آلية الانتقاء الطبيعي والأدلة والأنواع والأمثلة

ال الانتقاء الطبيعي هي آلية تطورية اقترحها عالم الطبيعة البريطاني تشارلز داروين ، حيث يوجد نجاح تناسلي تفاضلي بين أفراد السكان.

يعمل الانتقاء الطبيعي فيما يتعلق بتكاثر الأفراد الذين يحملون أليلات معينة تاركة أحفادًا أكثر من الأفراد الآخرين ذوي الأليلات المختلفة. هؤلاء الأفراد يتكاثرون أكثر وبالتالي يزيد من تواترهم. عملية الانتقاء الطبيعية الداروينية تؤدي إلى التكيف.

في ضوء علم الوراثة السكانية ، يُعرّف التطور بأنه تباين الترددات الأليلية في السكان. هناك عمليتان أو آليات تطورية تؤدي إلى هذا التغيير: الانتقاء الطبيعي والانحراف الجيني.

لقد أسيء تفسير الانتقاء الطبيعي منذ أن أعلن داروين أفكاره الثورية. بالنظر إلى السياق السياسي والاجتماعي في ذلك الوقت ، تم استنباط نظريات الطبيعة عن طريق الخطأ في المجتمعات البشرية ، وهي عبارة عن عبارات ناشئة أصبحت وسائل الإعلام والأفلام الوثائقية تظهر عليها الآن باعتبارها "بقاء الأقوى"..

مؤشر

• 1 ما هو الانتقاء الطبيعي?
• 2 الآلية
  • 2.1 التغيير
  • 2.2 الوراثة
  • 2.3 يرتبط الطابع الذي يختلف إلى اللياقة البدنية
  • 2.4 مثال افتراضي: ذيل السناجب
• 3 أدلة
  • 3.1 سجل الحفريات
  • 3.2 التماثل
  • 3.3 البيولوجيا الجزيئية
  • 3.4 الملاحظة المباشرة
• 4 ما ليس الانتقاء الطبيعي?
  • 4.1 ليس البقاء للأصلح
  • 4.2 ليس مرادفا للتطور
• 5 أنواع وأمثلة
  • 5.1 تثبيت الاستقرار
  • 5.2 اختيار الاتجاه
  • 5.3 اختيار التخريبية
• 6 المراجع

ما هو الانتقاء الطبيعي?

الانتقاء الطبيعي هو الآلية التي اقترحها عالم الطبيعة البريطاني تشارلز داروين في عام 1859. يتم التعامل مع الموضوع بتفصيل كبير في تحفة له أصل الأنواع.

إنها واحدة من أهم الأفكار في مجال علم الأحياء ، حيث إنها تشرح كيف نشأت اليوم جميع أشكال الحياة. وهو مشابه لأفكار العلماء العظماء في تخصصات أخرى ، مثل إسحاق نيوتن ، على سبيل المثال.

يشرح داروين من خلال العديد من الأمثلة التي لوحظت خلال رحلاته كيف أن الأنواع ليست كيانات ثابتة في الوقت المناسب ، ويقترح أنها تأتي جميعًا من سلف مشترك.

على الرغم من وجود العشرات من تعريفات الانتقاء الطبيعي ، فإن التعريف الأبسط والأكثر تحديدًا هو تعريف Stearns & Hoekstra (2000): "الانتقاء الطبيعي هو الاختلاف في النجاح التناسلي المرتبط بخاصية وراثية".

من الضروري أن نذكر أن التطور والانتقاء الطبيعي لا يسعان لتحقيق هدف أو أهداف ملموسة. إنها تنتج فقط كائنات حية تتكيف مع بيئتها ، دون أي نوع من المواصفات للتكوين المحتمل الذي ستحصل عليه هذه الكائنات.

تقنية

يعبر بعض المؤلفين عن أن الانتقاء الطبيعي يمثل حتمية رياضية ، لأنه يحدث عندما يتم استيفاء ثلاثة افتراضات ، والتي سنرى لاحقًا:

اختلاف

الأفراد الذين ينتمون إلى السكان الحالية الاختلافات. في الواقع ، الاختلاف هو شرط شرط لا غنى عنه بحيث تتم العمليات التطورية.

يحدث الاختلاف في الكائنات الحية على مستويات مختلفة ، من الاختلافات في النيوكليوتيدات التي تشكل الحمض النووي إلى التشكل والاختلافات في السلوك. ونحن خفض مستوى ، نجد المزيد من الاختلاف.

التوريث

يجب أن تكون الخاصية وراثية. هذه الاختلافات الموجودة في السكان يجب أن تنتقل من الآباء إلى الأطفال. للتحقق مما إذا كانت الشخصية قابلة للتوريث ، يتم استخدام معلمة تسمى "قابلية الوراثة" ، تُعرف على أنها نسبة التباين المظهري بسبب التباين الوراثي..

رياضيا ، يتم التعبير عنها كما ح² = V_G / (V_G + V_E). حيث الخامس_G هو التباين الوراثي والخامس_E هو منتج التباين للبيئة.

هناك طريقة بسيطة للغاية وبديهية لقياس وراثة: يتم قياس قياس شخصية الوالدين ضد. الشخصية في الأطفال. على سبيل المثال ، إذا أردنا تأكيد وراثة حجم الذروة في الطيور ، فإننا نقيس الحجم وفي الوالدين ونرسمها مقابل الحجم في الأطفال.

في حال لاحظنا أن الرسم البياني يميل إلى خط (the ص² قريبة من 1) يمكننا أن نستنتج أن الخصائص قابلة للوراثة.

الطابع الذي يختلف يرتبط لياقة بدنية

الشرط الأخير للاختيار الطبيعي للعمل في السكان هو علاقة السمة مع لياقة بدنية - تحدد هذه المعلمة قدرة التكاثر وبقاء الأفراد ، وتتراوح من 0 إلى 1.

بمعنى آخر ، يجب أن تزيد مثل هذه الميزة من النجاح التناسلي لشركتها.

مثال افتراضي: ذيل السناجب

فلنأخذ مجموعة من السناجب الافتراضية ونفكر فيما إذا كان الانتقاء الطبيعي قد يعمل أم لا.

أول شيء يجب علينا فعله هو إثبات وجود تباين في عدد السكان. يمكننا القيام بذلك عن طريق قياس الشخصيات المهمة. لنفترض أننا وجدنا تباينًا في الذيل: هناك متغيرات ذات ذيل طويل وذيل قصير.

بعد ذلك ، يجب أن نؤكد ما إذا كان "حجم الذيل" المميز قابلاً للوراثة. للقيام بذلك ، نقيس طول ذيل الوالدين ونرسمه على طول ذيل الأطفال. إذا وجدنا علاقة خطية بين المتغيرين ، فهذا يعني أن وراثة عالية ، على نحو فعال.

أخيرًا ، يجب أن نؤكد أن حجم الذيل يزيد من النجاح التناسلي للناقل.

قد يسمح الذيل الأقصر للأفراد بالتحرك بسهولة أكبر (هذا ليس صحيحًا بالضرورة ، إنه للأغراض التعليمية البحتة) ، ويسمح لهم بالهروب من الحيوانات المفترسة بشكل أكثر نجاحًا من حاملات الذيل الطويلة.

وهكذا ، على مر الأجيال ، سيكون "العمود القصير" المميز أكثر تكرارا في السكان. هذا هو التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي. ونتيجة هذه العملية البسيطة - لكنها قوية للغاية - هي التعديلات.

الأدلة

يتم دعم الانتقاء الطبيعي والتطور بشكل عام من خلال أدلة قوية بشكل غير عادي من مختلف التخصصات ، بما في ذلك علم الحفريات القديمة ، والبيولوجيا الجزيئية والجغرافيا.

سجل الحفريات

السجل الأحفوري هو أوضح دليل على أن الأنواع ليست كيانات ثابتة ، كما كان يعتقد قبل وقت داروين.

تناظر

أحفاد مع التعديلات المقترحة في أصل الأنواع ، تجد الدعم في الهياكل المتماثلة - الهياكل ذات الأصل المشترك ، ولكن هذا قد يقدم بعض الاختلافات.

على سبيل المثال ، ذراع الإنسان ، وجناح الخفافيش وزعانف الحيتان هي هياكل متجانسة مع بعضها البعض ، لأن الجد المشترك لكل هذه الأنساب كان له نفس نمط العظام في رؤسائهم. في كل مجموعة ، تم تعديل الهيكل اعتمادًا على نمط حياة الكائن الحي.

البيولوجيا الجزيئية

بنفس الطريقة ، تسمح التطورات في البيولوجيا الجزيئية بمعرفة المتواليات في الكائنات الحية المختلفة وليس هناك شك في أن هناك أصل مشترك.

الملاحظة المباشرة

أخيرا ، قد نلاحظ آلية الانتقاء الطبيعي في العمل. تتيح بعض المجموعات ذات الأجيال القصيرة جدًا ، مثل البكتيريا والفيروسات ، ملاحظة تطور المجموعة في فترة زمنية قصيرة. المثال النموذجي هو تطور المضادات الحيوية.

ما ليس الانتقاء الطبيعي?

على الرغم من أن التطور هو العلم الذي يعطي معنى لعلم الأحياء - نقلاً عن عالم الأحياء الشهير دوبزانسكي "لا يوجد شيء منطقي في علم الأحياء إلا في ضوء التطور" - هناك العديد من المفاهيم الخاطئة في علم الأحياء التطوري والآليات المتعلقة هذا واحد.

يبدو أن الانتقاء الطبيعي مفهوم شائع ، ليس فقط للأكاديميين ، ولكن أيضًا للسكان بشكل عام. ومع ذلك ، على مر السنين ، تم تشويه الفكرة وتشويهها في كل من الأكاديمية ووسائل الإعلام.

ليس البقاء للأصلح

عند ذكر "الانتقاء الطبيعي" ، يكاد يكون من المستحيل عدم استحضار عبارات مثل "البقاء للأصلح أو الأقوى". على الرغم من أن هذه العبارات تحظى بشعبية كبيرة وتستخدم على نطاق واسع في الأفلام الوثائقية وما يتصل بها ، لا تعبر بدقة عن معنى الانتقاء الطبيعي.

يرتبط الانتقاء الطبيعي مباشرة بتكاثر الأفراد وبصورة غير مباشرة للبقاء. منطقيا ، كلما زاد عمر الفرد ، زادت فرصته في إعادة إنتاج نفسه. ومع ذلك ، فإن الاتصال المباشر للآلية هو مع الاستنساخ.

بنفس الطريقة ، فإن الكائن "الأقوى" أو "الأكثر رياضية" لا يتكاثر دائمًا بكمية أكبر. لهذه الأسباب ، من الضروري التخلي عن العبارة المعروفة.

انها ليست مرادفا للتطور

التطور هو عملية من خطوتين: واحدة تسبب التباين (الطفرة وإعادة التركيب) ، وهي عشوائية ، والخطوة الثانية التي تحدد التغيير في ترددات الأليل في السكان.

يمكن أن تحدث هذه المرحلة الأخيرة عن طريق الانتقاء الطبيعي أو عن طريق الجينات أو الانجراف الجيني. لذلك ، الانتقاء الطبيعي ليس سوى الجزء الثاني من هذه الظاهرة الأكبر التي تسمى التطور.

أنواع وأمثلة

هناك العديد من التصنيفات للاختيار. يصنف الأول أحداث الاختيار وفقًا لتأثيرها على المتوسط ​​والتباين في توزيع التردد للشخصية المدروسة. هذه هي: الاستقرار ، واختيار الاتجاه والتخريبية

لدينا أيضا تصنيف آخر يعتمد على اختلاف لياقة بدنية حسب تواتر الأنماط الجينية المختلفة للسكان. هذه هي اختيار يعتمد على تردد الإيجابية والسلبية.

أخيرًا ، هناك اختيار صعب وناعم. يعتمد هذا التصنيف على وجود منافسة بين أفراد السكان وعلى حجم الضغط الانتقائي. بعد ذلك سنصف أهم ثلاثة أنواع للاختيار:

تثبيت الاختيار

هناك اختيار مستقر عندما يكون للأفراد الذين لديهم "متوسط" أو أكثر شخصية متكررة (أولئك الذين هم في أعلى نقطة في توزيع الترددات) أعلى لياقة بدنية.

في المقابل ، يتم القضاء على الأفراد الذين هم في ذيول الجرس ، بعيدا جدا عن المتوسط ​​، مع خطوة الأجيال.

في نموذج الاختيار هذا ، يظل الوسط ثابتًا على مدار الأجيال ، بينما ينخفض ​​التباين.

والمثال الكلاسيكي لاختيار الاستقرار هو وزن الطفل عند الولادة. على الرغم من أن التطورات الطبية قد خففت من هذا الضغط الانتقائي من خلال إجراءات مثل العملية القيصرية ، إلا أن الحجم عادة ما يكون عاملاً حاسماً.

يفقد الأطفال الصغار الحرارة بسرعة ، بينما يعاني الأطفال الذين لديهم وزن أكبر بكثير من متوسط ​​الوزن من مشاكل في الولادة.

إذا كان الباحث يسعى إلى دراسة نوع الاختيار الذي يحدث في مجتمع معين ويقيس فقط متوسط ​​الخاصية ، فقد يصل إلى استنتاجات خاطئة ، معتقدين أن التطور لا يحدث في السكان. لذلك ، من المهم قياس تباين الشخصية.

اختيار الاتجاه

يشير نموذج الاختيار الاتجاهي إلى أنه على مدار الأجيال ، نجا الأفراد الذين هم في أي من ذيول توزيع التردد ، إما القطاع الأيسر أو الأيمن.

في نماذج الاختيار الاتجاهي ، يتحرك المتوسط ​​بمرور الأجيال ، بينما يظل التباين ثابتًا.

ظاهرة الانتقاء الاصطناعي التي يقوم بها البشر على حيواناتهم ونباتاتهم المنزلية هي اختيار اتجاهي نموذجي. عمومًا ، يُطلب أن تكون الحيوانات (مثل الماشية) أكبر ، وتنتج المزيد من الحليب ، وتكون أقوى ، إلخ. بالطريقة نفسها يحدث في النباتات.

مع مرور الأجيال ، يختلف متوسط ​​الشخصية المختارة للسكان حسب الضغط. في حال كنت تبحث عن أبقار أكبر ، فإن المتوسط ​​سيزداد.

في نظام بيولوجي طبيعي ، يمكننا أن نأخذ مثال فرو بعض الثدييات الصغيرة. إذا انخفضت درجة الحرارة باستمرار في موائلها ، تلك المتغيرات التي تحدث عن طريق طفرة عشوائية ، سيتم اختيار طبقة أكثر سمكا.

اختيار التخريبية

أفعال الاختيار التخريبية لصالح الأفراد الذين هم بعيدون عن المتوسط. مع مرور الأجيال ، تزيد ذيولها من تواترها ، بينما يبدأ الأفراد الذين كانوا قريبين من المتوسط ​​في الانخفاض.

في هذا النموذج ، يمكن الحفاظ على المتوسط ​​ثابتًا ، بينما يزيد التباين - يصبح المنحنى أوسع وأوسع إلى أن ينتهي تقسيمه إلى قسمين..

يُقترح أن يؤدي هذا النوع من الاختيار إلى حدوث أحداث شائعة ، شريطة أن تحدث عزلة كافية بين المورفولوجيين الموجودين في طرفي الذيل..

على سبيل المثال ، قد يكون لبعض أنواع الطيور اختلافات ملحوظة في ذروتها. لنفترض أن هناك بذورًا مثالية للقمم الصغيرة جدًا والبذور المثالية للقمم الكبيرة جدًا ، لكن القمم الوسيطة لا تحصل على الغذاء المناسب.

وهكذا ، سيزداد الطرفان في التردد ، وإذا حدثت الظروف الملائمة التي تستحث أحداث التزايد ، فقد يكون مع مرور الوقت الأفراد ذوو الاختلافات المختلفة في الذروة نوعين جديدين..

مراجع

1. Audesirk، T.، Audesirk، G.، & Byers، B. E. (2004). علم الأحياء: العلم والطبيعة. بيرسون التعليم.
2. داروين ، سي. (1859). على أصول الأنواع عن طريق الانتقاء الطبيعي. موراي.
3. Freeman، S.، & Herron، J. C. (2002). التحليل التطوري. برنتيس هول.
4. Futuyma، D. J. (2005). تطور . Sinauer.
5. Hickman، C. P.، Roberts، L.S.، Larson، A.، Ober، W.C.، & Garrison، C. (2001). مبادئ متكاملة لعلم الحيوان (المجلد 15). نيويورك: ماكجرو هيل.
6. رايس ، س. (2007).موسوعة التطور. حقائق على الملف.
7. Russell، P.، Hertz، P.، & McMillan، B. (2013). علم الأحياء: العلوم الديناميكية. نيلسون التعليم.
8. سولير ، M. (2002). التطور: أساس علم الأحياء. مشروع الجنوب.