NATURLIGT URVAL: MEKANISM, BEVIS, TYPER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Det naturliga urvalet är en evolutionär mekanism som föreslagits av den brittiska naturforskaren Charles Darwin, där det finns en differentiell reproduktionsframgång bland individer i en befolkning.

Naturligt urval verkar i form av reproduktion av individer som bär vissa alleler och lämnar fler avkommor än andra individer med olika alleler. Dessa individer reproducerar mer och ökar därför deras frekvens. Den Darwiniska naturliga urvalsprocessen ger upphov till anpassningar.

Källa: se Källa, via Wikimedia Commons Mot bakgrund av populationsgenetik definieras evolution som variationen i allelfrekvenser i befolkningen. Det finns två evolutionära processer eller mekanismer som leder till denna förändring: naturligt urval och gendrift.

Charles Darwin

Naturligt urval har missförstått ända sedan Darwin först gjorde sina banbrytande idéer kända. Med tanke på tidens politiska och sociala sammanhang extrapolerades de naturistiska teorierna till mänskliga samhällen, nya fraser som idag är viraliserade av media och dokumentärer som "överlevnad av de fittest."

Vad är naturligt urval?

Naturligt urval är den mekanism som föreslogs av den brittiska naturforskaren Charles Darwin år 1859. Ämnet behandlas i detalj i hans mästerverk The Origin of Species.

Det är en av de viktigaste idéerna inom området biologi, eftersom det förklarar hur alla livsformer som vi kan uppskatta idag har sitt ursprung. Det är jämförbart med idéerna från stora forskare inom andra discipliner, till exempel Isaac Newton.

Darwin förklarar genom många exempel som observerats under sina resor hur arter inte är oföränderliga enheter i tid och föreslår att de alla kommer från en gemensam förfader.

Även om det finns dussintals definitioner av naturligt urval, är den enklaste och mest konkreta av Stearns & Hoekstra (2000): "naturligt urval är variationen i reproduktiv framgång förknippad med ett ärftligt drag".

Det bör nämnas att evolution och naturligt urval inte eftersträvar ett specifikt mål eller mål. Den producerar endast organismer anpassade till deras miljö, utan någon typ av specifikation av den potentiella konfigurationen som dessa organismer kommer att ha.

Mekanism

Vissa författare uttrycker att naturligt urval är en matematisk oundviklighet, eftersom det inträffar när tre postulat uppfylls, vilket vi kommer att se nedan:

Variation

De individer som tillhör befolkningen visar variationer. I själva verket är variation en förutsättning för att evolutionära processer kan äga rum.

Variationer i organismer förekommer på olika nivåer, från variationer i nukleotiderna som utgör DNA till morfologier och variationer i beteende. När vi sänker nivån, hittar vi mer variation.

ärftlighet

Egenskapen måste vara ärftlig. Dessa variationer i befolkningen måste gå från föräldrar till barn. För att verifiera om ett drag är ärftligt, används en parameter som kallas "ärftlighet", definierad som andelen fenotypisk varians på grund av genetisk variation.

Matematiskt uttrycks det som h ² = V _G / (V _G + V _E ). Där _VG är den genetiska variansen och _VE är variansprodukten i miljön.

Det finns ett mycket enkelt och intuitivt sätt att kvantifiera ärftlighet: mått på föräldrarnas karaktär vs. karaktär hos barn. Om vi ​​till exempel vill bekräfta ärftbarhet av näbbstorlek hos fåglar, mäter vi y-storlek hos föräldrar och plottar dem kontra storlek hos avkommor.

Om vi ​​observerar att diagrammet tenderar till en linje (r ² är nära 1) kan vi dra slutsatsen att egenskaperna är ärftliga.

Den olika karaktären är relaterad till

Det sista villkoret för naturligt urval för att agera i befolkningen är förhållandet mellan egenskap och kondition - denna parameter kvantifierar individens förmåga att reproducera och överleva och varierar från 0 till 1.

Med andra ord måste denna egenskap öka sin bärares reproduktiva framgång.

Hypotetiskt exempel: ekornas svans

Kaibaba ekorre

Låt oss ta en hypotetisk ekorrpopulation och fundera på om naturligt urval kan agera på det eller inte.

Det första vi måste göra är att kontrollera om det finns variation i befolkningen. Vi kan göra detta genom att mäta karaktärerna av intresse. Anta att vi hittar variation i svansen: det finns varianter med en lång svans och en kort svans.

Därefter måste vi bekräfta om karakteristiken "köstorlek" är ärvlig. För att göra detta, mäter vi svanslängden på föräldrarna och plottar den mot barnens svanslängd. Om vi ​​hittar ett linjärt samband mellan de två variablerna, betyder det att arvbarheten är hög.

Slutligen måste vi bekräfta att storleken på svansen ökar bärarens reproduktiva framgång.

Den kortare svansen kan göra det möjligt för individer att röra sig lättare (detta är inte nödvändigtvis sant, det är för rent utbildningsändamål) och gör att de kan fly rovdjur mer framgångsrikt än långa svansar.

Genom generationerna kommer sålunda den "korta stam" -karakteristiken att vara vanligare i befolkningen. Detta är evolution genom naturligt urval. Och resultatet av denna enkla - men mycket kraftfulla process - är anpassningar.

Bevis

Naturligt urval och evolution i allmänhet stöds av utomordentligt robust bevis från olika discipliner, inklusive paleontologi, molekylärbiologi och geografi.

Fossilrekord

Den fossila posten är det tydligaste beviset på att arter inte är oföränderliga enheter, som man trodde innan Darwins tid.

Homologi

De efterkommande med modifieringar som uppkommit i artens ursprung, finner stöd i de homologa strukturerna - strukturer med ett gemensamt ursprung, men det kan ge vissa variationer.

Till exempel är den mänskliga armen, fladdermusfågeln och valens fenor homologa strukturer för varandra, eftersom den gemensamma förfäder till alla dessa linjer hade samma benmönster i deras övre stund. I varje grupp har strukturen modifierats beroende på livsstilen för organismen.

Molekylärbiologi

På samma sätt gör framstegen inom molekylärbiologi oss att känna till sekvenserna i olika organismer och det råder ingen tvekan om att det finns ett gemensamt ursprung.

Direkt observation

Slutligen kan vi observera mekanismen för naturligt urval i handling. Vissa grupper med mycket korta genereringstider, som bakterier och virus, gör det möjligt att observera utvecklingen av gruppen på kort tid. Det typiska exemplet är utvecklingen av antibiotika.

Vad är inte naturligt urval?

Även om evolutionen är vetenskapen som ger mening om biologi - för att citera den berömda biologen Dobzhansky "ingenting är vettigt i biologi utom i ljuset av evolutionen" - finns det många missuppfattningar i evolutionär biologi och relaterade mekanismer. är.

Naturligt urval verkar vara ett populärt koncept, inte bara för akademiker utan också för allmänheten. Under åren har emellertid idén förvrängts och försetts felaktigt både i akademin och i media.

Det är inte överlevnad för de finaste

När man nämner "naturligt urval" är det nästan omöjligt att inte trylla fram fraser som "överlevnad av de fittest eller fittest." Även om dessa fraser är mycket populära och har använts allmänt i dokumentärer och liknande, uttrycker de inte exakt betydelsen av naturligt urval.

Naturligt urval är direkt relaterat till reproduktion av individer och indirekt till överlevnad. Logiskt, ju längre en individ lever, desto mer troligt är det att reproducera sig. Emellertid är mekanismens direkta anslutning till reproduktion.

På samma sätt reproduceras inte alltid den "starkare" eller "mer atletiska" organismen i större mängd. Av dessa skäl måste den välkända frasen överges.

Det är inte synonymt med evolution

Evolution är en tvåstegsprocess: en som orsakar variation (mutation och rekombination), som är slumpmässig, och ett andra steg som bestämmer förändringen i allelfrekvenser i befolkningen.

Detta sista steg kan inträffa genom naturlig selektion eller genom genetisk eller genetisk drift. Därför är naturligt urval endast den andra delen av detta större fenomen som kallas evolution.

Typer och exempel

Det finns olika klassificeringar av urvalet. Den första klassificerar urvalshändelserna beroende på deras effekt på medelvärdet och variationen i frekvensfördelningen för den studerade karaktären. Dessa är: stabiliserande, riktning och störande val

Vi har också en annan klassificering som beror på variationen i kondition beroende på frekvensen för de olika genotyperna i befolkningen. Det här är det positiva och negativa frekvensberoende valet.

Slutligen finns det hårda och mjuka valet. Denna klassificering beror på förekomsten av konkurrens mellan individer i befolkningen och storleken på urvalstrycket. Vi kommer att beskriva de tre viktigaste urvalstypen nedan:

Stabiliserande urval

Det finns ett stabiliserande urval när individerna med den "genomsnittliga" eller mer frekventa karaktären (de på högsta punkten i frekvensfördelningen) är de med högsta kondition.

Däremot elimineras individer som finns i klockans svansar långt ifrån genomsnittet under generationerna.

I denna urvalsmodell förblir medelvärdet konstant under generationerna, medan variationen minskar.

Ett klassiskt exempel på stabiliserande urval är barnets vikt vid födseln. Även om medicinska framsteg har avslappnat detta selektiva tryck med förfaranden som kejsarsnitt, är storlek ofta en avgörande faktor.

Små spädbarn tappar snabbt värmen medan barn som är betydligt tyngre än genomsnittet har problem med leveransen.

Om en forskare försöker studera vilken typ av urval som förekommer i en given population och endast kvantifierar genomsnittet av karakteristiken, kan han komma till felaktiga slutsatser och tro att evolution inte sker i befolkningen. Av denna anledning är det viktigt att mäta karaktärens varians.

Riktningsval

Riktningsvalsmodellen föreslår att individer som befinner sig i ett av svansarna i frekvensfördelningen överlever under generationerna, vare sig det är den vänstra eller höger sektorn.

I riktningsvalsmodeller förflyttas medelvärdet under generationerna, medan variationen förblir konstant.

Fenomenet med konstgjord selektion som utförs av människor på deras husdjur och växter är ett typiskt riktningsval. Generellt avses att djuren (till exempel nötkreatur) är större, producerar mer mjölk, är starkare etc. Detsamma förekommer i växter.

Under generationerna varierar medelvärdet för befolkningens valda karaktär beroende på tryck. Om större kor söks skulle genomsnittet öka.

I ett naturligt biologiskt system kan vi ta exemplet med pälsen hos ett visst litet däggdjur. Om temperaturen konstant sjunker i dess livsmiljö, kommer de varianter som har ett tjockare skikt att väljas genom en slumpmässig mutation.

Störande urval

Störande urval fungerar genom att gynna individer som är längst från genomsnittet. När generationerna går ökar köerna i frekvens, medan individer som tidigare var nära genomsnittet börjar minska.

I denna modell kan genomsnittet hållas konstant, medan variationen ökar - kurvan blir bredare och bredare tills den hamnar i två.

Det föreslås att denna typ av selektion kan leda till speciationhändelser, förutsatt att adekvat isolering inträffar mellan de två morfologierna belägna i änden av svansen.

Till exempel kan en viss fågelart ha markanta variationer i näbben. Anta att det finns optimala frön för mycket små näbb och optimala frön för mycket stora näbbar, men de mellanliggande näbbarna får inte lämplig mat.

Således skulle de två ytterligheterna öka i frekvens och om lämpliga förutsättningar ges för att främja speciationhändelser kan det vara så att med tiden individerna med olika variationer av toppen kommer att bli två nya arter.

Källa: Ealbert17, från Wikimedia Commons

referenser

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: vetenskap och natur. Pearson Education.
2. Darwin, C. (1859). Om arternas ursprung genom naturligt urval. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalys. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer (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: The Dynamic Science. Nelson Education.
8. Soler, M. (2002). Evolution: basen för biologi. South Project.