Uwagi na temat rodzajów naturalnego doboru ewolucji (z przykładami)

Przeczytaj ten artykuł, aby zapoznać się z różnymi przykładami naturalnej selekcji ewolucji!

Selekcja to proces, w którym organizmy, które wyglądają fizycznie, fizjologicznie i behawioralnie lepiej przystosowane do środowiska, przeżywają i rozmnażają się; te organizmy, które nie są tak dobrze zaadaptowane albo nie rozmnażają się, albo umierają.

Zdjęcie dzięki uprzejmości: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg

Dawne organizmy przekazują swoje udane postacie następnemu pokoleniu, podczas gdy drugie nie. Wybór zależy od istnienia fenotypowej zmienności w populacji i jest częścią mechanizmu, dzięki któremu gatunek dostosowuje się do swojego środowiska.

Populacja ma trzy typy osób na podstawie ich średniej wielkości, dużych i małych rozmiarów. W naturalnych i sztucznych populacjach występują trzy rodzaje selekcji, które określa się jako stabilizujące, kierunkowe i destrukcyjne.

1. Wybór stabilizujący (wybór równowagi):

Ten rodzaj selekcji faworyzuje osoby o średnich rozmiarach, eliminując osoby o małych rozmiarach. Zmniejsza zmienność i dlatego nie promuje zmian ewolucyjnych. Utrzymuje jednak średnią wartość z pokolenia na pokolenie. Jeśli narysujemy graficzną krzywą populacji, ma ona kształt dzwonka.

Przykład:

Występuje we wszystkich populacjach i ma tendencję do eliminowania ekstremów z populacji, np. Istnieje optymalna długość skrzydła dla jastrzębia o określonej wielkości z pewnym trybem życia w danym środowisku. Dobór stabilizujący, działający poprzez różnice w potencjale hodowlanym, wyeliminuje jastrzębie z rozpiętościami skrzydeł większymi lub mniejszymi od tej optymalnej długości.

2. Wybór kierunkowy (wybór progresywny):

W tym wyborze populacja zmienia się w kierunku jednego określonego kierunku. Oznacza to, że ten rodzaj selekcji faworyzuje małe lub duże osoby, a więcej osób tego typu będzie obecnych w następnym pokoleniu. Zmienia się średnia wielkość populacji.

Przykłady:

Ewolucja komarów odpornych na DDT, industrialny melanizm w ćmy popielatej i ewolucja żyrafy.

3. Wybór zakłócający (wybór dywersyfikacji):

Ten rodzaj selekcji preferuje zarówno małe, jak i duże osoby. Eliminuje większość członków ze średnią ekspresją, więc wytwarza dwa piki w rozkładzie cechy, które mogą prowadzić do rozwoju dwóch różnych populacji. Ten rodzaj selekcji jest przeciwny stabilizacji selekcji i jest rzadki w naturze, ale jest bardzo ważny w doprowadzeniu do zmiany ewolucyjnej.

Przykład:

Stebbins i jego współpracownicy badali przykład selekcji destrukcyjnej w populacji słoneczników w dolinie Sacramento w Kalifornii w ciągu 12 lat. Na początku genetycznie zmienna populacja tych słoneczników była hybrydą między dwoma gatunkami. Po pięciu latach populacja podzieliła się na dwie subpopulacje oddzielone trawą.

Jedna z tych subpopulacji zajmowała względne miejsce suche i inne zajmowane stosunkowo wilgotne miejsce. W ciągu następnych siedmiu lat wielkość populacji ulegała dużym fluktuacjom w odpowiedzi na różnice w opadach, ale różnice między dwiema subpopulacjami zostały utrzymane.

Przykłady doboru naturalnego:

1. Przemysłowy melanizm:

Jest to adaptacja, w której ćmy żyjące na terenach przemysłowych opracowały pigmenty melaniny, aby dopasować swoje ciało do pni drzew. Problem melanizmu przemysłowego w ciem jest pierwotnie badany przez RA Fischera i EB Forda; w ostatnim czasie przez HBD Kettlewell.

Występowanie przemysłowego melanizmu jest ściśle związane z postępem rewolucji przemysłowej w Wielkiej Brytanii w XIX wieku. Wystąpiło w kilku gatunkach motyli. Spośród nich najbardziej intensywnie badana jest ćma miodowa (Biston betularia).

Przemysłowy melanizm można krótko opisać w następujący sposób.

(i) Mięta z nasionami występowała w dwóch odmianach (formach): jasna (biała) i melaniczna (czarna).

(ii) W przeszłości kora drzew była pokryta białawymi porostami, więc białe ćmy uciekały niezauważone przed drapieżnymi ptakami.

(iii) Po uprzemysłowieniu kłęby zostały zasłonięte dymem, więc białe ćmy zostały selektywnie zebrane przez ptaki.

(iv) Ale czarne ćmy uciekły niezauważone, więc udało im się przeżyć, skutkując większą populacją czarnych ciem i mniejszą liczbą białych ćm.

Tak więc przemysłowy melanizm wspiera ewolucję przez dobór naturalny.

2. Odporność owadów na pestycydy:

DDT, który pojawił się w późniejszym okresie w 1945 r., Był uważany za skuteczny środek owadobójczy przeciwko szkodnikom domowym, takim jak komary, muchy domowe, wszy itp. Ale w ciągu dwóch do trzech lat od wprowadzenia tego środka owadobójczego, nowy odporny na DDT w populacji pojawiły się komary. Te zmutowane szczepy, które są oporne na DDT, wkrótce stały się dobrze ugruntowane w populacji iw dużym stopniu zastąpiły pierwotne wrażliwe na DDT komary.

3. Odporność na antybiotyki u bakterii:

Dotyczy to również bakterii chorobotwórczych, przeciwko którym stosujemy antybiotyki lub leki w celu zabicia tych bakterii. Kiedy populacja bakterii spotyka się z określonym antybiotykiem, wrażliwi na nią umierają. Ale niektóre bakterie mające mutacje stają się oporne na antybiotyk. Tak odporne bakterie przeżywają i rozmnażają się szybko, gdy umierają konkurencyjne bakterie.

Wkrótce geny opornościowe stają się powszechne, a cała populacja bakterii staje się oporna.

Genetyczna podstawa adaptacji Doświadczenie na podstawie replikacji Lederberga w celu zilustrowania roli doboru naturalnego (ryc. 7.54):

Eksperyment Joshua Lederberg i Esther Lederberg byli w stanie wykazać, że istnieją mutacje, które są w rzeczywistości przedadaptacyjne. Zasadniczo bakterie są uprawiane przez wysiewanie rozcieńczonych zawiesin komórek bakteryjnych na półstałych płytkach agarowych zawierających pełną pożywkę z antybiotykiem, takim jak penicylina. Po pewnym okresie kolonie pojawiają się na płytkach agarowych. Każda z tych kolonii rozwija się z pojedynczej komórki bakteryjnej poprzez mitotyczne podziały komórkowe. Lederberg zaszczepił bakterie na płytce agarowej i uzyskał płytkę z kilkoma koloniami bakteryjnymi. Ta płytka jest nazywana "płytką wzorcową".

Następnie utworzyli kilka replik z tej płyty głównej. W tym celu wzięli sterylną aksamitną tarczę, zamontowaną na drewnianym klocku, który został delikatnie wciśnięty na płytę główną. Niektóre komórki bakterii z każdej kolonii przykleiły się do aksamitnej tkaniny. Naciskając ten aksamit na nowe płytki agarowe o minimalnym podłożu, byli oni w stanie uzyskać dokładne repliki płytki wzorcowej.

Wynikało to z faktu, że komórki bakterii zostały przeniesione z jednej płyty na drugą przez aksamit. Następnie próbowali wykonać repliki na płytkach agarowych z minimalnym podłożem zawierającym antybiotyk penicylinę, kolonie replik nie powstały. Nowe kolonie, które rosły, były naturalnie oporne na streptomycynę / penicylinę.

Nowe kolonie, które nie rosły, były wrażliwymi koloniami. Dlatego w niektórych komórkach bakteryjnych nastąpiła adaptacja do wzrostu na pożywce zawierającej antybiotyk (penicylinę). To udowodniło, że mutacje miały miejsce zanim bakterie zostały wystawione na działanie penicyliny.

4. Niedokrwistość sierpowata:

Jeden z najlepszych przykładów został odkryty w populacjach ludzkich zamieszkujących tropikalną i subtropikalną Afrykę. Gen komórek sierpowatych wytwarza wariant białka hemoglobiny, który różni się od normalnej hemoglobiny pojedynczym aminokwasem. U ludzi, homozygotycznych pod kątem tej nieprawidłowej hemoglobiny, czerwone krwinki (RBC) stają się sierpowate, a stan ten opisany jest jako anemia sierpowata.

Osoby dotknięte tą chorobą zazwyczaj umierają przed wiekiem reprodukcyjnym z powodu ciężkiej niedokrwistości hemolitycznej. Pomimo swojej niekorzystnej natury, gen ma wysoką częstotliwość w niektórych częściach Afryki, gdzie malaria występuje również w wysokich częstotliwościach. Później odkryto, że heterozygoty cech sierpowatokomórkowej są wyjątkowo odporne na malarię.

Tak więc w niektórych częściach Afryki ludzie homozygotyczni pod względem prawidłowego genu mają tendencję do umierania z powodu malarii, a ci homozygotyczni pod względem anemii sierpowatych mają skłonność umrzeć z powodu ciężkiej niedokrwistości; podczas gdy osoby heterozygotyczne przeżywają i mają selektywną przewagę nad jednym z homozygot. Niedokrwistość sierpowata jest spowodowana substytucją kwasu glutaminowego przez walinę w szóstej pozycji łańcucha beta hemoglobiny.

5. Niedobór dehydrogenazy 6-fosforanowej glukozy (G-6-PD):

Występuje on jako wrodzony błąd metabolizmu u niektórych osób. Jest również nazywany favism, ponieważ fasola powoduje hemolizę u pacjentów. Leki przeciwmalaryczne, takie jak primaquin, powodują hemolizę u takich osób. Hemoliza wynika z produkcji H ₂ 0 _2, która nie jest usuwana z powodu niedoboru 6-PD Glikozy, a wynikiem jest brak NADPH ₂ . Pasożyty malarii nie mogą ukończyć schizogonii u pacjentów z niedoborem 6-PD Glukozy z powodu przedwczesnej śmierci krwinek czerwonych.

6. Polimorfizm genetyczny:

Polimorfizm odgrywa znaczącą rolę w procesie doboru naturalnego. Jest zdefiniowany jako istnienie dwóch lub więcej form tego samego gatunku w obrębie tej samej populacji i może odnosić się do cech biochemicznych, morfologicznych i behawioralnych. Istnieją dwie formy polimorfizmu Zrównoważony polimorfizm i Transientowy polimorfizm.

Zrównoważony polimorfizm:

Dzieje się tak, gdy różne formy współistnieją w tej samej populacji w stabilnym środowisku. Zilustrowano to najwyraźniej przez istnienie dwóch płci u zwierząt i roślin. Częstotliwości genotypowe różnych form wykazują równowagę, ponieważ każda forma ma selektywną przewagę o równej intensywności. U ludzi istnienie grup krwi А, В, AB i О to przykłady zrównoważonego polimorfizmu.

Podczas gdy częstości genotypowe w różnych populacjach mogą się różnić, pozostają one stałe od pokolenia do generacji w tej populacji. Jest tak, ponieważ żaden z nich nie ma wybiórczej przewagi nad drugą.

Statystyki pokazują, że biali ludzie z grupy krwi О mają dłuższą oczekiwaną długość życia niż inni grupy krwi, ale, co interesujące, mają również zwiększone ryzyko wystąpienia wrzodu dwunastnicy, który może przebić i doprowadzić do śmierci. Czerwono-zielona barwna ślepota u ludzi jest kolejnym przykładem polimorfizmu, podobnie jak istnienie robotników, dronów i królowych w owadach społecznych oraz ułożonych w pierwiosnki postaci o oczach i oczach.

Przemijający polimorfizm:

Dzieje się tak, gdy występują różne formy lub przekształcenia w populacji poddanej silnej presji selekcyjnej. Częstotliwość fenotypowego wyglądu każdej postaci zależy od intensywności presji selekcyjnej, takiej jak melaniczne i nie-melaniczne formy ćmy popielonej. Przemijający polimorfizm ma zwykle zastosowanie w sytuacjach, w których jedna forma jest stopniowo zastępowana inną.