Μηχανισμός φυσικής επιλογής, στοιχεία, τύπους και παραδείγματα



Το φυσική επιλογή είναι ένας εξελικτικός μηχανισμός που προτάθηκε από τον Βρετανό φυσιοδίφη Κάρολ Ντάργουιν, όπου υπάρχει διαφορική αναπαραγωγική επιτυχία μεταξύ ατόμων ενός πληθυσμού.

Η φυσική επιλογή ενεργεί με όρους αναπαραγωγής ατόμων που φέρουν ορισμένα αλληλόμορφα που αφήνουν περισσότερους απογόνους από άλλα άτομα με διαφορετικά αλληλόμορφα. Αυτά τα άτομα αναπαράγουν περισσότερο και ως εκ τούτου αυξάνουν τη συχνότητά τους. Η διαδικασία της φυσικής επιλογής του Δαρβίνου οδηγεί σε προσαρμογές.

Υπό το φως της πληθυσμιακής γενετικής, η εξέλιξη ορίζεται ως η μεταβολή των αλληλικών συχνοτήτων στον πληθυσμό. Υπάρχουν δύο διαδικασίες ή εξελικτικοί μηχανισμοί που προκαλούν αυτή την αλλαγή: φυσική επιλογή και γονιδιακή παραμόρφωση.

Η φυσική επιλογή έχει παρερμηνευθεί από τότε που ο Δαρβίνος έκανε γνωστές τις επαναστατικές του ιδέες. Με δεδομένο το πολιτικό και κοινωνικό πλαίσιο της εποχής, νατουραλιστική θεωρίες λανθασμένα επεκταθούν στις ανθρώπινες κοινωνίες, φράσεις που αναδύονται viralizadas σήμερα από τα μέσα ενημέρωσης και ντοκιμαντέρ ως «επιβίωση του ισχυρότερου».

Ευρετήριο

  • 1 Τι είναι η φυσική επιλογή?
  • 2 Μηχανισμός
    • 2.1 Παραλλαγή
    • 2.2 Εκπαιδευτική ικανότητα
    • 2.3 Ο χαρακτήρας που ποικίλλει σχετίζεται με την ικανότητα
    • 2.4 Υποθετικό παράδειγμα: η ουρά των σκίουρων
  • 3 Αποδείξεις
    • 3.1 Απογραφή ορυκτών
    • 3.2 Ομολογία
    • 3.3 Μοριακή Βιολογία
    • 3.4 Άμεση παρατήρηση
  • 4 Τι δεν είναι φυσική επιλογή?
    • 4.1 Δεν είναι η επιβίωση των πιο ικανών
    • 4.2 Δεν είναι συνώνυμη με την εξέλιξη
  • 5 Τύποι και παραδείγματα
    • 5.1 Σταθεροποίηση της επιλογής
    • 5.2 Κατευθυντική επιλογή
    • 5.3 Διαταραχή επιλογής
  • 6 Αναφορές

Τι είναι η φυσική επιλογή?

Η φυσική επιλογή είναι ο μηχανισμός που πρότεινε ο βρετανός φυσιοδίφης Τσαρλς Ντάργουιν το έτος 1859. Το θέμα αντιμετωπίζεται με μεγάλη λεπτομέρεια στο αριστούργημά του Η προέλευση του είδους.

Είναι μια από τις πιο σημαντικές ιδέες στον τομέα της βιολογίας, καθώς εξηγεί πώς προέκυψαν όλες οι μορφές ζωής που μπορούμε να εκτιμήσουμε σήμερα. Είναι συγκρίσιμο με τις ιδέες των μεγάλων επιστημόνων σε άλλους κλάδους, όπως ο Isaac Newton, για παράδειγμα.

Ο Δαρβίνος εξηγεί μέσω πολυάριθμων παραδειγμάτων που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια των ταξιδιών του πως τα είδη δεν είναι αμετάβλητες οντότητες εγκαίρως και προτείνει ότι όλοι προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο.

Αν και υπάρχουν δεκάδες ορισμοί της φυσικής επιλογής, η πιο απλή και συγκεκριμένη είναι η Stearns & Hoekstra (2000): «Η φυσική επιλογή είναι η διακύμανση στην αναπαραγωγική επιτυχία που σχετίζονται με κληρονομικές χαρακτηριστικό».

Πρέπει να αναφέρουμε ότι η εξέλιξη και η φυσική επιλογή δεν επιδιώκουν στόχο ή συγκεκριμένους στόχους. Παράγει μόνο οργανισμούς προσαρμοσμένους στο περιβάλλον τους, χωρίς κανένα τύπο προδιαγραφής της δυνητικής διαμόρφωσης που θα έχουν αυτοί οι οργανισμοί.

Μηχανισμός

Μερικοί συγγραφείς δηλώνουν ότι η φυσική επιλογή είναι μαθηματικό αναπόφευκτο, καθώς συμβαίνει όποτε εκπληρούνται τρία αξιώματα, τα οποία θα δούμε στη συνέχεια:

Παραλλαγή

Τα άτομα που ανήκουν στον πληθυσμό παρουσιάζουν παραλλαγές. Στην πραγματικότητα, η παραλλαγή είναι μια προϋπόθεση sine qua non έτσι ώστε να πραγματοποιούνται οι εξελικτικές διαδικασίες.

Η παραλλαγή στους οργανισμούς συμβαίνει σε διαφορετικά επίπεδα, από μεταβολές στα νουκλεοτίδια που συνθέτουν το DNA σε μορφολογίες και παραλλαγές στη συμπεριφορά. Καθώς μειώνουμε το επίπεδο, βρίσκουμε περισσότερες παραλλαγές.

Δυσανεξία

Το χαρακτηριστικό πρέπει να είναι κληρονομικό. Αυτές οι διακυμάνσεις που υπάρχουν στον πληθυσμό πρέπει να περάσουν από τους γονείς στα παιδιά. Για να ελεγχθεί εάν ένας χαρακτήρας είναι κληρονομικός, χρησιμοποιείται μια παράμετρος που ονομάζεται «κληρονομικότητα», που ορίζεται ως το ποσοστό της φαινοτυπικής διακύμανσης λόγω γενετικής ποικιλίας..

Μαθηματικά, εκφράζεται ως h2 = VG / (VG + VΕ). Όπου VG είναι η γενετική διακύμανση και η VΕ είναι το προϊόν διακύμανσης του περιβάλλοντος.

Υπάρχει ένας πολύ απλός και διαισθητικός τρόπος για να ποσοτικοποιήσετε την κληρονομικότητα: καταγράφεται η μέτρηση του χαρακτήρα των γονέων. το χαρακτήρα στα παιδιά. Για παράδειγμα, αν θέλουμε να επιβεβαιώσουμε την κληρονομικότητα του μεγίστου μεγέθους στα πουλιά, μετράμε το μέγεθος και στους γονείς και τα σχεδιάζουμε έναντι του μεγέθους στα παιδιά.

Σε περίπτωση που παρατηρούμε ότι το γράφημα τείνει σε μια γραμμή (το r2 είναι κοντά στο 1) μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα χαρακτηριστικά είναι κληρονομικά.

Ο χαρακτήρας που ποικίλλει σχετίζεται με το γυμναστήριο

Η τελευταία προϋπόθεση για τη φυσική επιλογή να δράσει στον πληθυσμό είναι η σχέση του χαρακτηριστικού με το γυμναστήριο - αυτή η παράμετρος ποσοτικοποιεί την ικανότητα αναπαραγωγής και επιβίωσης ατόμων και κυμαίνεται από 0 έως 1.

Με άλλα λόγια, ένα τέτοιο χαρακτηριστικό θα πρέπει να αυξάνει την αναπαραγωγική επιτυχία του φορέα του.

Υποθετικό παράδειγμα: η ουρά των σκίουρων

Ας πάρουμε έναν πληθυσμό υποθετικών σκίουρων και σκεφτούμε αν η φυσική επιλογή θα μπορούσε να δράσει ή όχι σε αυτό.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι να επιβεβαιώσουμε αν υπάρχει ποικιλία στον πληθυσμό. Μπορούμε να το κάνουμε αυτό μετρώντας τους χαρακτήρες που μας ενδιαφέρουν. Ας υποθέσουμε ότι βρίσκουμε παραλλαγές στην ουρά: υπάρχουν παραλλαγές με μακριά ουρά και κοντή ουρά.

Στη συνέχεια, πρέπει να επιβεβαιώσουμε εάν το χαρακτηριστικό "μέγεθος ουράς" είναι κληρονομικό. Για να γίνει αυτό, μετράμε το μήκος της ουράς των γονέων και το σχεδιάζουμε σε σχέση με το μήκος της παιδικής ουράς. Εάν βρούμε μια γραμμική σχέση μεταξύ των δύο μεταβλητών, αυτό σημαίνει ότι, αποτελεσματικά, η κληρονομικότητα είναι υψηλή.

Τέλος, πρέπει να επιβεβαιώσουμε ότι το μέγεθος της ουράς αυξάνει την αναπαραγωγική επιτυχία του μεταφορέα.

Η μικρότερη ουρά μπορεί να επιτρέψει σε άτομα να κινούνται πιο εύκολα (αυτό δεν είναι απαραίτητα αληθινό, είναι για καθαρά διδακτικό σκοπό) και τους επιτρέπει να ξεφύγουν από τους θηρευτές με μεγαλύτερη επιτυχία από ό,.

Έτσι, καθ 'όλη τη διάρκεια των γενεών, το χαρακτηριστικό «σύντομο γλέντι» θα είναι συχνότερο στον πληθυσμό. Πρόκειται για εξέλιξη με φυσική επιλογή. Και το αποτέλεσμα αυτής της απλής - αλλά πολύ ισχυρής διαδικασίας - είναι οι προσαρμογές.

Αποδείξεις

Η φυσική επιλογή και η γενικότερη εξέλιξη υποστηρίζονται από εξαιρετικά ισχυρές ενδείξεις από διάφορους κλάδους, όπως η παλαιοντολογία, η μοριακή βιολογία και η γεωγραφία.

Απογραφή ορυκτών

Το απολιθωμένο αρχείο είναι η σαφέστερη απόδειξη ότι τα είδη δεν είναι αμετάβλητα οντότητες, όπως πίστευε πριν από την εποχή του Δαρβίνου.

Ομολογία

Οι απόγονοι με τροποποιήσεις που προτείνονται στην προέλευση του είδους βρίσκουν υποστήριξη στις ομόλογες δομές - δομές με κοινή προέλευση, αλλά μπορεί να παρουσιάζουν ορισμένες παραλλαγές.

Για παράδειγμα, το ανθρώπινο χέρι, το φτερό ρόπαλο και πτερύγια δομές φάλαινες είναι ομόλογες μεταξύ τους, δεδομένου ότι η κοινή πρόγονος όλων αυτών των γραμμώσεων είχε το ίδιο μοτίβο των οστών σε τους, ενώ υψηλότερες. Σε κάθε ομάδα, η δομή έχει τροποποιηθεί ανάλογα με τον τρόπο ζωής του οργανισμού.

Μοριακή βιολογία

Με τον ίδιο τρόπο, οι προόδους στη μοριακή βιολογία επιτρέπουν να γνωρίζουμε τις αλληλουχίες στους διάφορους οργανισμούς και δεν υπάρχει αμφιβολία ότι υπάρχει μια κοινή προέλευση.

Άμεση παρατήρηση

Τέλος, μπορούμε να παρατηρήσουμε τον μηχανισμό της φυσικής επιλογής στη δράση. Ορισμένες ομάδες με πολύ μικρούς χρόνους γενεάς, όπως τα βακτήρια και οι ιοί, επιτρέπουν την παρακολούθηση της εξέλιξης της ομάδας σε σύντομο χρονικό διάστημα. Το τυπικό παράδειγμα είναι η εξέλιξη των αντιβιοτικών.

Τι δεν είναι φυσική επιλογή?

Παρά το γεγονός ότι η εξέλιξη είναι η επιστήμη που δίνει νόημα στη βιολογία - επικαλούμενη την περίφημη Dobzhansky βιολόγος «Τίποτα δεν έχει νόημα στη βιολογία, αν όχι υπό το φως της εξέλιξης» - υπάρχουν πολλές παρανοήσεις στην εξελικτική βιολογία και συναφών μηχανισμών αυτό.

Η φυσική επιλογή φαίνεται να είναι μια λαϊκή ιδέα, όχι μόνο για τους ακαδημαϊκούς, αλλά και για τον πληθυσμό εν γένει. Ωστόσο, με την πάροδο των ετών, η ιδέα έχει στρεβλωθεί και διαστρεβλωθεί τόσο στο ακαδημαϊκό όσο και στο ΜΜΕ.

Δεν είναι η επιβίωση των πιο ικανών

Όταν αναφερόμαστε στην "φυσική επιλογή", είναι σχεδόν αδύνατο να μην προκληθούν φράσεις όπως "η επιβίωση του ισχυρότερου ή του ισχυρότερου". Αν και αυτές οι φράσεις είναι πολύ δημοφιλείς και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε ντοκιμαντέρ και σχετικές, δεν εκφράζουν με ακρίβεια τη σημασία της φυσικής επιλογής.

Η φυσική επιλογή σχετίζεται άμεσα με την αναπαραγωγή ατόμων και έμμεσα με την επιβίωση. Λογικά, όσο περισσότερο ζει ένας άνθρωπος, τόσο περισσότερες πιθανότητες έχει να αναπαραγάγει τον εαυτό του. Ωστόσο, η άμεση σύνδεση του μηχανισμού είναι με την αναπαραγωγή.

Με τον ίδιο τρόπο, ο "ισχυρότερος" ή "πιο αθλητικός" οργανισμός δεν αναπαράγεται πάντοτε σε μεγαλύτερη ποσότητα. Για τους λόγους αυτούς είναι απαραίτητο να εγκαταλείψουμε τη γνωστή φράση.

Δεν είναι συνώνυμο της εξέλιξης

Η εξέλιξη είναι μια διαδικασία δύο βημάτων: ένα που προκαλεί την διακύμανση (μετάλλαξη και ανασυνδυασμό), η οποία είναι τυχαία, και ένα δεύτερο βήμα που καθορίζει την αλλαγή των αλληλικών συχνοτήτων εις τον πληθυσμόν.

Αυτό το τελευταίο στάδιο μπορεί να συμβεί με φυσική επιλογή ή με γονίδιο ή γενετική μετατόπιση. Επομένως, η φυσική επιλογή είναι μόνο το δεύτερο μέρος αυτού του μεγαλύτερου φαινομένου που ονομάζεται εξέλιξη.

Τύποι και παραδείγματα

Υπάρχουν πολλές ταξινομήσεις της επιλογής. Ο πρώτος ταξινομεί τα γεγονότα επιλογής ανάλογα με την επίδρασή τους στον μέσο όρο και τη διακύμανση στην κατανομή συχνότητας του χαρακτήρα που μελετήθηκε. Αυτά είναι: η σταθεροποίηση, η κατεύθυνση και η αποδιοργάνωση της επιλογής

Έχουμε επίσης μια άλλη ταξινόμηση που εξαρτάται από την παραλλαγή του γυμναστήριο σύμφωνα με τη συχνότητα των διαφορετικών γενότυπων του πληθυσμού. Αυτές είναι η επιλογή που εξαρτάται από τη θετική και την αρνητική συχνότητα.

Τέλος, υπάρχει μια σκληρή και απαλή επιλογή. Η ταξινόμηση αυτή εξαρτάται από την ύπαρξη ανταγωνισμού μεταξύ των ατόμων του πληθυσμού και από το μέγεθος της επιλεκτικής πίεσης. Στη συνέχεια θα περιγράψουμε τους τρεις πιο σημαντικούς τύπους επιλογής:

Σταθεροποίηση της επιλογής

Υπάρχει μια σταθεροποιητική επιλογή όταν τα άτομα που έχουν "μέσο" ή πιο συχνό χαρακτήρα (εκείνα που βρίσκονται στο υψηλότερο σημείο της κατανομής συχνότητας) έχουν την υψηλότερη γυμναστήριο.

Αντίθετα, τα άτομα που βρίσκονται στις ουρές του κουδουνιού, πολύ μακριά από τον μέσο όρο, εξαλείφονται με το βήμα των γενεών.

Σε αυτό το μοντέλο επιλογής, ο μέσος όρος παραμένει σταθερός καθ 'όλη τη διάρκεια των γενεών, ενώ η διακύμανση μειώνεται.

Ένα κλασικό παράδειγμα σταθεροποίησης της επιλογής είναι το βάρος του παιδιού κατά τη γέννηση. Αν και η ιατρική πρόοδος έχει χαλαρώσει αυτή την επιλεκτική πίεση με διαδικασίες όπως η καισαρική, το μέγεθος είναι συνήθως αποφασιστικός παράγοντας.

Τα μικρά μωρά χάνουν γρήγορα τη θερμότητα, ενώ τα μωρά που έχουν σημαντικά μεγαλύτερο από το μέσο βάρος έχουν προβλήματα στον τοκετό.

Αν ένας ερευνητής προσπαθεί να μελετήσει το είδος της επιλογής που εμφανίζεται σε ένα συγκεκριμένο πληθυσμό και ποσοτικοποιεί μόνο το μέσο χαρακτηριστικό, μπορεί να έρθει σε εσφαλμένα συμπεράσματα, θεωρώντας ότι ο πληθυσμός δεν πρόκειται εξέλιξη. Επομένως, είναι σημαντικό να μετρήσετε τη διακύμανση του χαρακτήρα.

Κατευθυντική επιλογή

Το μοντέλο της κατευθυντικής επιλογής υποδηλώνει ότι σε όλες τις γενιές επιβιώνουν άτομα που βρίσκονται σε οποιαδήποτε από τις ουρές της κατανομής συχνοτήτων, είτε ο αριστερός είτε ο δεξιός τομέας.

Στα μοντέλα κατευθυντικής επιλογής, ο μέσος όρος κινείται με το πέρασμα των γενεών, ενώ η διακύμανση παραμένει σταθερή.

Το φαινόμενο της τεχνητής επιλογής που πραγματοποιούν οι άνθρωποι στα κατοικίδια ζώα και τα φυτά τους είναι μια τυπική κατευθυντική επιλογή. Γενικά, επιδιώκεται τα ζώα (π.χ. ζώα) να είναι μεγαλύτερα, να παράγουν περισσότερο γάλα, να είναι ισχυρότερα κλπ. Κατά τον ίδιο τρόπο συμβαίνει και στα φυτά.

Με το πέρασμα των γενεών, ο μέσος όρος του επιλεγμένου χαρακτήρα του πληθυσμού ποικίλλει ανάλογα με την πίεση. Σε περίπτωση που ψάχνετε μεγαλύτερες αγελάδες, ο μέσος όρος θα αυξηθεί.

Σε ένα φυσικό βιολογικό σύστημα, μπορούμε να πάρουμε το παράδειγμα της γούνας ενός συγκεκριμένου μικρού θηλαστικού. Αν η θερμοκρασία μειωθεί συνεχώς στο περιβάλλον του, τότε θα επιλέγονται εκείνες οι παραλλαγές που έχουν με τυχαία μετάλλαξη, μια παχύτερη επίστρωση.

Διαταραχή επιλογής

Οι καταστροφικές πράξεις επιλογής ευνοούν τα άτομα που βρίσκονται πιο μακριά από το μέσο όρο. Καθώς οι γενιές περνούν, οι ουρές αυξάνουν τη συχνότητά τους, ενώ τα άτομα που προηγουμένως πλησίαζαν το μέσο όρο αρχίζουν να μειώνονται.

Σε αυτό το μοντέλο, ο μέσος όρος μπορεί να διατηρηθεί σταθερός, ενώ η διακύμανση αυξάνεται - η καμπύλη γίνεται ευρύτερη και ευρύτερη μέχρι να καταλήξει να χωρίζεται σε δύο..

Προτείνεται ότι αυτό το είδος της επιλογής θα μπορούσε να οδηγήσει σε γεγονότα ειδογένεση, υπό την προϋπόθεση ότι παρέχεται επαρκής μόνωση μεταξύ των δύο μορφολογίες που βρίσκονται στα άκρα της γίνεται η ουρά.

Για παράδειγμα, ένα συγκεκριμένο είδος πουλιών μπορεί να έχει σημαντικές διακυμάνσεις στην κορυφή του. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν βέλτιστοι σπόροι για πολύ μικρές κορυφές και βέλτιστους σπόρους για πολύ μεγάλες κορυφές, αλλά οι ενδιάμεσες κορυφές δεν παίρνουν την κατάλληλη τροφή.

Έτσι, αυξάνουν σε συχνότητα δύο άκρα και αν προκύψει πρόσφορες συνθήκες γεγονότων ειδογένεσης, μπορεί να την πάροδο του χρόνου με άτομα με διαφορετικές παραλλαγές της κορυφής γίνεται δύο νέα είδη.

Αναφορές

  1. Audesirk, Τ., Audesirk, G., & Byers, Β. Ε (2004). Βιολογία: επιστήμη και φύση. Εκπαίδευση Pearson.
  2. Ο Darwin, C. (1859). Σχετικά με την προέλευση των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής. Murray.
  3. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Εξελικτική ανάλυση. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D.J. (2005). Εξέλιξη . Sinauer.
  5. Hickman, C.Ρ., Roberts, L.S., Larson, Α., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Ολοκληρωμένες αρχές της ζωολογίας (Τόμος 15). Νέα Υόρκη: McGraw-Hill.
  6. Ράις, Σ. (2007).Εγκυκλοπαίδεια της Εξέλιξης. Στοιχεία για το αρχείο.
  7. Russell, Ρ., Hertz, Ρ. & McMillan, Β. (2013). Βιολογία: Η Δυναμική Επιστήμη. Εκπαίδευση Nelson.
  8. Soler, Μ. (2002). Εξέλιξη: η βάση της Βιολογίας. Νότιο έργο.