji nazywany jest również selekcją destrukcyjną., Różnicowanie selekcji, w przeciwieństwie do wyboru kierunkowego, popycha cechę w obie strony. Może się to zdarzyć na wiele sposobów, ale często prowadzi do specjacji, ponieważ populacje mogą się tak różnić. Jeśli jednak jest zróżnicowana na krótki czas, selekcja może prowadzić do różnych cech, które mogą być wspólne dla jednego gatunku.

Typ 4: selekcja seksualna

chociaż można klasyfikować selekcję naturalną pod względem jej wpływu na populację, można ją również postrzegać jako interakcję między organizmami o różnych relacjach., Dobór płciowy jest rodzajem doboru naturalnego, w którym różne płci w danym gatunku wywierają na siebie siły, które zmieniają ich wygląd lub cechy. Dla ludzi cechy te często wydają się arbitralne, takie jak jaskrawo kolorowe pióra, zdolność do rytualnego tańca lub pewne cechy gniazdowania, takie jak dekorowanie, które wydają się nie spełniać funkcji w reprodukcji.

u wielu organizmów rozmnażanie płciowe jest procesem wysoce konkurencyjnym. Jako takie organizmy spędzają znaczną ilość czasu, próbując wybrać partnera, który zwiększy sukces ich potomstwa., W niektórych organizmach sprowadza się to do najsilniejszych lub największych. Wiele organizmów przystosowało złożone rytuały godowe do identyfikacji potencjalnych partnerów. Dobór płciowy w tych organizmach może dać pewne dziwaczne cechy, jak widać u wielu ptaków.

Typ 5: Predator-Prey Selection

gdzie selekcja płciowa jest przykładem selekcji wewnątrzgatunkowej, często wiele gatunków może wywierać presję selekcyjną na siebie, znaną również jako selekcja międzygatunkowa. Choć występuje w wielu formach, jedną z najczęstszych jest dynamika drapieżnik-ofiara., Drapieżniki zawsze będą starały się spożywać najprostsze źródło pożywienia, co powoduje, że ofiara ewoluuje, aby być trudniejszym do złapania. Z kolei drapieżnik staje się szybszy i bardziej zwinny. Cykl ten jest ciągły, a drapieżniki i ofiary stale się zmieniają.

inne rodzaje doboru naturalnego

dobór naturalny może mieć nieskończoną różnorodność form. Każdy organizm będzie mniej lub bardziej skuteczny w zależności od tego, jakie geny niesie i jak te geny oddziałują z otoczeniem., Geny mogą powodować nowe sposoby przetwarzania składników odżywczych, pozwalają na tworzenie różnych struktur i pozwalają na stare struktury być repurposed. Zupełnie różne organizmy zajmujące tę samą niszę często mają podobne struktury. Struktury te nie zostały uzyskane od wspólnego przodka, lecz od samych sił doboru naturalnego. Dobór naturalny jest główną siłą napędową wszystkich różnych form i funkcji życia na Ziemi.

Historia doboru naturalnego

przed Darwinem

w 1809 roku świat biologii był zupełnie inny., W tym roku urodził się Charles Darwin, twórca teorii doboru naturalnego. Darwin urodził się w świecie, gdzie transmutacja była dominującą teorią ewolucji. Zgodnie z tą teorią zwierzęta zmieniały się przez całe życie i przekazywały te zmiany potomstwu. Na przykład żyrafy miały długie szyje, ponieważ każde pokolenie rozciągało się tak daleko, jak to możliwe, aby dotrzeć do liści.,

teoria ta nie spodobała się Darwinowi, który poczynił już pewne wczesne obserwacje dotyczące przekazywania przez organizmy swoich cech. W 1831 Darwin otrzymał życiową szansę. Na pokładzie H. M. S Beagle, Darwin podróżował po świecie przez prawie 5 lat zbierając okazy i dokumentując ogromną różnorodność życia. W 1838 roku Darwin miał prawie w pełni ukształtowaną ideę doboru naturalnego.,

teoria Darwina

w tej idei ewolucja opierała się na czterech zasadach. Pomiędzy osobnikami była zmienność. Organizmy mogą uzyskać cechy tylko poprzez dziedziczenie. Siła, dobór naturalny, niech najlepiej przystosowane zwierzęta rozmnażają się jak najwięcej. Wreszcie, wszystkie te działania mają miejsce w czasie, ważnym aspektem ewolucji. Razem te zasady napędzają zmiany w czasie.

jednak Darwin nie opublikował tych idei od razu. Przez następne 20 lat zbierał kolejne dowody i utrwalał swoje argumenty., Proces ten został przerwany, gdy Darwin skontaktował się z Alfredem Russelem Wallace ' em, młodym naukowcem, który natknął się na te same zasady. Razem obaj naukowcy opublikowali swoje teorie, potwierdzone przez fakt, że odkryli teorię doboru naturalnego niezależnie.