Πληροφορίες

Πώς μπορούμε να αποφασίσουμε σε ποιο επίπεδο ισχύει η φυσική επιλογή;

Πώς μπορούμε να αποφασίσουμε σε ποιο επίπεδο ισχύει η φυσική επιλογή;


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Εδώ είναι ένα απόσπασμα από το The Selfish Gene

Εάν η επιλογή συνεχίζεται μεταξύ ομάδων εντός των ειδών και μεταξύ των ειδών, γιατί να μην συνεχιστεί και μεταξύ μεγαλύτερων ομάδων; Τα είδη ομαδοποιούνται σε γένη, γένη σε τάξεις και τάξεις σε κλάσεις. Τα λιοντάρια και οι αντιλόπες είναι και τα δύο μέλη της τάξης των Mammalia, όπως και εμείς. Δεν πρέπει λοιπόν να περιμένουμε από τα λιοντάρια να αποφύγουν να σκοτώσουν αντιλόπες, «για το καλό των θηλαστικών»; Σίγουρα θα πρέπει να κυνηγούν πουλιά ή ερπετά αντ 'αυτού, προκειμένου να αποτρέψουν την εξαφάνιση της κατηγορίας. Αλλά τότε, τι γίνεται με την ανάγκη να διαιωνιστεί ολόκληρη η φυλή των σπονδυλωτών;

Δεν πρέπει λοιπόν να τρώει τα άλλα ζώα; Επίσης στην επόμενη γραμμή, λέει για τα σπονδυλωτά ότι επειδή τα ερπετά και τα πουλιά είναι σπονδυλωτά, το λιοντάρι πρέπει να πάει για ασπόνδυλα.

Ακούγεται παράλογο, αλλά τι εμποδίζει το λιοντάρι να φάει τους «συγγενείς» του, ή να μη γλιτώσει ένα ελάφι; Και σε ποιο βαθμό ισχύει ο όρος «συγγενείς»;

Είναι η ερώτηση πολύ ευρεία, παρακαλώ δώστε μια πηγή όπου μπορώ να λάβω μια απάντηση.


Η φυσική επιλογή ευνοεί τους γονότυπους που παράγουν φαινότυπους που επιβιώνουν για αναπαραγωγή. Στο βαθμό που η φυσική επιλογή οδηγεί τα ένστικτα που οδηγούν την αρπαγή, η (ουσιαστικά ταυτολογική) απάντηση είναι ότι, "Έχει αποδειχθεί επιλεκτικά ωφέλιμο για τον συγκεκριμένο γονότυπο να τρώει ό, τι τρώει."

Πράγματι, η φύση μας έχει δείξει μια ποικιλία λύσεων σε αυτές τις επιλεκτικές πιέσεις. Ο κανιβαλισμός δεν είναι δύσκολο να βρεθεί. Στην ακραία περίπτωση, οι μητέρες από διαφορετικά είδη είναι γνωστό ότι σκοτώνουν και τρώνε τους δικούς τους απογόνους, κάτι που με την πρώτη ματιά μπορεί να φαίνεται σαν το αποκορύφωμα της αποτυχίας όταν πρόκειται για τη διάδοση των γονιδίων κάποιου. Και όμως μπορούμε να υποθέσουμε μια σειρά από επιλεκτικά πλεονεκτήματα αυτής της συμπεριφοράς. (Για παράδειγμα, η μητέρα μπορεί να παράγει μεγάλα σκουπίδια όταν τα τρόφιμα είναι άφθονα και στη συνέχεια να προσαρμόζεται για τις ελλείψεις ώστε να συγκεντρώνει μικρότερα απορρίμματα όταν το φαγητό είναι λιγοστό.)

Γνωρίζουμε επίσης ότι υπάρχουν επιλεκτικές πιέσεις κατά τρώγοντας παρόμοια ζώα. Για παράδειγμα, τα παθογόνα που σκοτώνουν ένα ζώο είναι πιθανό να πλήξουν τους γενετικούς συγγενείς του και έτσι θα μπορούσε οδηγεί την αποστροφή ορισμένων σαρκοφάγων (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων) στο φαγητό στενών συγγενών.

Υπάρχουν πολλά παραδείγματα εξελιγμένων συμβιωτικών οργανισμών. Οι αλιγάτορες δεν τρώνε λουλούδια, και οι καρχαρίες δεν τρώνε ρέμορα.

Αλλά είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς εκλεκτικός πίεση για αλτρουιστικές συμπεριφορές που δεν ωφελούν έναν συγκεκριμένο γονότυπο. Για παράδειγμα, εάν υπάρχουν θηλαστικά που πρέπει να φαγωθούν, τα λιοντάρια που τα τρώνε θα επιβιώσουν και αυτά που δεν θα πεθάνουν. Εάν ολόκληρη η τάξη Mammalia βρίσκεται υπό πίεση, η δυναμική του πληθυσμού υπερισχύει της συμπεριφοράς: Αν το θήραμα είναι λιγοστό, τα αρπακτικά θα λιγοστέψουν. Αλλά αν κάποιοι θηρευτές επιβιώσουν, θα είναι οι άπληστοι.


Επιλογή ομάδας

Οι συντάκτες μας θα εξετάσουν αυτό που υποβάλατε και θα καθορίσουν αν θα αναθεωρήσουν το άρθρο.

Επιλογή ομάδας, στη βιολογία, ένας τύπος φυσικής επιλογής που δρα συλλογικά σε όλα τα μέλη μιας δεδομένης ομάδας. Η επιλογή ομάδας μπορεί επίσης να οριστεί ως επιλογή στην οποία τα χαρακτηριστικά εξελίσσονται σύμφωνα με την ικανότητα (επιβίωση και αναπαραγωγική επιτυχία) των ομάδων ή, μαθηματικά, ως επιλογή στην οποία η συνολική ικανότητα της ομάδας είναι υψηλότερη ή χαμηλότερη από τον μέσο όρο των τιμών καταλληλότητας των μεμονωμένων μελών. Συνήθως η ομάδα που επιλέγεται είναι μια μικρή συνεκτική κοινωνική μονάδα και οι αλληλεπιδράσεις των μελών είναι αλτρουιστικής φύσης. Παραδείγματα συμπεριφορών που φαίνεται να επηρεάζουν την επιλογή ομάδων περιλαμβάνουν το συνεργατικό κυνήγι, όπως μεταξύ λιονταριών και άλλων κοινωνικών σαρκοφάγων που συνεργάζονται για την ανατροφή νεαρών, όπως σε ελέφαντες και συστήματα αρπακτικών προειδοποιήσεων, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται από σκύλους λιβαδιών και σκίουρους εδάφους.

Η μελέτη της επιλογής ομάδων έχει παίξει σημαντικό ρόλο στην ενημέρωση άλλων θεωριών επιλογής και έχει ρίξει φως στη σημασία των αλτρουιστικών συμπεριφορών που παρατηρούνται στα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Ωστόσο, ήταν αμφιλεγόμενο από την εισαγωγή του τον 19ο αιώνα από τον Βρετανό φυσιοδίφη Κάρολο Δαρβίνο. Συχνά, οι ανιδιοτελείς συμπεριφορές θέτουν σε κίνδυνο τη φυσική κατάσταση των ενεργών ατόμων, μειώνοντας πιθανώς τις πιθανότητές τους να αφήσουν πίσω τους απογόνους. Ο Δαρβίνος συνειδητοποίησε ότι αυτό παρουσίαζε ένα πρόβλημα για τη θεωρία του για τη φυσική επιλογή, για το οποίο η απόκτηση και η επιβίωση των απογόνων ήταν ζωτικός καθοριστικός παράγοντας της εξελικτικής επιτυχίας.

Στις αρχές του 20ού αιώνα, οι παρατηρήσεις του Δαρβίνου για τη συμπεριφορά των ομάδων διερευνήθηκαν από άλλους σε μελέτες που επικεντρώθηκαν στην εξέλιξη ορισμένων φυσικών χαρακτηριστικών και συμπεριφορών που φαίνεται να ωφελούν τις κοινωνικές ομάδες. Αλλά στα μέσα εκείνου του αιώνα, μετά την άνοδο του νεοδαρβινισμού, όπου η θεωρία του Δαρβίνου για τη φυσική επιλογή συντέθηκε με τη γενετική (η σύγχρονη εξελικτική σύνθεση), η ιδέα ότι η επιλογή ενεργούσε σε ομάδες απορρίφθηκε σε μεγάλο βαθμό. Πολλοί εξελικτικοί βιολόγοι συμφώνησαν ότι η προσαρμογή μέσω της επιλογής στο επίπεδο του ατόμου και του γονιδίου είχε μεγαλύτερη συνέπεια από την επιλογή σε επίπεδο ομάδας.


Παραδείγματα φυσικής επιλογής

Παράδειγμα Σταθεροποιητικής Επιλογής

Για τη σταθεροποίηση της επιλογής, φανταστείτε έναν πληθυσμό ποντικών που ζουν στο δάσος. Μερικά από τα ποντίκια είναι μαύρα, άλλα λευκά και άλλα γκρι. Εάν τα ποντίκια δεν είχαν αρπακτικά και άλλες δυνάμεις που επενεργούσαν στο χρώμα του τριχώματος τους, δεν θα είχε λόγο να αλλάξει και θα άλλαζε τυχαία μόνο ως απάντηση σε ορισμένες μεταλλάξεις στο DNA. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει με αυτά τα ποντίκια. Έχουν πολλά αρπακτικά.

Οι αλεπούδες και οι γάτες σπιτιού λυμαίνονται τα ποντίκια κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τη νύχτα, οι κουκουβάγιες και άλλα αρπακτικά σκουπίζουν το σκοτάδι για δείπνο. Σε κάθε περίπτωση, τα ποντίκια βρίσκονται σε δύσκολη θέση. Αλλά δεν αντιμετωπίζουν όλα τα ποντίκια τον ίδιο κίνδυνο ανά πάσα στιγμή. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα μαύρα ποντίκια είναι πολύ πιο εύκολο να εντοπιστούν και τα αρπακτικά τρώνε περισσότερα μαύρα ποντίκια. Τα λευκά ποντίκια ξεχωρίζουν τη νύχτα. Αυτό σημαίνει ότι οι κουκουβάγιες τρώνε περισσότερα λευκά ποντίκια τη νύχτα. Τα γκρίζα ποντίκια είναι τα μόνα που επιβιώνουν περισσότερο τόσο την ημέρα όσο και τη νύχτα. Μέχρι την επόμενη γενιά, θα υπάρχουν πολλά λιγότερο ασπρόμαυρα ποντίκια για αναπαραγωγή.

Παράδειγμα Επιλογής Κατεύθυνσης

Είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη διαφορετικά χαρακτηριστικά στον ίδιο πληθυσμό ζώων. Φανταστείτε ξανά τον πληθυσμό των ποντικών που ζουν στο δάσος. Αντί για το χρώμα τους, σκεφτείτε ένα χαρακτηριστικό που τρέχει σε συνεχή κλίμακα. Φανταστείτε ότι τα ποντίκια ποικίλλουν σε μέγεθος από ένα ποντίκι κανονικού μεγέθους έως κάτι πολύ μεγαλύτερο από έναν αρουραίο. Αν και τα ποντίκια είναι τα ίδια είδη, μεγαλώνουν σε πολλά διαφορετικά μεγέθη. Τα αρπακτικά, ωστόσο, περνούν απαίσια προσπαθώντας να πιάσουν και να φάνε το μεγαλύτερο από τα ποντίκια. Όχι μόνο τα μεγάλα ποντίκια ζυγίζουν περισσότερο, αλλά μπορούν να αντισταθούν. Τα μικρότερα ποντίκια είναι ως επί το πλείστον ανυπεράσπιστα και παρέχουν το τέλειο μέγεθος σνακ.

Αν αυτό συνέβαινε και τίποτα δεν τους κρατούσε πίσω, τα ποντίκια θα γίνονταν πολύ μεγαλύτερα. Αυτή είναι η επιλογή κατεύθυνσης. Αυτό μάλλον συνέβη στην περίπτωση του καπιμπαρα, ένα γιγαντιαίο νοτιοαμερικανικό τρωκτικό. Όπως και τα φανταστικά μας τρωκτικά, οι πιέσεις του περιβάλλοντός τους τα έχουν κάνει να είναι πολύ μεγαλύτερα από οποιοδήποτε άλλο τρωκτικό που είναι γνωστό στον άνθρωπο. Πολλά τρωκτικά βρίσκουν διαφορετικά πλεονεκτήματα στο να είναι μικρά, γι' αυτό και τα περισσότερα τρωκτικά έχουν παραμείνει ένα συγκεκριμένο μέγεθος. Αυτά τα πλεονεκτήματα θα μπορούσαν να είναι τόσο απλά όσο η ικανότητα απόκρυψης ή η διαθεσιμότητα τροφής, αλλά τα ζώα ορισμένων μεγεθών τα καταφέρνουν καλύτερα για διαφορετικούς λόγους και οι πληθυσμοί μπορούν να αλλάξουν μέγεθος με την πάροδο του χρόνου.

Παράδειγμα διαφοροποίησης της επιλογής

Εντάξει, τελευταία φορά με τα ποντίκια. Αλλά αυτή τη φορά, σκεφτείτε ένα νέο χαρακτηριστικό στον πληθυσμό. Ας φανταστούμε ότι μερικά από τα ποντίκια αρχίζουν να αναπτύσσουν πτερύγια δέρματος μεταξύ του μπροστινού και του πίσω ποδιού τους. Αποτελεσματικά, κάνει ένα αλεξίπτωτο που τους επιτρέπει να γλιστρήσουν μακριά από τα αρπακτικά. Τα ποντίκια που έχουν πλήρως τα πτερύγια του δέρματος κάνουν πολύ καλά και είναι σχεδόν πάντα σε θέση να ξεφύγουν από τα αρπακτικά. Ομοίως, τα ποντίκια χωρίς τα πτερύγια αποφεύγουν τα δέντρα και τους ανοιχτούς χώρους στους οποίους εισέρχονται τα ποντίκια με πτερύγια και είναι πολύ καλύτερα να κρύβονται από τα αρπακτικά. Η μεγαλύτερη επιλεκτική δύναμη είναι ενάντια στα ποντίκια στη μέση.

Χωρίς την ικανότητα να γλιστρούν μακριά, τα ποντίκια κάπου στη μέση δεν μπορούν να ξεφύγουν από τα αρπακτικά με ρυθμό που μπορεί να τους βοηθήσει να καρπωθούν τα οφέλη των δέντρων. Ταυτόχρονα, τα μισά πτερύγια τα κάνουν πιο δύσκολο να τρέξουν και να κρυφτούν από τα αρπακτικά. Εξαιτίας αυτής της αδυναμίας, πολλά περισσότερα από αυτά τα ποντίκια από τη μέση του φάσματος τρώγονται. Αυτό αρχίζει να χωρίζει τον πληθυσμό σε δύο διακριτά γνωρίσματα. Τελικά, αυτό μπορεί να οδηγήσει τα ποντίκια να γίνουν ένα εντελώς διαφορετικό είδος.

Είναι πιθανό ότι έτσι οι νυχτερίδες έγιναν τα μόνα ιπτάμενα τρωκτικά. Όπως το φανταστικό σενάριο που περιγράφεται, υπάρχουν πραγματικά τρωκτικά που δεν πετούν, μερικά που μπορούν να γλιστρήσουν και νυχτερίδες. Ενώ ο κοινός πρόγονος μεταξύ όλων αυτών των ζώων μπορεί να μην ονομαζόταν τρωκτικό, όλα είναι θηλαστικά. Όπως και το φανταστικό μας σενάριο, η διαφοροποίηση της επιλογής θα μπορούσε να έχει προκαλέσει τον πληθυσμό του κοινού προγόνου να αλλάξει και να χωρίσει. Στον πραγματικό κόσμο, οι επιλεκτικές πιέσεις είναι πολύ πιο περίπλοκες και δεν μπορούμε παρά να μαντέψουμε την ακριβή ιστορική σχέση μεταξύ των ζώων.

Παράδειγμα Σεξουαλικής Επιλογής

Κοίτα ένα παγώνι. Προσπαθήστε να φανταστείτε μια λειτουργική χρήση αυτής της γελοίας ουράς. Κοτσαδισμένος; Οι επιστήμονες ήταν επίσης, μέχρι να εξηγηθεί ο μηχανισμός της σεξουαλικής επιλογής. Αυτή η μορφή φυσικής επιλογής μπορεί μερικές φορές να επιλέξει λειτουργικές προσαρμογές, αλλά συχνά παράγει περίεργες προσαρμογές που εξυπηρετούν μόνο την προσέλκυση συντρόφων. Στην περίπτωση του παγωνιού, η πολύχρωμη ουρά χρησιμοποιείται σε μια οθόνη που προορίζεται να προσελκύει τα θηλυκά. Τα αρσενικά με μεγαλύτερες ουρές και πιο εκθαμβωτικά χρώματα προτιμώνται από τα αρσενικά με μικρές ουρές. Αυτή η περίεργη προτίμηση φαίνεται ότι δεν έχει καμία σχέση με το πόσο επιτυχημένα θα ήταν τα αρσενικά στη συλλογή τροφής και στην αναπαραγωγή, αλλά λόγω της προτίμησης των θηλυκών, όλα τα αρσενικά παγώνια έχουν μεγάλες, πολύχρωμες ουρές.

Είναι ενδιαφέρον ότι αυτό το μοτίβο αρσενικών που γίνονται πιο διακοσμημένα από τα δύο φύλα ισχύει για πολλά είδη πουλιών. Οι αρσενικές πάπιες, πολλά αρσενικά τροπικά πτηνά και ακόμη και το αρσενικό σπουργίτι είναι πολύ πιο διακοσμημένα από τα θηλυκά τους. Αυτό φαίνεται και σε ορισμένα ερπετά. Στην πραγματικότητα, πολλά ζώα έχουν προσαρμόσει περίεργες οθόνες ή μεθόδους διακόσμησης της φωλιάς τους για να προσελκύσουν συντρόφους. Η επιλογή μπορεί να λειτουργήσει και με τους δύο τρόπους και εξαρτάται κυρίως από το ποιο φύλο μπορεί να είναι πιο επιλέξιμο στην επιλογή ενός συντρόφου.

Παράδειγμα επιλογής αρπακτικών-θηραμάτων

Ο ταχύτερος αρπακτικός της γης είναι ο τσίτα. Τα τσιτάχ δεν έγιναν εξαιρετικά γρήγορα χωρίς λόγο. Το κύριο θήραμα του τσιτάχ, η αντιλόπη, είναι επίσης γρήγορη. Ποιο από τα δύο πήρε πρώτος γρήγορα θα παραμείνει για πάντα ένα μυστήριο, αλλά το γεγονός είναι ότι αυτά τα δύο είδη οδηγούν το ένα το άλλο να είναι πιο γρήγορα.

Ταχύτερα τσιτάχ βιώνουν ένα πλεονέκτημα έναντι άλλων τσιτάχ στο ότι πιάνουν περισσότερη αντιλόπη και μπορούν να συντηρήσουν μια πολύ μεγαλύτερη οικογένεια. Τελικά, τα αργά τσιτάχ θα πεθάνουν και ο γρήγορος πληθυσμός τσιτάχ θα εκραγεί πιάνοντας αντιλόπη. Ο πληθυσμός των αντιλόπων, ανταποκρινόμενος στη νέα επιλογή, είναι επίσης πιο επιτυχημένος όταν είναι αρκετά γρήγορος για να αποφύγει τα τσιτάχ. Έτσι ο πληθυσμός της αντιλόπης επιλέγεται επίσης για ταχύτερα ζώα.

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι αυτό το πάρε-δώσε μεταξύ των αρπακτικών και των θηραμάτων είναι υπεύθυνο για τη διαμόρφωση πολλών χαρακτηριστικών τους. Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες μπερδεύτηκαν γιατί το American Pronghorn, ένα είδος που μοιάζει με αντιλόπη σε μέγεθος και ταχύτητα, θα υπήρχε λαμβάνοντας υπόψη την έλλειψη τσιτάχ στη Βόρεια Αμερική. Χωρίς ένα αρπακτικό αρκετά γρήγορο για να σας πιάσει, σε ένα συγκεκριμένο σημείο η επιπλέον ταχύτητα δεν έχει μεγάλο πλεονέκτημα. Οι επιστήμονες παρέμειναν σαστισμένοι μέχρι που βρέθηκαν τα απολιθώματα ενός αρπακτικού που μοιάζει με τσίτα στη Βόρεια Αμερική. Σε αντίθεση με τα τσιτάχ της Αφρικής, τα τσιτάχ της Βόρειας Αμερικής δεν επέζησαν της ανθρώπινης επέκτασης και ο κόρνος μένει χωρίς αρπακτικό.


Η φυσική επιλογή είναι ένας απλός μηχανισμός που προκαλεί την αλλαγή των πληθυσμών των ζωντανών πραγμάτων με την πάροδο του χρόνου. Στην πραγματικότητα, είναι τόσο απλό που μπορεί να αναλυθεί σε πέντε βασικά βήματα, συντομευμένα εδώ ως VISTA: Παραλλαγή, Κληρονομικότητα, Επιλογή, Χρόνος και Προσαρμογή.

Παραλλαγή και κληρονομικότητα

Τα μέλη οποιουδήποτε είδους σπάνια είναι ακριβώς τα ίδια, είτε μέσα είτε έξω. Οι οργανισμοί μπορεί να ποικίλλουν σε μέγεθος, χρωματισμό, ικανότητα καταπολέμησης ασθενειών και αμέτρητα άλλα χαρακτηριστικά. Μια τέτοια παραλλαγή είναι συχνά το αποτέλεσμα τυχαίων μεταλλάξεων, ή «σφάλματα αντιγραφής», που προκύπτουν όταν τα κύτταρα διαιρούνται καθώς αναπτύσσονται νέοι οργανισμοί.

Όταν οι οργανισμοί αναπαράγονται, μεταβιβάζουν το DNA τους-το σύνολο των οδηγιών που κωδικοποιούνται σε ζωντανά κύτταρα για τη δημιουργία σωμάτων-στους απογόνους τους. Και δεδομένου ότι πολλά χαρακτηριστικά κωδικοποιούνται στο DNA, οι απόγονοι συχνά κληρονομούν τις παραλλαγές των γονιών τους. Οι ψηλοί άνθρωποι, για παράδειγμα, τείνουν να έχουν ψηλά παιδιά.

Επιλογή: Επιβίωση και αναπαραγωγή

Τα περιβάλλοντα δεν μπορούν να υποστηρίξουν απεριόριστους πληθυσμούς. Επειδή οι πόροι είναι περιορισμένοι, γεννιούνται περισσότεροι οργανισμοί από ό,τι μπορούν να επιβιώσουν: ορισμένα άτομα θα έχουν μεγαλύτερη επιτυχία στην εύρεση τροφής, στο ζευγάρωμα ή στην αποφυγή των αρπακτικών και θα έχουν περισσότερες πιθανότητες να ευδοκιμήσουν, να αναπαραχθούν και να μεταδώσουν το DNA τους. Μικρές παραλλαγές μπορούν να επηρεάσουν το αν ένα άτομο ζει και αναπαράγεται. Οι διαφορές στο χρώμα, για παράδειγμα, βοηθούν ορισμένα άτομα να καμουφλάρονται από τα αρπακτικά. Πιο αιχμηρά μάτια και νύχια βοηθούν έναν αετό να πιάσει το δείπνο του. Και ο φωτεινός χρωματισμός βελτιώνει τις πιθανότητες ενός αρσενικού παγώνι να προσελκύσει έναν σύντροφο.

Χρόνος και προσαρμογή

Από γενιά σε γενιά, τα πλεονεκτήματα βοηθούν ορισμένα άτομα να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν. Και αυτά τα χαρακτηριστικά μεταδίδονται σε όλο και μεγαλύτερο αριθμό απογόνων. Μετά από λίγες μόνο γενιές ή μετά από χιλιάδες, ανάλογα με τις περιστάσεις, τέτοια χαρακτηριστικά γίνονται κοινά στον πληθυσμό. Το αποτέλεσμα είναι ένας πληθυσμός που ταιριάζει καλύτερα-καλύτερα προσαρμοσμένος-σε κάποια πτυχή του περιβάλλοντος από ό, τι ήταν πριν. Τα πόδια που χρησιμοποιούνται για περπάτημα τροποποιούνται για χρήση ως φτερά ή βατραχοπέδιλα. Οι ζυγαριές που χρησιμοποιούνται για προστασία αλλάζουν χρώματα για να χρησιμεύσουν ως καμουφλάζ.


Τα 3 είδη φυσικής επιλογής

Η φυσική επιλογή ορίζεται ως μια διαδικασία ή μια «δύναμη» που επιτρέπει στους οργανισμούς που είναι καλύτερα προσαρμοσμένοι στο περιβάλλον τους να επιβιώνουν καλύτερα και να παράγουν περισσότερους απογόνους. Η θεωρία της φυσικής επιλογής ιδρύθηκε για πρώτη φορά από τον Κάρολο Δαρβίνο. Η διαδικασία της φυσικής επιλογής είναι σημαντική και αποτελεί κινητήρια δύναμη για την εξέλιξη. Για να εξελιχθούν οι οργανισμοί, πρέπει να υπάρχουν διαφορές στα χαρακτηριστικά μεταξύ των οργανισμών που παρέχουν ορισμένα πλεονεκτήματα ή μειονεκτήματα και σε αυτά τα χαρακτηριστικά ενεργεί η φυσική επιλογή.

Όσον αφορά τη φυσική επιλογή, υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι επιλογής που μπορεί να προκύψουν. Αυτοί οι τύποι περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

Σταθεροποιητική Επιλογή

Αυτός ο τύπος φυσικής επιλογής συμβαίνει όταν υπάρχουν επιλεκτικές πιέσεις που λειτουργούν ενάντια σε δύο άκρα ενός γνωρίσματος και επομένως το ενδιάμεσο ή το «μεσαίο» χαρακτηριστικό επιλέγεται για. Αν εξετάσουμε μια κατανομή χαρακτηριστικών στον πληθυσμό, είναι αξιοσημείωτο ότι ακολουθείται μια τυπική κατανομή:

Παράδειγμα: Για ένα φυτό, τα πολύ ψηλά φυτά εκτίθενται σε περισσότερο άνεμο και κινδυνεύουν να ανατιναχτούν. Τα φυτά που είναι πολύ κοντά δεν απολαμβάνουν αρκετό ηλιακό φως για να ευημερήσουν. Επομένως, τα φυτά που έχουν μεσαίο ύψος μεταξύ των δύο λαμβάνουν αρκετό ηλιακό φως και προστασία από τον άνεμο.

Επιλογή Κατεύθυνσης

Αυτός ο τύπος φυσικής επιλογής συμβαίνει όταν οι επιλεκτικές πιέσεις λειτουργούν υπέρ ενός ακραίου χαρακτηριστικού. Επομένως, όταν εξετάζουμε μια κατανομή χαρακτηριστικών σε έναν πληθυσμό, ένα γράφημα τείνει να κλίνει περισσότερο προς τη μία πλευρά:

/>

Παράδειγμα: Οι καμηλοπαρδάλεις με τον μακρύτερο λαιμό μπορούν να φτάσουν περισσότερα φύλλα στον καθένα. Οι επιλεκτικές πιέσεις θα λειτουργήσουν προς όφελος των καμηλοπαρδάλων με μακρύτερο λαιμό και επομένως η κατανομή του χαρακτηριστικού στον πληθυσμό θα μετατοπιστεί προς το χαρακτηριστικό του μακρύτερου λαιμού.

Διαταρακτική επιλογή

Αυτός ο τύπος φυσικής επιλογής συμβαίνει όταν οι επιλεκτικές πιέσεις λειτουργούν υπέρ των δύο άκρων και ενάντια στο ενδιάμεσο χαρακτηριστικό. Αυτός ο τύπος επιλογής δεν είναι τόσο συνηθισμένος. Όταν εξετάζουμε μια κατανομή χαρακτηριστικών, υπάρχουν δύο υψηλότερες κορυφές και στα δύο άκρα με ένα ελάχιστο στη μέση ως εξής:

Παράδειγμα: Μια περιοχή που έχει μαύρα, άσπρα και γκρι κουνελάκια περιέχει μαύρα και άσπρα βράχια. Και τα δύο χαρακτηριστικά για το λευκό και το μαύρο θα ευνοηθούν από τη φυσική επιλογή, καθώς και τα δύο αποδεικνύονται χρήσιμα για το καμουφλάζ. Το ενδιάμεσο χαρακτηριστικό του γκρι δεν αποδεικνύεται χρήσιμο και επομένως επιλεκτικές πιέσεις δρουν ενάντια στο χαρακτηριστικό.

Το SchoolTutoring Academy είναι η κορυφαία εταιρεία εκπαιδευτικών υπηρεσιών για φοιτητές K-12 και φοιτητές. Προσφέρουμε προγράμματα διδασκαλίας για μαθητές σε K-12, τάξεις AP και κολέγιο. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πώς βοηθάμε τους γονείς και τους μαθητές στο Hastings, Nebraska, επισκεφθείτε τη διεύθυνση: Tutoring in Hastings, Nebraska.


Η φυσική επιλογή είναι ο μόνος μηχανισμός για την εξέλιξη

Ragnar Schmuck/Getty Images

Ενώ η φυσική επιλογή είναι η μεγαλύτερη κινητήρια δύναμη πίσω από την εξέλιξη, δεν είναι ο μόνος μηχανισμός για το πώς συμβαίνει η εξέλιξη. Οι άνθρωποι είναι ανυπόμονοι και η εξέλιξη μέσω της φυσικής επιλογής χρειάζεται πολύ χρόνο για να λειτουργήσει. Επίσης, φαίνεται ότι στους ανθρώπους δεν αρέσει να βασίζονται στο να αφήσουν τη φύση να πάρει την πορεία της, σε ορισμένες περιπτώσεις.

Εδώ έρχεται η τεχνητή επιλογή. Η τεχνητή επιλογή είναι μια ανθρώπινη δραστηριότητα που έχει σχεδιαστεί για να επιλέγει τα χαρακτηριστικά που είναι επιθυμητά για τα είδη είτε πρόκειται για χρώμα λουλουδιών είτε για φυλή σκύλων. Η φύση δεν είναι το μόνο πράγμα που μπορεί να αποφασίσει τι είναι ευνοϊκό χαρακτηριστικό και τι όχι. Τις περισσότερες φορές, η ανθρώπινη συμμετοχή και η τεχνητή επιλογή είναι για αισθητική, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη γεωργία και άλλα σημαντικά μέσα.


Πώς μπορούμε να αποφασίσουμε σε ποιο επίπεδο ισχύει η φυσική επιλογή; - Βιολογία

Φυσική επιλογή στην εργασία

Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει πολλά παραδείγματα φυσικής επιλογής, έναν από τους βασικούς μηχανισμούς εξέλιξης.

Κάθε βιβλίο τραπεζιού για τη φυσική ιστορία θα σας καταπλήξει με γυαλιστερές σελίδες που απεικονίζουν εκπληκτικές προσαρμογές που παράγονται από τη φυσική επιλογή, όπως τα παρακάτω παραδείγματα.

Οι ορχιδέες κοροϊδεύουν τις σφήκες να «ζευγάρουν» μαζί τους. Οι Κατιδίδες έχουν καμουφλάζ για να μοιάζουν με φύλλα. Τα μη δηλητηριώδη βασιλιά φίδια μιμούνται δηλητηριώδη κοραλλιογενή φίδια.


Η συμπεριφορά μπορεί επίσης να διαμορφωθεί από τη φυσική επιλογή. Συμπεριφορές όπως οι τελετουργίες ζευγαρώματος πουλιών, ο χορός των μελισσών και η ικανότητα των ανθρώπων να μάθουν γλώσσα έχουν επίσης γενετικά συστατικά και υπόκεινται σε φυσική επιλογή. Ο αρσενικός γαλαζοπόδαρος, που φαίνεται στα δεξιά, υπερβάλλει στις κινήσεις του ποδιού του για να προσελκύσει έναν σύντροφο.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορούμε να παρατηρήσουμε άμεσα τη φυσική επιλογή. Πολύ πειστικά δεδομένα δείχνουν ότι το σχήμα των ράμφων των σπινθήρων στα νησιά Γκαλαπάγκος έχει εντοπίσει τα καιρικά φαινόμενα: μετά από ξηρασίες, ο πληθυσμός των σπίνων έχει βαθύτερα, ισχυρότερα ράμφη που τους αφήνουν να φάνε πιο σκληρούς σπόρους.

Σε άλλες περιπτώσεις, η ανθρώπινη δραστηριότητα έχει οδηγήσει σε περιβαλλοντικές αλλαγές που έχουν προκαλέσει την εξέλιξη των πληθυσμών μέσω της φυσικής επιλογής. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι αυτό του πληθυσμού των σκοτεινών σκώρων τον 19ο αιώνα στην Αγγλία, οι οποίοι αυξήθηκαν και έπεσαν παράλληλα με τη βιομηχανική ρύπανση. Αυτές οι αλλαγές μπορούν συχνά να παρατηρηθούν και να τεκμηριωθούν.


ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Πειράματα επιλογής μπορούν να γίνουν σε φυσικούς πληθυσμούς. Αποκαλύπτουν ότι η προσαρμοστική εξέλιξη μπορεί να είναι πολύ πιο γρήγορη από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως και ανοίγει τη δυνατότητα να συμπληρωθούν τα πειράματα εργαστηριακής επιλογής με μελέτες φυσικών πληθυσμών. Αυτό το συμπέρασμα ενισχύεται από έναν πολύ μεγαλύτερο αριθμό μη πειραματικών μελετών προσαρμογής που συνδέονται με μια χρονική αναφορά και ως εκ τούτου μας επιτρέπουν να βγάλουμε συμπεράσματα για το ρυθμό εξέλιξης και να δείξουμε ότι αυτή η εξαγωγή ενός υψηλού δυνητικού ρυθμού εξέλιξης είναι εφικτή μια ποικιλία οργανισμών. Ένας συνδυασμός αξιολογήσεων επιλογής στο πεδίο και στο εργαστήριο αποκαλύπτει επίσης ότι το μέγεθος και η δομή του πληθυσμού μπορεί να επηρεάσει το αποτέλεσμα και τη γενετική βάση της επιλογής. Επειδή το εργαστήριο επιβάλλει ένα συγκεκριμένο μέγεθος και δομή πληθυσμού που τις περισσότερες φορές δεν σχετίζεται καλά με τους φυσικούς πληθυσμούς, το είδος της απόκρισης που παρατηρείται στο εργαστήριο μπορεί επίσης να μην αντιπροσωπεύει τον τρόπο με τον οποίο οι οργανισμοί είναι πιθανό να εξελιχθούν στο πεδίο. Η επαναληψιμότητα της προσαρμοστικής εξέλιξης σε φαινοτυπικό επίπεδο ως απόκριση σε συγκεκριμένες πιέσεις επιλογής έχει ήδη αποδειχθεί και στα δύο πεδία (π.χ., Ρέζνικ et αϊ. 1996ένα Losos et αϊ., 1997) και εργαστήριο (π.χ., Rainey and Travisano, 1998 Travisano and Rainey, 2000). Ωστόσο, μένουν πολλά να μάθουν για την επαναληψιμότητα της υποκείμενης γενετικής αρχιτεκτονικής αυτών των γεγονότων. Μελλοντικές μελέτες που αξιολογούν συγκεκριμένα παράγοντες, όπως το μέγεθος και τη δομή του πληθυσμού σε εργαστηριακές και επιτόπιες συνθήκες, θα μπορούσαν να δώσουν εικόνα σε αυτόν τον κατά μεγάλο μέρος ανεξερεύνητο τομέα της έρευνας. Τέλος, ένας συνδυασμός εργαστηριακών και επιτόπιων εργασιών αποκαλύπτει ότι η μελέτη οργανισμών στο εργαστήριο και μόνο σημαίνει συχνά μελέτη της εξέλιξης ελλείψει αντισταθμίσεων που συνήθως υπάρχουν στη φύση. Αυτές οι αντισταθμίσεις προκύπτουν επειδή οι οργανισμοί στη φύση τυπικά εμφανίζονται μέσα σε ένα μωσαϊκό ετερογενών περιβαλλόντων και κάτω από μια ποικιλία πιέσεων επιλογής. Έτσι, τα πλειοτροπικά αποτελέσματα και άλλα κόστη φυσικής κατάστασης που σχετίζονται με αλληλόμορφα που διαφορετικά θα ευνοούνταν ως απόκριση σε μια δεδομένη μορφή επιλογής υποδηλώνουν ότι η απουσία οποιωνδήποτε αντισταθμίσεων φυσικής κατάστασης μπορεί να αποφέρει μια ποικιλία εργαστηριακών τεχνουργημάτων. Συνοψίζοντας, υποστηρίζουμε ότι η κατανόησή μας για το πώς οι φαινότυποι και οι γονότυποι ανταποκρίνονται στην επιλογή θα ενημερωθεί καλύτερα από μελέτες προσαρμογής τόσο σε εργαστηριακές όσο και σε φυσικές συνθήκες.

Από το Συμπόσιο Πειράματα επιλογής ως εργαλείο στην εξελικτική και συγκριτική φυσιολογία: Γνώμες σε σύνθετα χαρακτηριστικά παρουσιάστηκε στην Ετήσια Συνάντηση της Εταιρείας Ολοκληρωτικής και Συγκριτικής Βιολογίας, 5-9 Ιανουαρίου 2004, στη Νέα Ορλεάνη, Λουιζιάνα.


Διαταρακτική επιλογή Διαταρακτική επιλογή:
Ένας τύπος επιλογής που απομακρύνει άτομα από το κέντρο μιας φαινοτυπικής κατανομής και έτσι προκαλεί την κατανομή να γίνει διτροπική. συμβαίνει όταν η φυσική επιλογή ευνοεί και τα δύο άκρα συνεχούς διακύμανσης. Με τον καιρό, οι δύο ακραίες παραλλαγές θα γίνουν πιο κοινές και οι ενδιάμεσες καταστάσεις θα είναι λιγότερο κοινές ή θα χαθούν. Η διαταρακτική επιλογή μπορεί να οδηγήσει σε δύο νέα είδη.

Αυτό μπορεί να συμβεί σε ρηχά νερά ανάμεσα σε βράχους. Τα ανοιχτόχρωμα στρείδια είναι πιο κρυπτικά Κρυπτικός χρωματισμός:
Χρωματισμός που επιτρέπει σε έναν οργανισμό να ταιριάζει με το υπόβαθρο του και ως εκ τούτου να γίνει λιγότερο ευάλωτος στην αρπαγή ή την αναγνώριση από το θήραμα. (λιγότερο εύκολο να τα δει ένα αρπακτικό) επειδή ταιριάζουν με το χρώμα του βράχου. Τα στρείδια σκούρου χρώματος αναμειγνύονται στις σκιές που ρίχνουν οι βράχοι. Σε αυτή την περίπτωση, τα στρείδια μεσαίου χρώματος θα υφίστανται τη μεγαλύτερη λεία από τα καβούρια και τα πολύ ανοιχτόχρωμα και πολύ σκούρα στρείδια θα επιζούν για να αναπαραχθούν.


Παχαίνω

Η συνειδητοποίηση ότι οι άνθρωποι στον ανεπτυγμένο κόσμο επιλέγουν στην ουσία να εμποδίσουν τα γονίδιά τους να επιβιώσουν πέρα ​​από αυτά οδήγησε τον εξελικτικό βιολόγο Stephen Stearns να εξετάσει την εξέλιξη στις τρέχουσες γενιές με ριζοσπαστικό τρόπο.

Μια μακροχρόνια ιατρική μελέτη μιας μικρής πόλης στη Μασαχουσέτη, που ονομάζεται Framingham, του επέτρεψε να εξετάσει το ιατρικό ιστορικό χιλιάδων γυναικών από τα μέσα του 20ού αιώνα και να υπολογίσει πώς διαφέρουν οι άνθρωποι που κάνουν παιδιά από ο πληθυσμός στο σύνολό του.

Δεν του άφησε καμία αμφιβολία ότι οι άνθρωποι -τουλάχιστον στο Framingham- εξακολουθούν να εξελίσσονται και σε μια εκπληκτική κατεύθυνση.

Αυτό που βρήκαμε βασικά με το ύψος και το βάρος είναι ότι η φυσική επιλογή φαίνεται να λειτουργεί για να μειώσει το ύψος και να αυξήσει ελαφρώς το βάρος τους. & quot

Δεν επρόκειτο απλώς για την περίπτωση που οι άνθρωποι έτρωγαν περισσότερο και δεν υπήρχαν στοιχεία που να υποδηλώνουν ότι η τάση των ανθρώπων να παίρνουν βάρος και να χάνουν ύψος θα συνεχιζόταν επ' αόριστον.

Σε κάθε περίπτωση, οι αλλαγές ήταν πολύ μικρές και πολύ αργές, παρόμοιες με αυτές που λειτουργούσαν στις εξελικτικές μελέτες του Ντάργουιν.

Είναι ενδιαφέρον ότι ο Stearns πιστεύει ότι αντί να μας προστατεύει από τη φυσική επιλογή, οι αλλαγές που κάναμε στον κόσμο μπορεί να οδηγήσουν στην εξέλιξή μας.

Βλέπουμε ραγδαία εξέλιξη όταν υπάρχει γρήγορη περιβαλλοντική αλλαγή και το μεγαλύτερο μέρος του περιβάλλοντός μας είναι ο πολιτισμός και ο πολιτισμός εκρήγνυται », λέει ο καθηγητής Stearns.

& quot; Αυτό 's Πραγματικά πιστεύω ότι το μήνυμα της μελέτης Framingham, ότι συνεχίζουμε να εξελισσόμαστε, ότι η βιολογία θα αλλάξει με την κουλτούρα και είναι απλώς θέμα να μην μπορούμε να το δούμε επειδή εμείς κολλήσει στη μέση της διαδικασίας αυτή τη στιγμή. & quot

Η τεχνολογία μπορεί να έχει περιορίσει τον αντίκτυπο των εξελικτικών δυνάμεων όπως η αρπακτική και η ασθένεια, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι οι άνθρωποι έχουν σταματήσει να εξελίσσονται.

Μακριά από αυτό, σε έναν κόσμο παγκοσμιοποίησης, που προωθεί γρήγορα την ιατρική και τη γενετική επιστήμη και την αυξανόμενη δύναμη των ατόμων να καθορίζουν τις δικές τους επιλογές ζωής, μπορεί να έρθουν στο παιχνίδι πιο ισχυρές δυνάμεις.

Η κατεύθυνση της μελλοντικής μας εξέλιξης είναι πιθανό να καθοδηγείται τόσο από εμάς όσο και από τη φύση. Μπορεί να εξαρτάται λιγότερο από το πώς μας αλλάζει ο κόσμος, αλλά όλο και περισσότερο από την αυξανόμενη ικανότητά μας να αλλάξουμε τον κόσμο.

Horizon: Εξελισσόμαστε ακόμα; θα είναι στο BBC Two στις 2100 την Τρίτη 1 Μαρτίου 2011 ή θα παρακολουθήσετε στο διαδίκτυο στη συνέχεια μέσω του BBC iPlayer