NATŪRALI ATRANKA: MECHANIZMAS, ĮRODYMAI, RŪŠYS IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Natūrali atranka yra evoliucinis siūlomas britų gamtininkas Čarlzas Darvinas, kur mechanizmas yra diferencinė reprodukcinė sėkmė tarp individų populiacijos.

Natūrali atranka atkuria tam tikrus alelių nešančius asmenis, palieka daugiau palikuonių nei kiti asmenys, turintys skirtingus alelius. Šie asmenys dauginasi daugiau, todėl padidėja jų dažnis. Darwinian gamtos atrankos procesas sukelia adaptacijas.

Šaltinis: žiūrėkite šaltinį, naudodamiesi „Wikimedia Commons“. Atsižvelgiant į gyventojų genetiką, evoliucija apibūdinama kaip alelių dažnio kitimas populiacijoje. Šiuos pokyčius lemia du evoliucijos procesai arba mechanizmai: natūrali atranka ir genų dreifas.

Charlesas Darwinas

Natūrali atranka buvo klaidingai suprantama nuo tada, kai Darwinas pirmą kartą paskelbė savo novatoriškas idėjas. Atsižvelgiant į to meto politinį ir socialinį kontekstą, natūralistinės teorijos buvo klaidingai ekstrapoliuotos žmonių visuomenėms, atsirandant frazėms, kurias šiandien skelbia žiniasklaida ir dokumentiniai filmai, pavyzdžiui, „išgyvenimas nuobodžiausias“.

Kas yra natūrali atranka?

Natūrali atranka yra mechanizmas, kurį 1859 m. Pasiūlė britų gamtininkas Charlesas Darwinas. Šis objektas labai išsamiai aprašytas jo šedevre „Rūšių kilmė“.

Tai viena iš svarbiausių idėjų biologijos srityje, nes ji paaiškina, kaip atsirado visos gyvybės formos, kurias šiandien galime įvertinti. Tai galima palyginti su didžiųjų kitų disciplinų mokslininkų, pavyzdžiui, Izaoko Newtono, idėjomis.

Darvinas per daugybę pavyzdžių, stebėtų per savo keliones, paaiškina, kaip rūšys nėra nekintamos būtybės laike, ir siūlo, kad visos jos kiltų iš vieno protėvio.

Nors egzistuoja dešimtys natūralios atrankos apibrėžimų, paprasčiausias ir konkrečiausias yra Stearns & Hoekstra (2000) apibrėžimas: „natūrali atranka yra reprodukcinės sėkmės variacija, susijusi su paveldimu bruožu“.

Reikia paminėti, kad evoliucija ir natūrali atranka nesiekia konkretaus tikslo ar uždavinio. Tai gamina tik organizmus, pritaikytus jų aplinkai, nenurodant galimo konfigūracijos, kurią šie organizmai turės.

Mechanizmas

Kai kurie autoriai teigia, kad natūrali atranka yra matematinė neišvengiamybė, nes ji įvyksta įvykdžius tris postulatus, kuriuos pamatysime toliau:

Variacija

Asmenys, priklausantys populiacijai, skiriasi. Tiesą sakant, variacija yra būtina evoliucijos procesų sąlyga.

Organizmų variacijos vyksta skirtingais lygmenimis, pradedant nukleotidų, sudarančių DNR, variacijomis, baigiant morfologijomis ir elgesio skirtumais. Mažėjant lygiui, randame daugiau variacijų.

Paveldimumas

Ši savybė turi būti paveldima. Šie populiacijos skirtumai turi pereiti nuo tėvų iki vaikų. Norint patikrinti, ar bruožas paveldimas, naudojamas parametras, vadinamas „paveldimumu“, kuris apibrėžiamas kaip fenotipo dispersijos, atsirandančios dėl genetinės variacijos, dalis.

Matematiškai jis išreiškiamas kaip h ² = V _G / (V _G + V _E ). Kur V _G yra genetinis dispersija, o V _E yra aplinkos dispersijos produktas.

Yra labai paprastas ir intuityvus būdas įvertinti paveldimumą: tėvų charakterio matas prieš. vaikų charakteris. Pavyzdžiui, jei norime patvirtinti paukščių buko dydžio paveldimumą, mes išmatuojame y dydį tėvuose ir nubraižome juos, palyginti su palikuonių dydžiu.

Jei pastebėtume, kad grafikas linkęs į liniją (r ² yra artimas 1), galime daryti išvadą, kad charakteristikos yra paveldimos.

Kintantis pobūdis yra susijęs su

Paskutinė natūralios atrankos sąlyga, kad ji galėtų veikti populiacijoje, yra bruožo santykis su kūno rengyba - šis parametras kiekybiškai apibūdina individų sugebėjimą daugintis ir išgyventi ir skiriasi nuo 0 iki 1.

Kitaip tariant, ši savybė turi padidinti jo nešėjo reprodukcinę sėkmę.

Hipotetinis pavyzdys: voverių uodega

Kaibaba voverė

Paimkime hipotetinę voverės populiaciją ir pagalvokime, ar natūrali atranka gali ją paveikti.

Pirmas dalykas, kurį turime padaryti, yra patikrinti, ar nėra populiacijos skirtumų. Tai galime padaryti išmatuodami dominančius simbolius. Tarkime, kad randame uodegos variantų: yra variantų su ilga uodega ir trumpa uodega.

Vėliau turime patvirtinti, ar „eilės dydžio“ charakteristika yra paveldima. Norėdami tai padaryti, mes išmatuojame tėvų uodegos ilgį ir nubraižome jį pagal vaikų uodegos ilgį. Jei randame tiesinį ryšį tarp dviejų kintamųjų, tai reiškia, kad iš tikrųjų paveldimumas yra didelis.

Galiausiai turime patvirtinti, kad uodegos dydis padidina nešiklio sėkmingą reprodukciją.

Dėl trumpesnės uodegos individai gali lengviau judėti (tai nebūtinai tiesa, tai yra tik švietimo tikslais) ir leidžia jiems sėkmingiau pabėgti nuo plėšrūnų nei ilgauodegiai.

Taigi per visas kartas „trumpojo kamieno“ charakteristika bus dažnesnė. Tai evoliucija natūralios atrankos būdu. Ir šio paprasto, bet labai galingo proceso rezultatas yra adaptacijos.

Įrodymai

Natūralią atranką ir evoliuciją apskritai palaiko nepaprastai patikimi įrodymai iš įvairių disciplinų, įskaitant paleontologiją, molekulinę biologiją ir geografiją.

Fosilijų įrašas

Fosilijų įrašas yra aiškiausias įrodymas, kad rūšys nėra nekintamos būtybės, kaip buvo manoma prieš Darvino laiką.

Homologija

Palikuonys, turintys pakeitimus, susijusius su rūšies kilme, remiasi homologinėse struktūrose - struktūrose, turinčiose bendrą kilmę, tačiau kurios gali turėti tam tikrų variacijų.

Pavyzdžiui, žmogaus ranka, šikšnosparnio sparnas ir banginių pelekai yra homologiškos struktūros viena kitai, nes visų šių linijų protėviai turėjo tą patį kaulų modelį viršutinėje dalyje. Kiekvienoje grupėje struktūra buvo pakeista atsižvelgiant į organizmo gyvenimo būdą.

Molekulinė biologija

Tuo pačiu būdu, molekulinės biologijos pažanga leidžia mums žinoti įvairių organizmų sekas, ir nėra abejonės, kad egzistuoja bendra kilmė.

Tiesioginis stebėjimas

Galiausiai galime stebėti natūralios atrankos mechanizmą veikiant. Tam tikros grupės, turinčios labai trumpą generavimo laiką, pavyzdžiui, bakterijos ir virusai, suteikia galimybę per trumpą laiką stebėti grupės evoliuciją. Tipiškas pavyzdys yra antibiotikų raida.

Kas nėra natūrali atranka?

Nors evoliucija yra mokslas, turintis prasmę biologijai - cituoti garsųjį biologą Dobzhansky „biologijoje nėra nieko prasmingo, išskyrus evoliucijos šviesą“, evoliucijos biologijoje ir susijusiuose mechanizmuose yra daug klaidingų nuomonių. yra.

Natūrali atranka atrodo populiari sąvoka ne tik akademikams, bet ir plačiajai visuomenei. Tačiau bėgant metams idėja buvo iškreipta ir klaidingai pateikta tiek akademinėje, tiek žiniasklaidos priemonėse.

Tai nėra sunkiausių išgyvenimas

Minint „natūralią atranką“, beveik neįmanoma nesužavėti tokiomis frazėmis kaip „išgyvenimas kuo aršiausias“. Nors šios frazės yra labai populiarios ir buvo plačiai naudojamos dokumentiniuose filmuose ir panašiuose dalykuose, jos tiksliai neišreiškia natūralios atrankos prasmės.

Natūrali atranka yra tiesiogiai susijusi su individų dauginimu ir netiesiogiai su išgyvenimu. Logiškai mąstant, kuo ilgiau individas gyvena, tuo didesnė tikimybė, kad jis dauginsis. Tačiau tiesioginis mechanizmo ryšys yra su reprodukcija.

Tuo pačiu būdu „stipresnis“ ar „atletiškesnis“ organizmas ne visada dauginasi didesniu kiekiu. Dėl šių priežasčių reikia atsisakyti žinomos frazės.

Tai nėra evoliucijos sinonimas

Evoliucija yra dviejų pakopų procesas: vienas, kuris sukelia variaciją (mutaciją ir rekombinaciją), kuri yra atsitiktinė, ir antras žingsnis, nustatantis alelinio dažnio pokyčius populiacijoje.

Šis paskutinis etapas gali įvykti natūralia atranka arba genetiniu ar genetiniu dreifu. Todėl natūrali atranka yra tik antroji šio didesnio reiškinio, vadinamo evoliucija, dalis.

Tipai ir pavyzdžiai

Yra įvairių atrankos klasifikacijų. Pirmasis klasifikuoja atrankos įvykius pagal jų poveikį tiriamo charakterio vidurkiui ir dažnio pasiskirstymo kitimui. Tai yra: stabilizuojanti, kryptinga ir žlugdanti atranka

Mes taip pat turime kitą klasifikaciją, kuri priklauso nuo kūno rengybos kitimo atsižvelgiant į įvairių gyventojų genotipų dažnį. Tai yra teigiamas ir neigiamas dažnio pasirinkimas.

Galiausiai yra sunkus ir minkštas pasirinkimas. Ši klasifikacija priklauso nuo populiacijos individų konkurencijos ir atrankos spaudimo dydžio. Toliau aprašysime tris svarbiausius atrankos tipus:

Stabilizuojantis pasirinkimas

Stabilizuojama atranka, kai asmenys, turintys „vidutinį“ ar dažnesnį charakterį (tie, kurie yra aukščiausiame dažnio pasiskirstymo taške) yra tie, kurie turi aukščiausią kūno rengybą.

Priešingai, varpo uodegose randami individai, toli gražu ne vidurkis, eliminuojami per kelias kartas.

Šiame atrankos modelyje vidurkis išlieka pastovus per visas kartas, o dispersija mažėja.

Klasikinis atrankos stabilizavimo pavyzdys yra vaiko svoris gimus. Nors medicinos pažanga sušvelnino šį atrankinį spaudimą atliekant tokias procedūras kaip cezario pjūvis, dydis dažnai yra lemiamas veiksnys.

Maži kūdikiai greitai praranda šilumą, o kūdikiai, kurie yra žymiai sunkesni nei vidutiniai, turi gimdymo problemų.

Jei tyrėjas siekia ištirti tam tikroje populiacijoje vykstantį atrankos tipą ir tik kiekybiškai apibūdina charakteristikos vidurkį, jis gali padaryti klaidingas išvadas, manydamas, kad populiacijoje evoliucija nevyksta. Dėl šios priežasties svarbu išmatuoti charakterio dispersiją.

Kryptis

Kryptinis atrankos modelis rodo, kad asmenys, kurie yra bet kurioje dažnio pasiskirstymo uodegoje, išgyvena visas kartas, nesvarbu, ar tai būtų kairysis, arba dešinysis sektoriai.

Krypties atrankos modeliuose vidutinis poslinkis kartoms keičiasi, o dispersija išlieka pastovi.

Dirbtinės atrankos, kurią žmonės vykdo savo naminiams gyvūnams ir augalams, reiškinys yra tipinė kryptinė atranka. Paprastai siekiama, kad gyvūnai (pavyzdžiui, galvijai) būtų didesni, jie pagamintų daugiau pieno, būtų stipresni ir pan. Tas pats atsitinka ir augaluose.

Per kelias kartas populiacijos pasirinkto charakterio vidurkis kinta priklausomai nuo slėgio. Jei norima didesnių karvių, jos vidurkis padidėtų.

Natūralioje biologinėje sistemoje galime paimti tam tikro mažo žinduolio kailio pavyzdį. Jei temperatūra nuolat mažėja jos buveinėje, tie variantai, kurie turi storesnį apvalkalą, bus parinkti atsitiktinės mutacijos būdu.

Žlugdantis pasirinkimas

Trukdantis atrankos principas yra palankesnis asmenims, nutolusiems nuo vidurkio. Artėjant kartoms, eilės dažnėja, o asmenų, kurie anksčiau buvo artimi vidurkiui, pradeda mažėti.

Šiame modelyje vidurkį galima išlaikyti pastovų, o dispersija didėja - kreivė tampa platesnė ir platesnė, kol ji pasidalija į dvi dalis.

Siūloma, kad tokio tipo atranka gali sukelti specifinius įvykius, su sąlyga, kad tarp dviejų uodegos galuose esančių morfologijų bus tinkamai atskirtos.

Pavyzdžiui, tam tikros rūšies paukščiai gali pastebimai pakeisti savo snapu. Tarkime, kad yra optimalios sėklos labai mažiems bukams ir optimalios sėklos labai dideliems bukams, tačiau tarpiniai bukai negauna tinkamo maisto.

Taigi, dviejų kraštutinumų dažnis padidės ir, jei bus sudarytos tinkamos sąlygos, leidžiančios išskaidyti specifinius įvykius, gali būti, kad laikui bėgant individai, turintys skirtingą smailės variaciją, taps dviem naujomis rūšimis.

Šaltinis: Ealbert17, iš „Wikimedia Commons“

Nuorodos

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: mokslas ir gamta. „Pearson Education“.
2. Darwinas, C. (1859). Apie rūšių kilmę natūralios atrankos būdu. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoliucijos analizė. Prentice salė.
4. Futuyma, DJ (2005). Evoliucija. Sinaueris.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integruoti zoologijos principai (15 tomas). Niujorkas: „McGraw-Hill“.
6. Rice, S. (2007). Evoliucijos enciklopedija. Faktai byloje.
7. Russell, P., Hertz, P., ir McMillan, B. (2013). Biologija: dinaminis mokslas. Nelsono švietimas.
8. Soler, M. (2002). Evoliucija: biologijos pagrindas. Pietų projektas.