Natuurlijk selectiemechanisme, bewijsmateriaal, types en voorbeelden



de natuurlijke selectie is een evolutionair mechanisme voorgesteld door de Britse natuuronderzoeker Charles Darwin, waar er een differentieel reproductief succes is bij individuen van een populatie.

Natuurlijke selectie werkt in termen van de reproductie van individuen die bepaalde allelen dragen waardoor er meer nakomelingen overblijven dan andere individuen met verschillende allelen. Deze individuen reproduceren meer en verhogen daarom hun frequentie. Het natuurlijke selectieproces van Darwin zorgt voor aanpassingen.

In het licht van de populatiegenetica wordt evolutie gedefinieerd als de variatie van allelfrequenties in de populatie. Er zijn twee processen of evolutionaire mechanismen die aanleiding geven tot deze verandering: natuurlijke selectie en genafwijking.

Natuurlijke selectie is verkeerd geïnterpreteerd sinds Darwin zijn revolutionaire ideeën bekend maakte. Gezien de politieke en sociale context van die tijd, werden naturalistentheorieën ten onrechte geëxtrapoleerd naar menselijke samenlevingen, nieuwe zinnen die nu door de media en documentaires worden verspreid als 'het voortbestaan ​​van de sterksten'..

index

  • 1 Wat is natuurlijke selectie?
  • 2 Mechanisme
    • 2.1 Variatie
    • 2.2 Overgevoeligheid
    • 2.3 Het karakter dat varieert, heeft te maken met fitness
    • 2.4 Hypothetisch voorbeeld: de staart van de eekhoorns
  • 3 bewijzen
    • 3.1 Fossiele record
    • 3.2 Homologie
    • 3.3 Moleculaire biologie
    • 3.4 Directe observatie
  • 4 Wat is geen natuurlijke selectie?
    • 4.1 Het is niet het voortbestaan ​​van de sterkste
    • 4.2 Het is niet synoniem aan evolutie
  • 5 Typen en voorbeelden
    • 5.1 Stabiliserende selectie
    • 5.2 Richtingskeuze
    • 5.3 Disruptieve selectie
  • 6 Referenties

Wat is natuurlijke selectie?

Natuurlijke selectie is het mechanisme dat de Britse natuuronderzoeker Charles Darwin in 1859 voorstelde. Het onderwerp wordt met veel detail in zijn meesterwerk behandeld De oorsprong van de soort.

Het is een van de belangrijkste ideeën op het gebied van biologie, omdat het verklaart hoe alle levensvormen die we vandaag kunnen waarderen, zijn ontstaan. Het is vergelijkbaar met de ideeën van grote wetenschappers in andere disciplines, zoals Isaac Newton, bijvoorbeeld.

Darwin verklaart aan de hand van talloze voorbeelden tijdens zijn reizen hoe soorten niet onveranderlijke entiteiten zijn in de tijd en stelt voor dat ze allemaal afkomstig zijn van een gemeenschappelijke voorouder.

Hoewel er tientallen definities van natuurlijke selectie zijn, is de eenvoudigste en meest concrete definitie die van Stearns & Hoekstra (2000): "natuurlijke selectie is de variatie in reproductiesucces geassocieerd met een erfelijke eigenschap".

Het is noodzakelijk om te vermelden dat evolutie en natuurlijke selectie geen doel of concrete doelstellingen nastreven. Het produceert alleen organismen aangepast aan hun omgeving, zonder enige specificatie van de potentiële configuratie die deze organismen zullen hebben.

mechanisme

Sommige auteurs geven aan dat natuurlijke selectie een wiskundige onvermijdelijkheid is, omdat ze optreedt wanneer drie postulaten worden vervuld, wat we hierna zullen zien:

variatie

De individuen die tot de populatie behoren, vertonen variaties. Variatie is zelfs een voorwaarde sine qua non zodat de evolutionaire processen plaatsvinden.

De variatie in organismen komt voor op verschillende niveaus, van variaties in de nucleotiden die het DNA vormen tot morfologieën en variaties in gedrag. Naarmate we het niveau verlagen, vinden we meer variatie.

erfelijkheid

Het kenmerk moet overerfbaar zijn. Deze variaties in de bevolking moeten van de ouders op kinderen overgaan. Om te controleren of een personage erfelijk is, wordt een parameter met de naam "erfelijkheid" gebruikt, gedefinieerd als de proportie van de fenotypische variantie als gevolg van genetische variatie..

Wiskundig gezien wordt het uitgedrukt als h2 = VG / (VG + VE). Waar VG is de genetische variantie en VE is het variantieproduct van de omgeving.

Er is een zeer eenvoudige en intuïtieve manier om erfelijkheid te kwantificeren: de maat van het karakter van de ouders wordt uitgezet tegen. het karakter in de kinderen. Als we bijvoorbeeld de erfelijkheid van de piek in vogels willen bevestigen, meten we de grootte en bij de ouders en zetten we ze uit tegenover de grootte bij de kinderen..

In het geval dat we zien dat de grafiek neigt naar een regel (de r2 dicht bij 1) kunnen we concluderen dat de kenmerken overerfbaar zijn.

Het karakter dat varieert is gerelateerd aan de geschiktheid

De laatste voorwaarde voor natuurlijke selectie om te handelen in de populatie is de relatie van het kenmerk met het geschiktheid - deze parameter kwantificeert het vermogen van reproductie en overleving van individuen en varieert van 0 tot 1.

Met andere woorden, een dergelijk kenmerk zou het reproductieve succes van zijn drager moeten vergroten.

Hypothetisch voorbeeld: de staart van de eekhoorns

Laten we een populatie van hypothetische eekhoorns nemen en bedenken of natuurlijke selectie daarin zou kunnen werken of niet.

Het eerste wat we moeten doen, is bevestigen of er variatie is in de bevolking. We kunnen dit doen door de personages van interesse te meten. Stel dat we variatie in de staart vinden: er zijn varianten met lange staart en korte staart.

Vervolgens moeten we bevestigen of de karakteristieke "staartmaat" overerfbaar is. Om dit te doen, meten we de lengte van de staart van de ouders en zetten deze uit tegen de lengte van de staart van de kinderen. Als we een lineair verband tussen de twee variabelen vinden, betekent dit dat de erfelijkheidsgraad effectief hoog is.

Ten slotte moeten we bevestigen dat de maat van de staart het reproductieve succes van de drager verhoogt.

De kortere staart kan ervoor zorgen dat individuen gemakkelijker kunnen bewegen (dit is niet noodzakelijk waar, het is voor puur didactische doeleinden), en stelt hen in staat roofdieren beter te laten ontsnappen dan long tail carriers.

Dus zal gedurende de generaties de karakteristieke "korte kraag" vaker voorkomen in de populatie. Dit is evolutie door natuurlijke selectie. En het resultaat van dit eenvoudige - maar zeer krachtige proces - zijn de aanpassingen.

bewijzen

Natuurlijke selectie en evolutie in het algemeen worden ondersteund door buitengewoon robuust bewijsmateriaal uit verschillende disciplines, waaronder paleontologie, moleculaire biologie en geografie..

Fossiel record

Het fossielenverslag is het duidelijkste bewijs dat soorten geen onveranderlijke entiteiten zijn, zoals eerder werd gedacht in de tijd van Darwin.

homologie

De afstammelingen met wijzigingen voorgesteld in de oorsprong van de soort, vinden steun in de homologe structuren - structuren met een gemeenschappelijke oorsprong, maar die kunnen bepaalde variaties vertonen.

Bijvoorbeeld, de arm van de mens, de vleugel van de knuppel en de vinnen van de walvissen zijn structuren die homoloog zijn aan elkaar, omdat de gemeenschappelijke voorouder van al deze afstammelingen hetzelfde patroon van botten in hun superieuren hadden. In elke groep is de structuur aangepast, afhankelijk van de levensstijl van het organisme.

Moleculaire biologie

Op dezelfde manier laten de ontwikkelingen in de moleculaire biologie toe om de sequenties in de verschillende organismen te kennen en er bestaat geen twijfel over dat er een gemeenschappelijke oorsprong is.

Directe observatie

Ten slotte kunnen we het mechanisme van natuurlijke selectie in actie observeren. Bepaalde groepen met zeer korte generatietijden, zoals bacteriën en virussen, maken het mogelijk dat de evolutie van de groep in een korte tijdspanne wordt waargenomen. Het typische voorbeeld is de evolutie van antibiotica.

Wat is geen natuurlijke selectie?

Hoewel evolutie de wetenschap is die betekenis geeft aan de biologie - door de beroemde bioloog Dobzhansky aan te halen "is er niets logisch in de biologie behalve in het licht van de evolutie" - er zijn veel misvattingen in de evolutionaire biologie en de mechanismen met betrekking tot deze.

Natuurlijke selectie lijkt een populair concept te zijn, niet alleen voor academici, maar ook voor de bevolking in het algemeen. In de loop der jaren is het idee echter vervormd en verkeerd voorgesteld in zowel de academische als de media.

Het is niet het voortbestaan ​​van de sterkste

Wanneer we "natuurlijke selectie" noemen, is het bijna onmogelijk om geen uitdrukkingen als "het voortbestaan ​​van de sterkste of de sterkste" op te roepen. Hoewel deze frases erg populair zijn en op grote schaal worden gebruikt in documentaires en aanverwante, geven ze niet met precisie de betekenis van natuurlijke selectie weer.

Natuurlijke selectie houdt rechtstreeks verband met de reproductie van individuen en indirect met overleven. Logischerwijs, hoe meer een individu leeft, hoe meer kansen hij heeft om zichzelf te reproduceren. De directe verbinding van het mechanisme is echter met de reproductie.

Op dezelfde manier wordt het 'sterkste' of 'meest atletische' organisme niet altijd in grotere hoeveelheden gereproduceerd. Om deze redenen is het noodzakelijk om de bekende uitdrukking te verlaten.

Het is niet synoniem aan evolutie

Evolutie is een proces in twee stappen: een proces dat variatie (mutatie en recombinatie) veroorzaakt, wat willekeurig is, en een tweede stap die de verandering in allelfrequenties in de populatie bepaalt.

Deze laatste fase kan plaatsvinden door natuurlijke selectie of door gen of genetische drift. Daarom is natuurlijke selectie slechts het tweede deel van dit grotere verschijnsel dat evolutie wordt genoemd.

Typen en voorbeelden

Er zijn verschillende classificaties van de selectie. De eerste classificeert de selectie-events op basis van hun effect op het gemiddelde en de variantie in de frequentieverdeling van het bestudeerde karakter. Dit zijn: stabiliserende, directionele en ontwrichtende selectie

We hebben ook een andere classificatie die afhankelijk is van de variatie van geschiktheid volgens de frequentie van de verschillende genotypen van de populatie. Dit zijn de selectie afhankelijk van de positieve en negatieve frequentie.

Ten slotte is er een harde en zachte selectie. Deze classificatie hangt af van het bestaan ​​van concurrentie tussen de bevolkingsgroepen en van de omvang van de selectieve druk. Vervolgens zullen we de drie belangrijkste soorten selectie beschrijven:

Stabiliserende selectie

Er is een stabiliserende selectie wanneer personen met het "gemiddelde" of frequentere karakter (degenen die zich op het hoogste punt in de frequentieverdeling bevinden) het hoogste hebben geschiktheid.

Daarentegen worden de individuen die zich in de staarten van de bel bevinden, ver van het gemiddelde, geëlimineerd met de stap van de generaties.

In dit selectiemodel blijft het gemiddelde constant gedurende de generaties, terwijl de variantie afneemt.

Een klassiek voorbeeld van stabiliserende selectie is het gewicht van het kind bij de geboorte. Hoewel medische vooruitgang deze selectieve druk heeft versoepeld met procedures zoals een keizersnede, is grootte meestal een doorslaggevende factor.

Kleine baby's verliezen snel warmte, terwijl baby's met een aanzienlijk groter dan gemiddeld gewicht problemen hebben bij de bevalling.

Als een onderzoeker het type selectie probeert te bestuderen dat in een bepaalde populatie voorkomt en alleen het gemiddelde van de karakteristiek kwantificeert, kan dit tot onjuiste conclusies leiden, in de overtuiging dat er geen evolutie in de populatie plaatsvindt. Daarom is het belangrijk om de variantie van het karakter te meten.

Directionele selectie

Het model van directionele selectie suggereert dat gedurende de generaties individuen overleven die zich in een van de staarten van de frequentieverdeling bevinden, ofwel de linker of rechter sector.

In de modellen van directionele selectie beweegt het gemiddelde met de passage van de generaties, terwijl de variantie constant blijft.

Het fenomeen van kunstmatige selectie uitgevoerd door mensen op hun huisdieren en planten is een typische directionele selectie. In het algemeen wordt ernaar gestreefd dat dieren (bijv. Vee) groter zijn, meer melk produceren, sterker zijn, enz. Op dezelfde manier gebeurt het in planten.

Met het verstrijken van generaties varieert het gemiddelde van het geselecteerde karakter van de populatie afhankelijk van de druk. In het geval u op zoek bent naar grotere koeien, zou het gemiddelde toenemen.

In een natuurlijk biologisch systeem kunnen we het voorbeeld nemen van de vacht van een bepaald klein zoogdier. Als de temperatuur constant daalt in zijn habitat, zullen die varianten die een willekeurige mutatie hebben, een dikkere laag worden geselecteerd.

Disruptieve selectie

Disruptieve selectie handelt in het voordeel van personen die verder weg zijn van het gemiddelde. Naarmate de generaties voorbijgaan, verhogen de staarten hun frequentie, terwijl de individuen die eerder dicht bij het gemiddelde waren beginnen af ​​te nemen.

In dit model kan het gemiddelde constant worden gehouden, terwijl de variantie toeneemt - de curve wordt breder en breder totdat deze uiteindelijk in tweeën wordt gedeeld..

Er wordt voorgesteld dat dit type selectie kan leiden tot speciatie-incidenten, op voorwaarde dat er voldoende isolatie plaatsvindt tussen de twee morfologieën aan de uiteinden van de staart.

Een bepaald soort vogel kan bijvoorbeeld opvallende variaties in de piek hebben. Stel dat er optimale zaden zijn voor zeer kleine pieken en optimale zaden voor zeer grote pieken, maar tussenliggende pieken krijgen niet het juiste voedsel.

Dus, de twee extremen zouden in frequentie toenemen en, als de adequate omstandigheden die gunstig zijn voor de speciatie-gebeurtenissen, kan het zijn dat individuen met verschillende variaties van de piek in de loop van de tijd twee nieuwe soorten worden..

referenties

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2004). Biologie: wetenschap en natuur. Pearson Education.
  2. Darwin, C. (1859). Over de oorsprong van soorten door middel van natuurlijke selectie. Murray.
  3. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionaire analyse. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). evolutie . Sinauer.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie (Deel 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Rice, S. (2007).Encyclopedia of Evolution. Feiten over bestand.
  7. Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biologie: de dynamische wetenschap. Nelson Education.
  8. Soler, M. (2002). Evolutie: de basis van de biologie. Zuid-project.