DABISKĀ ATLASE: MEHĀNISMS, PIERĀDĪJUMI, VEIDI UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

Dabiskā izlase ir evolūcijas britu naturālists Charles Darwin, ja ierosinātā mehānisma ir atšķirīga reproduktīvo panākumu vidū personām iedzīvotāju.

Dabiskā atlase darbojas to indivīdu reprodukcijas ziņā, kuriem ir noteiktas alēles, atstājot vairāk pēcnācēju nekā citiem indivīdiem ar atšķirīgām alēles. Šie indivīdi vairāk reproducē, tāpēc palielinās to biežums. Darviniešu dabiskās atlases process rada pielāgojumus.

Avots: skatīt avotu, izmantojot Wikimedia Commons Ņemot vērā iedzīvotāju ģenētiku, evolūcija tiek definēta kā alēļu frekvences variācija populācijā. Šīs izmaiņas izraisa divi evolūcijas procesi vai mehānismi: dabiskā atlase un gēnu novirze.

Čārlzs Darvins

Dabiskā atlase ir bijusi pārprasta kopš brīža, kad Darvins pirmo reizi darīja zināmu savas revolucionārās idejas. Ņemot vērā tā laika politisko un sociālo kontekstu, naturālisma teorijas tika kļūdaini ekstrapolētas uz cilvēku sabiedrībām, parādoties frāzēm, kuras mūsdienās virza plašsaziņas līdzekļi un dokumentālās filmas, piemēram, "visdziļākās izdzīvošana".

Kas ir dabiskā atlase?

Dabiskā atlase ir britu naturālista Šarla Darvina ierosinātais mehānisms 1859. gadā. Šis temats ļoti detalizēti aprakstīts viņa šedevrā “Sugu izcelsme”.

Tā ir viena no vissvarīgākajām idejām bioloģijas jomā, jo tā izskaidro, kā radās visas dzīvības formas, kuras mēs šodien spējam novērtēt. Tas ir salīdzināms ar citu zinātņu nozaru, piemēram, Īzaka Ņūtona, izcilu zinātnieku idejām.

Darvins, izmantojot daudzos ceļojumu laikā novērotos piemērus, izskaidro, kā sugas nav laika gaitā mainīgas vienības, un ierosina, lai tās visas būtu no kopīga senča.

Lai arī ir desmitiem dabiskās atlases definīciju, visvienkāršākais un konkrētākais ir Stearns & Hoekstra (2000): “dabiskā atlase ir reproduktīvās veiksmes variācijas, kas saistītas ar iedzimtu īpašību”.

Jāpiemin, ka evolūcija un dabiskā atlase neveic konkrētu mērķi vai mērķi. Tas ražo tikai organismus, kas pielāgoti viņu videi, bez jebkādas specifikācijas par šo organismu iespējamo konfigurāciju.

Mehānisms

Daži autori pauž, ka dabiskā atlase ir matemātiska neizbēgamība, jo tā notiek vienmēr, kad tiek izpildīti trīs postulāti, ko mēs redzēsim turpmāk:

Variācija

Indivīdiem, kas pieder pie populācijas, ir atšķirības. Faktiski variācija ir obligāts priekšnoteikums evolūcijas procesu norisei.

Organismu variācijas notiek dažādos līmeņos, sākot ar nukleotīdu variācijām, kas veido DNS, līdz morfoloģijām un izturēšanās variācijām. Pazeminot līmeni, mēs atrodam vairāk variāciju.

Pārmantojamība

Raksturlielumam jābūt pārmantojamam. Šīs atšķirības, kas sastopamas populācijā, vecākiem un bērniem jāpāriet. Lai pārbaudītu, vai pazīme ir pārmantojama, tiek izmantots parametrs ar nosaukumu “pārmantojamība”, ko definē kā fenotipiskās variācijas proporciju ģenētiskās variācijas dēļ.

Matemātiski to izsaka kā h ² = V _G / (V _G + V _E ). Kur V _G ir ģenētiskā variācija un V _E ir vides dispersijas produkts.

Pārmantojamības kvantitatīvai noteikšanai ir ļoti vienkāršs un intuitīvs veids: vecāku rakstura rādītājs pret. raksturs bērniem. Piemēram, ja mēs vēlamies apstiprināt knābja lieluma pārmantojamību putniem, mēs vecākiem izmērām y lielumu un noformējam tos, salīdzinot ar pēcnācēju lielumu.

Ja mēs novērojam, ka grafiks sliecas uz līniju (r ² ir tuvu 1), mēs varam secināt, ka raksturlielumi ir pārmantojami.

Mainīgais raksturs ir saistīts ar

Pēdējais nosacījums dabiskās atlases darbībai populācijā ir pazīmes saistība ar piemērotību - šis parametrs nosaka indivīdu spēju vairoties un izdzīvot, un tas svārstās no 0 līdz 1.

Citiem vārdiem sakot, šai īpašībai ir jāpalielina tā nesēja reproduktīvie panākumi.

Hipotētisks piemērs: vāveru aste

Kaibaba vāvere

Ņemsim hipotētisku vāveres populāciju un padomāsim, vai dabiskā atlase to varētu ietekmēt.

Pirmais, kas mums jādara, ir pārbaudīt, vai pastāv atšķirības populācijā. Mēs to varam izdarīt, izmērot interesējošās rakstzīmes. Pieņemsim, ka asti atrodam variācijas: ir varianti ar garu asti un ar īsu asti.

Pēc tam mums jāapstiprina, vai īpašība "rindas lielums" ir iedzimta. Lai to izdarītu, mēs izmērām vecāku astes garumu un atzīmējam to pret bērnu astes garumu. Ja mēs atrodam lineāru sakarību starp abiem mainīgajiem, tas nozīmē, ka patiesi ir augsta pārmantojamība.

Visbeidzot, mums jāapstiprina, ka astes izmērs palielina pārvadātāja panākumus reproduktīvā vecumā.

Īsāka aste var ļaut indivīdiem vieglāk pārvietoties (tas ne vienmēr tā ir taisnība, tas ir domāts tikai izglītības vajadzībām), un tas ļauj veiksmīgāk izglābties no plēsējiem nekā garenastes nesēji.

Tādējādi visās paaudzēs “īsā celma” īpašība būs biežāka iedzīvotājiem. Tā ir dabiskās atlases evolūcija. Un šī vienkāršā, bet ļoti spēcīgā procesa rezultāts ir pielāgojumi.

Pierādījumi

Dabisko atlasi un evolūciju kopumā atbalsta īpaši spēcīgi pierādījumi no dažādām disciplīnām, ieskaitot paleontoloģiju, molekulāro bioloģiju un ģeogrāfiju.

Fosiliju reģistrs

Fosiliju reģistrs ir skaidrākais pierādījums tam, ka sugas nav nemainīgas vienības, kā tika uzskatīts pirms Dārvina laika.

Homoloģija

Pēcnācēji ar modifikācijām, kas saistītas ar sugas izcelsmi, atrod atbalstu homoloģiskajās struktūrās - struktūrās ar kopīgu izcelsmi, taču tām var būt noteiktas variācijas.

Piemēram, cilvēka roka, sikspārņa spārns un vaļu spuras ir homoloģiskas struktūras viena otrai, jo visu šo cilts cilšu senčam augšdaļā bija tāds pats kaulu raksturs. Katrā grupā struktūra ir modificēta atkarībā no organisma dzīvesveida.

Molekulārā bioloģija

Tādā pašā veidā molekulārās bioloģijas sasniegumi ļauj mums uzzināt dažādu organismu secības, un nav šaubu, ka tām ir kopīga izcelsme.

Tieša novērošana

Visbeidzot, darbībā mēs varam novērot dabiskās atlases mehānismu. Dažas grupas ar ļoti īsu paaudzi, piemēram, baktērijas un vīrusi, ļauj īsā laika posmā novērot grupas attīstību. Tipisks piemērs ir antibiotiku attīstība.

Kas nav dabiskā atlase?

Lai arī evolūcija ir zinātne, kurai ir jēga no bioloģijas viedokļa - citējot slaveno biologu Dobzhansky "bioloģijā nav nekā jēgas, izņemot evolūcijas gaismā", evolūcijas bioloģijā un ar to saistītajos mehānismos ir daudz nepareizu priekšstatu. ir.

Šķiet, ka dabiskā atlase ir populārs jēdziens ne tikai akadēmiķiem, bet arī visiem iedzīvotājiem. Tomēr gadu gaitā šī ideja ir sagrozīta un sagrozīta gan akadēmiskajā vidē, gan plašsaziņas līdzekļos.

Tā nav gaišākā izdzīvošana

Pieminot “dabisko atlasi”, ir gandrīz neiespējami neuzburt tādas frāzes kā “visiecienītākās vai garākās izdzīvošana”. Lai arī šīs frāzes ir ļoti populāras un tiek plaši izmantotas dokumentālajās filmās un tamlīdzīgās lietās, tās precīzi neizsaka dabiskās atlases nozīmi.

Dabiskā atlase ir tieši saistīta ar indivīdu reprodukciju un netieši ar izdzīvošanu. Loģiski, ka jo ilgāk indivīds dzīvo, jo lielāka iespēja to pavairot. Tomēr mehānisma tiešais savienojums ir ar reproducēšanu.

Tādā pašā veidā "spēcīgāks" vai "atlētiskāks" organisms ne vienmēr reproducē lielāku daudzumu. Šo iemeslu dēļ ir jāatsakās no vispārzināmās frāzes.

Tas nav sinonīms evolūcijai

Evolūcija ir divpakāpju process: viens, kas izraisa variācijas (mutāciju un rekombināciju), kas ir nejaušs, un otrais solis, kas nosaka alēļu frekvences izmaiņas populācijā.

Šis pēdējais posms var notikt dabiskās atlases veidā vai ar ģenētiskas vai ģenētiskas novirzes palīdzību. Tāpēc dabiskā atlase ir tikai otrā daļa no šīs lielākās parādības, ko sauc par evolūciju.

Veidi un piemēri

Ir dažādas atlases klasifikācijas. Pirmais klasificē atlases notikumus pēc to ietekmes uz vidējo lielumu un pētāmā rakstura atšķirības frekvences sadalījumā. Tie ir: stabilizējoša, virziena un graujoša atlase

Mums ir arī cita klasifikācija, kas ir atkarīga no piemērotības variācijas atkarībā no dažādu genotipu populācijas biežuma. Tās ir no pozitīvās un negatīvās frekvences atkarīgā atlase.

Visbeidzot, ir grūts un mīksts atlase. Šī klasifikācija ir atkarīga no konkurences pastāvēšanas starp indivīdiem populācijā un atlases spiediena lieluma. Tālāk aprakstīsim trīs vissvarīgākos atlases veidus:

Stabilizējoša atlase

Stabilizējas atlase, kad indivīdi ar “vidējo” vai biežāku raksturu (tie, kuri atrodas frekvences sadalījuma augstākajā punktā) ir tie, kuriem ir visaugstākā piemērotība.

Turpretī indivīdi, kas atrodami zvanu astēs, tālu no vidējā līmeņa, tiek iznīcināti paaudžu laikā.

Šajā atlases modelī vidējais paaudzēs saglabājas nemainīgs, bet dispersija samazinās.

Klasisks atlases stabilizēšanas piemērs ir bērna svars dzimšanas brīdī. Lai arī medicīnas attīstība ir atvieglojusi šo selektīvo spiedienu ar tādām procedūrām kā ķeizargrieziens, lielums bieži ir noteicošais faktors.

Mazi zīdaiņi ātri zaudē siltumu, savukārt mazuļiem, kuri ir ievērojami smagāki par vidējo, ir problēmas ar dzemdībām.

Ja pētnieks mēģina izpētīt atlases veidu, kas notiek noteiktā populācijā, un tikai nosaka raksturlieluma vidējo lielumu, viņš var izdarīt nepareizus secinājumus, uzskatot, ka populācijā evolūcija nenotiek. Šī iemesla dēļ ir svarīgi izmērīt rakstura dispersiju.

Virziena izvēle

Virziena izvēles modelis liek domāt, ka indivīdi, kuri atrodas kādā no frekvences sadalījuma astes, izdzīvo paaudzēs, neatkarīgi no tā, vai tas ir kreisais vai labais sektors.

Virziena izvēles modeļos vidējais nobīde mainās paaudzēs, bet dispersija paliek nemainīga.

Mākslīgās atlases parādība, ko cilvēki veic ar saviem mājas dzīvniekiem un augiem, ir tipiska virziena atlase. Parasti ir paredzēts, ka dzīvnieki (piemēram, liellopi) ir lielāki, ražo vairāk piena, ir stiprāki utt. Tas pats notiek augos.

Paaudžu paaudzēs vidējais izvēlētā iedzīvotāju raksturojums mainās atkarībā no spiediena. Ja tiek meklētas lielākas govis, vidējais rādītājs pieaugtu.

Dabiskajā bioloģiskajā sistēmā mēs varam ņemt piemēru no kāda maza zīdītāja kažokādas. Ja temperatūra dzīvotnē pastāvīgi pazeminās, tos variantus, kuriem ir biezāks apvalks, izvēlas pēc nejaušas mutācijas.

Traucējoša atlase

Traucējoša atlase darbojas, dodot priekšroku personām, kas ir vistālāk no vidējā līmeņa. Paaudzēm paejot, rindas palielinās, savukārt indivīdiem, kuri iepriekš bija tuvu vidējam, sāk samazināties.

Šajā modelī vidējo var turēt nemainīgu, bet dispersija palielinās - līkne kļūst platāka un platāka, līdz tā beidzas dalot divās daļās.

Tiek ierosināts, ka šāda veida atlase varētu izraisīt specifikācijas gadījumus, ar nosacījumu, ka notiek pietiekama izolācija starp divām morfoloģijām, kas atrodas astes galos.

Piemēram, noteiktai putnu sugai var būt izteiktas atšķirības tā knābā. Pieņemsim, ka ir optimālas sēklas ļoti maziem knābjiem un optimālas sēklas ļoti lieliem knābjiem, bet starpposma knābji nesaņem piemērotu pārtiku.

Tādējādi abas galējības palielināsies biežumā, un, ja tiks nodrošināti piemēroti apstākļi, kas ierosina specifikācijas notikumus, iespējams, ka laika gaitā indivīdi ar dažādām maksimuma variācijām kļūs par divām jaunām sugām.

Avots: Ealbert17, no Wikimedia Commons

Atsauces

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Bioloģija: zinātne un daba. Pīrsona izglītība.
2. Darvins, C. (1859). Par sugu izcelsmi dabiskās atlases ceļā. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolūcijas analīze. Prentice zāle.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolūcija. Sinauer.
5. Hikmans, CP, Roberts, LS, Larsons, A., Obers, WC, & Garrison, C. (2001). Integrētie zooloģijas principi (15. sēj.). Ņujorka: Makgreivs.
6. Rīss, S. (2007). Evolūcijas enciklopēdija. Fakti lietā.
7. Rasels, P., Hercs, P., un Makmilans, B. (2013). Bioloģija: dinamiskā zinātne. Nelsona izglītība.
8. Solers, M. (2002). Evolūcija: bioloģijas pamats. Dienvidu projekts.