CO JE RUŠIVÝ VÝBĚR? (S PŘÍKLADY) - BIOLOGIE - 2025

Rušivé výběr je jedním ze tří způsobů, kterými přírodní výběr působí na kvantitativních znaků v organismech. Rušivý výběr je zodpovědný za výběr více než dvou hodnot postavy z populace a průměrné formy klesají.

Například, zvažte nějaký druh ptáka, který jí semena. Pokud zakreslíme frekvenci velikosti vrcholů, dostaneme normální rozdělení: zvonovou křivku, kde maximální bod představuje jednotlivce s nejčastějšími vrcholy.

Zdroj: Azcolvin429

Předpokládejme, že klimatické podmínky stanoviště zvířat umožňují pouze produkci velmi malých a velmi velkých semen. Pěnkavy s velmi malými a velmi velkými zobáky se budou moci krmit, zatímco jednotlivci s zobáky střední velikosti budou nepříznivě ovlivněni.

Co je přirozený výběr?

Výběr může probíhat v přírodě za různých modalit, v závislosti na vztahu mezi fenotypem a zdatností.

Jednou z mnoha tváří výběru je rušivý výběr. Před definováním tohoto typu výběru je však třeba pochopit základní pojem v biologii: přirozený výběr.

Rok 1859 představoval pro biologické vědy fázi radikálních změn s příchodem teorie přirozeného výběru. Toto formuloval slavný britský přírodovědec Charles Darwin ve své knize Původ druhů, kde navrhl tento mechanismus.

K přirozenému výběru dochází, pokud jsou v populaci splněny tři podmínky: existuje variabilita, organismy mají určité vlastnosti, které zvyšují jejich kondici, a tato vlastnost je dědičná.

V evoluční biologii se termín fitness nebo biologická účinnost vztahuje na schopnost jednotlivce se rozmnožovat a mít plodného potomka. Je to parametr, který jde od 0 do 1.

Stojí za zmínku, že přirozený výběr není jedinou evoluční silou, genový drift má také významnou roli v evoluční změně, zejména na molekulární úrovni.

Narušení přírodního modelu výběru

Jednotlivci na obou koncích křivky mají větší

Směrový výběr nastává, když jednotlivci na obou koncích distribuce frekvence mají větší kondici než centrální jedinci. V průběhu generací zvýhodňovaní jednotlivci zvyšují svou frekvenci v populaci.

U narušujících selekčních modelů mohou být upřednostňovány více než dva genotypy.

Z genetického hlediska dochází k narušujícímu selekci, když má heterozygot nižší kondici než homozygot.

Vezměme hypotetický příklad velikosti těla. Předpokládejme, že v populaci organismů mají výhodu nejmenší a největší (uniknout z predátorů, získat jídlo, mimo jiné). Naproti tomu organismy průměrné výšky nebudou mít tak velký reprodukční úspěch jako jejich protějšky.

Jak se liší průměr a rozptyl?

Běžná a poměrně rozšířená metodologie mezi biology je měření účinků přirozeného výběru na fenotypovou variabilitu prostřednictvím změn v průměru a ve změnách vlastností v průběhu času.

V závislosti na tom, jak se mění, je výběr klasifikován třemi hlavními způsoby: stabilizační, směrový a rušivý.

V grafech distribuce kmitočtů hodnocených kvantitativních znaků můžeme kvantifikovat několik uvedených parametrů.

První je průměr nebo aritmetický průměr sledované vlastnosti. Například změřte velikost těla v populaci hlodavců a vypočtěte průměr. To je míra centrální tendence.

Rozptyl je rozptyl údajů s ohledem na průměr populace. Pokud je rozptyl vysoký, existuje značná variabilita studovaného charakteru. Pokud je nízká, jsou všechny získané hodnoty blízké střední hodnotě.

Pokud studujeme postavu v populaci a pozorujeme, že rozptyl roste v průběhu generací, můžeme odvodit, že dochází k rušivému výběru. Zvonek grafu se vizuálně rozšiřuje s každou generací.

Teoretické a evoluční důsledky

Narušení výběru bylo pro biology velmi zajímavé ze dvou hlavních důvodů. Za prvé, podporuje změnu v rámci druhu v populaci, jak uvidíme později s zobákem jemných.

Zadruhé se navrhuje, aby rušivý výběr působící po dlouhou dobu mohl podpořit speciační události (generování nových druhů).

Příklady

Ačkoli se rušivé výběrové události mohou zdát nepravděpodobné, jsou v přírodě běžné - alespoň teoreticky. Nejvýznamnější příklady narušujícího výběru jsou u různých druhů ptáků.

Africké finch

Obecné vlastnosti pěnkavy a jeho stravy

Pěnkavy druhu P. ostrinus žijí ve střední Africe. Strava tohoto zvířete se skládá ze semen. Většina populace má malé i velké formy, a to jak u mužů, tak u žen.

V prostředí, kde žijí pěnkavy, existuje více druhů rostlin, které produkují semena a které tito ptáci zahrnují do své stravy. Semena se liší svou tvrdostí a velikostí.

Smithovy studie o změnách velikosti zobáku

Smith v roce 2000 studoval morfometrickou variaci zobáku pěnkav a našel velmi zajímavé výsledky.

Výzkumník kvantifikoval čas potřebný k tomu, aby finchus otevřel semeno, aby ho mohl spotřebovat. Paralelně měřil biologickou zdatnost jednotlivců a vztahoval ji k velikosti zobáku. Časový interval pro tento experiment byl asi sedm let.

Smith došel k závěru, že existují dvě převládající velikosti zobáku, protože existují dva primární druhy semen, které jsou konzumovány mušlemi.

Jeden z rostlinných druhů produkuje velmi tvrdá semena a větší jemnosti s robustnějšími zobáky se specializují na konzumaci tohoto druhu semen.

Další hojný druh produkuje malá, měkká semena. V tomto případě jsou jemnými variantami, které se specializují na jejich spotřebu, malí jedinci s malými zobáky.

V prostředí s bimodálním rozdělením zdrojů přirozený výběr formuje bimodální rozložení druhu.

Reference

1. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka k biologii. Panamerican Medical Ed.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoluční analýza. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Vývoj. Sinauer.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie (roč. 15). New York: McGraw-Hill.
5. Rice, S. (2007). Encyklopedie evoluce. Fakta ve spisu.
6. Ridley, M. (2004). Vývoj. Sakra.
7. Russell, P., Hertz, P. a McMillan, B. (2013). Biologie: Dynamická věda. Nelson Vzdělání.
8. Soler, M. (2002). Evoluce: základ biologie. Jižní projekt.