PŘIROZENÝ VÝBĚR: MECHANISMUS, DŮKAZ, TYPY A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Přirozený výběr je evoluční mechanismus navržený britským přírodovědce Charlese Darwina, tam, kde je diferenciální reprodukční úspěch u jedinců v populaci.

Přirozený výběr působí z hlediska reprodukce jedinců, kteří nesou určité alely, a ponechává více potomků než jiné jedince s různými alely. Tito jedinci se množí více, a proto zvyšují jejich frekvenci. Darwinovský proces přirozeného výběru vede k úpravám.

Zdroj: viz Zdroj, prostřednictvím Wikimedia Commons Ve světle populační genetiky je evoluce definována jako změna frekvencí alel v populaci. K této změně vedou dva evoluční procesy nebo mechanismy: přirozený výběr a posun genů.

Charles Darwin

Přirozený výběr byl nepochopen od té doby, co Darwin poprvé oznámil své průkopnické nápady. S ohledem na politický a společenský kontext té doby byly naturalistické teorie mylně extrapolovány na lidské společnosti a objevovaly se fráze, které jsou dnes médiami a dokumenty dokumentovány, jako je „přežití nejvhodnějších“.

Co je přirozený výběr?

Přirozený výběr je mechanismem navrženým britským přírodovědcem Charlesem Darwinem v roce 1859. Předmět je podrobně zpracován ve svém mistrovském díle Původ druhů.

Je to jedna z nejdůležitějších myšlenek v oblasti biologie, protože vysvětluje, jak vznikly všechny formy života, které dnes dokážeme ocenit. Je srovnatelná s myšlenkami velkých vědců v jiných oborech, jako je například Isaac Newton.

Darwin prostřednictvím mnoha příkladů pozorovaných během svých cest vysvětluje, že druhy nejsou časem neměnnými entitami, a navrhuje, aby všechny pocházely od společného předka.

Přestože existují desítky definic přirozeného výběru, nejjednodušší a nejkonkrétnější je definice Stearns & Hoekstra (2000): „Přirozený výběr je změna reprodukčního úspěchu spojená s dědičnou vlastností“.

Je třeba zmínit, že vývoj a přirozený výběr nesledují konkrétní cíl nebo cíl. Produkuje pouze organismy přizpůsobené jejich prostředí, bez jakéhokoli upřesnění potenciální konfigurace, kterou tyto organismy budou mít.

Mechanismus

Někteří autoři vyjadřují, že přirozený výběr je matematická nevyhnutelnost, protože k tomu dochází vždy, když jsou splněny tři postuláty, což uvidíme níže:

Variace

Jednotlivci, kteří patří do populace, vykazují variace. Ve skutečnosti je variace sine qua non pro evoluční procesy.

Variace v organismech se vyskytují na různých úrovních, od variací nukleotidů, které tvoří DNA, až po morfologie a změny v chování. Když snižujeme úroveň, najdeme více variací.

Dědičnost

Tato vlastnost musí být dědičná. Tyto rozdíly v populaci musí přecházet z rodičů na děti. K ověření, zda je vlastnost dědičná, se používá parametr zvaný „dědičnost“, který je definován jako podíl fenotypové variace v důsledku genetické variace.

Matematicky je vyjádřeno jako h ² = V _G / (V _G + V _E). Kde V _G je genetická variance a V _E je produkt rozptylu prostředí.

Existuje velmi jednoduchý a intuitivní způsob kvantifikace dědičnosti: míra charakteru rodičů vs. postava u dětí. Například, pokud chceme potvrdit dědičnost velikosti zobáku u ptáků, změříme velikost y u rodičů a zakreslíme je proti velikosti u potomků.

V případě, že pozorujeme, že graf má tendenci k lince (R ² se nachází v blízkosti 1) lze konstatovat, že vlastnosti jsou dědičné.

Měnící se charakter souvisí s

Poslední podmínkou přirozeného výběru, který má působit v populaci, je vztah znaku k kondici - tento parametr kvantifikuje schopnost jednotlivců reprodukovat se a přežít a liší se od 0 do 1.

Jinými slovy, tato vlastnost musí zvýšit reprodukční úspěch svého nosiče.

Hypotetický příklad: ocas veverek

Veverka Kaibaba

Vezměme si hypotetickou populaci veverky a přemýšlejte o tom, zda na ni může působit přírodní výběr.

První věc, kterou musíme udělat, je zkontrolovat, zda existují rozdíly v populaci. Můžeme to udělat změřením zájmových postav. Předpokládejme, že najdeme variaci v ocasu: existují varianty s dlouhým ocasem a krátkým ocasem.

Následně musíme potvrdit, zda je vlastnost "velikost fronty" dědičná. Za tímto účelem změříme délku ocasu rodičů a zakreslíme ji proti délce ocasu dětí. Pokud najdeme lineární vztah mezi těmito dvěma proměnnými, znamená to, že dědičnost je skutečně vysoká.

Nakonec musíme potvrdit, že velikost ocasu zvyšuje reprodukční úspěch nosiče.

Kratší ocas může umožnit jednotlivcům pohybovat se snadněji (není to nutně pravda, je to čistě vzdělávací účely) a umožňuje jim uniknout predátorům úspěšněji než nosiče s dlouhými ocasy.

V průběhu generací bude tedy charakteristika „krátkého kmene“ v populaci častější. To je vývoj přirozeným výběrem. Výsledkem tohoto jednoduchého - ale velmi výkonného procesu - jsou úpravy.

Důkaz

Přirozený výběr a vývoj obecně jsou podporovány mimořádně robustními důkazy z různých oborů, včetně paleontologie, molekulární biologie a geografie.

Fosilní záznam

Fosilní záznam je nejjasnějším důkazem toho, že druhy nejsou neměnnými entitami, jak se myslelo před dobou Darwina.

Homologie

Potomci s modifikacemi vznikajícími v původu druhu najdou podporu v homologních strukturách - strukturách se společným původem, které však mohou představovat určité variace.

Například lidská ruka, křídlo netopýra a ploutve velryb jsou navzájem homologní struktury, protože společný předek všech těchto linií měl ve své horní části stejný kostní vzor. V každé skupině byla struktura upravena v závislosti na životním stylu organismu.

Molekulární biologie

Stejně tak pokroky v molekulární biologii nám umožňují poznat sekvence v různých organismech a není pochyb o tom, že existuje společný původ.

Přímé pozorování

Nakonec můžeme pozorovat mechanismus přirozeného výběru v akci. Některé skupiny s velmi krátkou generací, jako jsou bakterie a viry, umožňují sledovat vývoj skupiny v krátkém časovém období. Typickým příkladem je vývoj antibiotik.

Co není přirozený výběr?

Ačkoli evoluce je věda, která dává smysl biologii - citovat slavného biologa Dobžanského „nic nedává smysl v biologii, kromě světla evoluce“ - v evoluční biologii a souvisejících mechanismech existuje mnoho mylných představ. je.

Přirozený výběr se zdá být populární koncept nejen pro akademiky, ale také pro širokou populaci. V průběhu let však byla myšlenka zdeformována a zkreslena jak na akademické půdě, tak v médiích.

Není to přežití těch nejvhodnějších

Když se zmiňujeme o „přirozeném výběru“, je téměř nemožné nevyvolávat fráze jako „přežití nejvhodnějších nebo nejvhodnějších“. Přestože jsou tyto fráze velmi populární a byly široce používány v dokumentech a podobně, nevyjadřují přesně význam přirozeného výběru.

Přirozený výběr přímo souvisí s reprodukcí jednotlivců a nepřímo s přežitím. Logicky, čím déle jednotlivec žije, tím je pravděpodobnější jeho reprodukce. Přímé spojení mechanismu je však s reprodukcí.

Stejně tak „silnější“ nebo „sportovnější“ organismus se ne vždy reprodukuje ve větším množství. Z těchto důvodů musí být známá věta opuštěna.

Není to synonymum pro evoluci

Evoluce je dvoustupňový proces: proces, který způsobuje variace (mutace a rekombinace), která je náhodná, a druhý krok, který určuje změnu frekvencí alel v populaci.

Toto poslední stádium může nastat přirozeným výběrem nebo genetickým nebo genetickým driftem. Proto je přírodní výběr pouze druhou částí tohoto většího jevu zvaného evoluce.

Typy a příklady

Výběr obsahuje různé klasifikace. První klasifikuje výběrové události podle jejich vlivu na střední hodnotu a rozptyl ve frekvenčním rozložení sledovaného znaku. Jedná se o: stabilizační, směrový a rušivý výběr

Máme také další klasifikaci, která závisí na změnách kondice podle frekvence různých genotypů v populaci. Jedná se o pozitivní a negativní výběr závislý na frekvenci.

Nakonec je tu tvrdý a měkký výběr. Tato klasifikace závisí na existenci konkurence mezi jednotlivci v populaci a velikosti selekčního tlaku. Níže uvádíme tři nejdůležitější typy výběru:

Stabilizační výběr

Stabilizační výběr existuje, pokud jedinci, kteří mají „průměrný“ nebo častější charakter (ti, kteří jsou v nejvyšším bodě distribuce frekvence), jsou ti, kteří mají nejvyšší kondici.

Na rozdíl od toho jsou jednotlivci, kteří se nacházejí v ocasu zvonu, daleko od průměru, během generací vyloučeni.

V tomto modelu výběru zůstává průměr během generací konstantní, zatímco rozptyl klesá.

Klasickým příkladem stabilizace výběru je hmotnost dítěte při narození. Ačkoli lékařský pokrok tento selektivní tlak zmírnil postupy, jako je císařský řez, velikost je často rozhodujícím faktorem.

Malé děti rychle ztrácí teplo, zatímco děti, které jsou výrazně těžší než průměr, mají problémy s porodem.

Pokud se výzkumný pracovník snaží studovat typ výběru, který se vyskytuje v dané populaci, a kvantifikuje pouze průměrné charakteristiky, může dojít k nesprávným závěrům a věří, že k evoluci nedochází v populaci. Z tohoto důvodu je důležité změřit rozptyl charakteru.

Směrový výběr

Směrový výběrový model navrhuje, aby jednotlivci, kteří jsou v jednom z chvostů distribuce frekvence, přežili po celé generace, ať už jde o levý nebo pravý sektor.

V modelech směrového výběru se průměr posune přes generace, zatímco rozptyl zůstává konstantní.

Fenomén umělého výběru prováděný lidmi na jejich domácích zvířatech a rostlinách je typický směrový výběr. Obecně se předpokládá, že zvířata (například skot) jsou větší, produkují více mléka, jsou silnější atd. Totéž se vyskytuje v rostlinách.

V průběhu generací se průměr zvoleného charakteru populace mění podle tlaku. V případě hledání větších krav by se průměr zvýšil.

V přirozeném biologickém systému můžeme vzít příklad srsti určitého malého savce. Pokud teplota ve svém prostředí neustále klesá, budou varianty, které mají silnější vrstvu, vybrány náhodnou mutací.

Narušení výběru

Rušivý výběr funguje tak, že upřednostňuje jednotlivce, kteří jsou nejdál od průměru. Jak generace procházejí, fronty rostou častěji, zatímco jednotlivci, kteří byli dříve blízko průměru, začínají klesat.

V tomto modelu lze průměr udržovat konstantní, zatímco rozptyl roste - křivka se zvětšuje a rozšiřuje, dokud se nakonec nerozdělí na dvě.

Doporučuje se, aby tento typ selekce mohl vést ke speciačním událostem, za předpokladu, že dojde k dostatečné izolaci mezi dvěma morfologiemi umístěnými na koncích ocasu.

Například určitý druh ptáka může mít zřetelné variace v zobáku. Předpokládejme, že existují optimální semena pro velmi malé zobáky a optimální semena pro velmi velké zobáky, ale střední zobáky nedostanou vhodné jídlo.

Tedy, tyto dva extrémy by se zvýšily ve frekvenci a pokud by byly stanoveny vhodné podmínky, které podporují speciační události, může se stát, že v průběhu času se jedinci s různými změnami píku stanou dvěma novými druhy.

Zdroj: Ealbert17, z Wikimedia Commons

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologie: věda a příroda. Pearsonovo vzdělávání.
2. Darwin, C. (1859). O původu druhů pomocí přirozeného výběru. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoluční analýza. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Vývoj. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie (roč. 15). New York: McGraw-Hill.
6. Rice, S. (2007). Encyklopedie evoluce. Fakta ve spisu.
7. Russell, P., Hertz, P. a McMillan, B. (2013). Biologie: Dynamická věda. Nelson Vzdělání.
8. Soler, M. (2002). Evoluce: základ biologie. Jižní projekt.