الانتقاء الطبيعي: التعريف ، نظرية داروين ، أمثلة وحقائق

تم اقتراح مفهوم الانتقاء الطبيعي لأول مرة رسميًا في مؤتمر علم الأحياء لجمعية لينيان. في 1 يوليو 1858 ، تم تقديم ورقة مشتركة حول هذا الموضوع ونشرت لاحقًا. وشملت مساهمات من تشارلز داروين و ألفريد راسل والاس.

كتب كلا الرجلين عن فكرة أن الانتقاء الطبيعي ساهم في تطور الأرض من خلال بقاء الكائنات الحية الأكثر ملاءمة لبيئتها. أدرك العلماء في ذلك الوقت أن التطور حدث لكنهم لم يعرفوا كيف تطورت الأنواع.

بعد مقدمة الانتقاء الطبيعي ، تناول داروين الموضوع بالتفصيل بنظريته في التطور وكتابه ، حول أصل الأنواع، تم نشره عام 1859. عمله مع عصافير داروين وأفكاره البقاء للأصلح شرح آلية الانتقاء الطبيعي وكيف يمكن أن يؤدي إلى تكاثر أنواع مختلفة من الكائنات الحية.

التطور هو التغيير التراكمي في خصائص الكائن الحي أو السكان على مدى الأجيال القادمة. يتم تلخيصه في بعض الأحيان كـ هبوط مع تعديل. الانتقاء الطبيعي هو إحدى الآليات التي تقود التطور.

لكي تكون خاصية نشطة أو سمة تؤدي إلى حدوث الانتقاء الطبيعي ، يجب أن تتمتع السمة بالسمات التالية:

• التوريث. يمكن أن تؤثر السمة على التطور من خلال الانتقاء الطبيعي فقط إذا تم نقلها من الآباء إلى الأحفاد.
• وظائف. يجب أن يكون للسمة وظيفة. يجب أن تفعل السمات شيئًا ما لكي يحدث الانتقاء الطبيعي.
• مميزات. لكي يتم اختيار السمة لنقلها إلى الأحفاد ، يجب أن تمنح ميزة للكائن الحي الذي يمتلكها ، أو تجعل الكائن الحي أكثر ملاءمة للبقاء في بيئته.
• أصل. يجب أن تكون السمة قد تسببت في تطور الكائنات الحية لأنها جعلت الكائنات الحية التي لديها أكثر ملاءمة للبقاء. إذا تغيرت الكائنات الحية بسبب آلية أخرى ، مثل الطفرة الجينية ، فهذا ليس بسبب الانتقاء الطبيعي.

بناءً على السجل الأحفوري ، من الواضح أن الأنواع تتغير بمرور الوقت وأن الأنواع الجديدة تتطور بينما يموت الآخرون. قبل داروين ، لم يكن هناك تفسير لكيفية حدوث مثل هذه التغييرات.

ال نظرية التطور يصف ما يحدث عندما تصبح خصائص بعض الأفراد من الأنواع سائدة و الانتقاء الطبيعي يصف كيف تأتي هذه الغلبة.

درس داروين الانتقاء الطبيعي في العصافير. حتى عندما تقوم آلية أخرى مثل الطفرة بتغيير مجموعة سكانية ، إذا لم تمنح الطفرة ميزة طبيعية ، فقد تموت بسبب الانتقاء الطبيعي.

ضمن الأنواع ، تشتمل المجموعة النموذجية على أفراد ذوي سمات متفاوتة لأنهم يتلقون نصف ما لديهم الكود الجيني من الأب والنصف من الأم. بالنسبة للسمات ذات الأساس الجيني ، ينتج عن هذا المزيج من الجينات من الآباء مجموعة متنوعة من الخصائص لدى أفراد السكان.

مزيج السمات لدى بعض الأفراد يمنحهم ميزة في البحث عن الطعام والتكاثر أو مقاومة الحيوانات المفترسة أو المرض. يتلقى الأفراد الآخرون سمات تضعهم في وضع غير مؤات.

سيعيش الأفراد المحظوظون لفترة أطول وينتجون المزيد من الأحفاد سيحصل أحفادهم في الغالب على الجينات التي تؤدي إلى السمات المميزة. بمرور الوقت ، سوف يتطور معظم السكان مع السمات المميزة ، وستختفي السمات التي تضفي عيبًا. اختار الانتقاء الطبيعي الأفراد ذوي الخصائص الإيجابية.

في عام 1831 ، أرسلت البحرية البريطانية سفينة المسح HMS Beagle في رحلة لرسم الخرائط حول العالم. جاء تشارلز داروين على متن السفينة بصفته عالم الطبيعة المكلف بمراقبة الحيوانات والنباتات المحلية. استغرقت الرحلة خمس سنوات وقضت الكثير من الوقت على طول سواحل المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ في أمريكا الجنوبية.

عند مغادرة أمريكا الجنوبية من أجل عبور المحيط الهادئ إلى نيوزيلندا ، أمضت السفينة خمسة أسابيع في استكشاف جزر غالاباغوس. كما فعل في كل مكان ، قام داروين بتدوين ملاحظات مستفيضة حول خصائص النباتات والحيوانات التي وجدها. في النهاية ستشكل هذه الملاحظات الأساس لتطويره لمفهوم الانتقاء الطبيعي ونظريته في التطور.

بالعودة إلى إنجلترا ، قام داروين وزميله في علم الطيور بفحص ملاحظات داروين حول عصافير جزر غالاباغوس. من الواضح أن الجزر كانت موطنًا لـ 13 نوعًا مختلفًا من العصافير في حين أن أقرب كتلة يابسة في أمريكا الجنوبية على بعد 600 ميل بها نوع واحد فقط. كان الاختلاف الرئيسي بين الأنواع هو حجم وشكل مناقير.

قاده تحليل داروين لملاحظاته إلى استخلاص الاستنتاجات التالية:

• كانت العصافير مناقير مختلفة لأنهم عاشوا في جزر مختلفة في بيئات مختلفة.
• لم تسبب البيئة اختلافات في مناقير لأنه لم تكن هناك آلية لمثل هذا التأثير.
• يجب أن تكون خصائص المنقار المختلفة جميعها موجودة في عشائر العصافير الأصلية.
• عندما استقرت العصافير من السكان الأصليين على جزيرة ، العصافير مع مناقير تتكيف بشكل أفضل مع الإمدادات الغذائية المحلية سيكون لها ميزة.
• تناسب العصافير مع مناقير مصدر الغذاء في جزيرتهم البقاء على قيد الحياة بأعداد أكبر من العصافير الأقل تكيفًا.
• في نهاية المطاف ، على مدى أجيال عديدة ، ستشكل العصافير الموجودة على الجزيرة نوعًا مميزًا مع أ حجم وشكل المنقار المميزين لأن العصافير مع تلك المنقار ستكون الأنسب لها بيئة.

بهذه الاستنتاجات ، شرح داروين تطور مناقير العصافير في جزر غالاباغوس باقتراح آلية الانتقاء الطبيعي. لخص هذه الآلية على النحو التالي البقاء للأصلح، حيث تم تعريف الملاءمة النجاح الإنجابي.

في استنتاجاته ، اعتمد داروين على ملاحظاته وملاحظاته الخاصة وتفسيره لكتابات توماس روبرت مالتوس. كان مالثوس عالمًا إنجليزيًا نشر في عام 1798 نظريته القائلة بأن النمو السكاني سيتجاوز دائمًا الإمدادات الغذائية. والنتيجة الطبيعية هي أنه في أي مجموعة سكانية ، سيموت العديد من الأفراد بسبب المنافسة على الإمداد المحدود من الغذاء.

الملاحظات الثلاثة التي سمحت لداروين بتطوير نظريته عن التطور والانتقاء الطبيعي هي:

1. يظهر الأفراد في مجموعة سكانية تباينًا في السمات مثل اللون والسلوك والحجم والشكل بسبب الاختلاف الجيني.
2. تنتقل بعض السمات من الآباء إلى الأحفاد وهي موروثة.
3. يفرط الوالدان في إنتاج النسل حتى لا يعيش البعض.

بناءً على هذه الملاحظات ، اقترح داروين أن هؤلاء الأفراد الذين يتمتعون بصفات تجعلهم أكثر لياقة سيكونون هم من سيبقون على قيد الحياة بينما يموت الأقل لياقة. بمرور الوقت ، سيهيمن الأفراد على السكان بالسمات التي تجعلهم أكثر لياقة.

تُظهر مجموعات البكتيريا انتقاءًا طبيعيًا قويًا جدًا لأنها يمكن أن تتكاثر بسرعة. عادة ما تتكاثر حتى تصل إلى قيود مثل نقص الطعام أو المساحة أو الموارد الأخرى. في هذه المرحلة ، ستبقى تلك البكتيريا الأكثر ملاءمة لبيئتها على قيد الحياة بينما يموت الباقي.

أحد الأمثلة على الانتقاء الطبيعي في البكتيريا هو تطور مقاومة المضادات الحيوية. عندما تسبب البكتيريا عدوى ويعالج الفرد بالمضادات الحيوية ، فإن أي بكتيريا لها سمة مقاومة المضادات الحيوية ستبقى على قيد الحياة بينما تموت جميع البكتيريا الأخرى. يعد انتشار البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية مشكلة طبية رئيسية.

تتطور النباتات لتصبح مناسبة لبيئتها من خلال الانتقاء الطبيعي. تقوم بعض النباتات بتطوير ألوان الزهور لجذب الملقحات من نوع معين وتطوير آليات خاصة لنشر بذورها. عليهم التكيف مع ضوء الشمس أكثر أو أقل ومكافحة الآفات.

الصبار مثال على الانتقاء الطبيعي في النباتات. في الصحراء حيث يعيشون ، هناك الكثير من ضوء الشمس وقليل من الماء وأحيانًا حيوان سيحب لدغة مثيرة.

نتيجة لذلك ، طور الصبار أجسامًا مضغوطة أو أوراقًا صغيرة عصارية ذات قشرة سميكة للحماية من أشعة الشمس القوية وتقليل فقد الماء. يمكنهم أيضًا تخزين المياه ولديهم مسامير حادة لتثبيط الحيوانات. كان الصبار بهذه الصفات هو الأصلح ، وما زال يتطور.

مثال آخر هو التغيير في حقل الخردل بسبب الجفاف في جنوب كاليفورنيا. للبقاء على قيد الحياة في حالة الجفاف ، يجب أن تنمو النباتات وتزهر وتوزع بذورها بسرعة. أصبحت نباتات الخردل في حقل جنوب كاليفورنيا التي ازدهرت مبكرًا هي المهيمنة بينما ماتت تلك المزهرة لاحقًا.

الحيوانات لديها مجال أكبر للتأثير على بقائها لأنها يمكن أن تشارك في أنماط السلوك المعقدة. تندرج السمات التي يمكن أن تحدد اللياقة البدنية تحت ثلاث فئات رئيسية. تعد القدرة على العثور على ما يكفي من الطعام من خلال الصيد أو البحث عن الطعام مفتاحًا للبقاء على قيد الحياة.

معظم الحيوانات لديها الحيوانات المفترسة، وسمات معينة تسمح لهم بتجنب الأكل. أخيرًا ، تتيح القدرة على العثور على رفيقة وجذبها نقل سماتها الإيجابية إلى الأبناء.

تشمل الخصائص النموذجية التي تؤثر على الانتقاء الطبيعي ما يلي:

• حركة. تحدد القدرة على الجري أو السباحة أو الطيران بسرعة ما إذا كان الحيوان قادرًا على الصيد بنجاح أو الهروب من الحيوانات المفترسة.
• تمويه. إذا تمكن الحيوان من الاختباء بنجاح ، فيمكنه تجنب الحيوانات المفترسة أو الفريسة.
• حصانة. ستكون بعض الحيوانات أكثر مقاومة للمرض من غيرها وستبقى على قيد الحياة.
• الخضوع ل. غالبًا ما يتضمن التنافس على رفيق اختبارات القوة مع أعضاء آخرين من نفس النوع.
• حواس. الحيوانات التي تستطيع أن ترى أو تشم أو تسمع بشكل أفضل قد يكون لديها فرصة أفضل للبقاء على قيد الحياة.
• الخصائص الجنسية. يعتمد الانتقاء الطبيعي في الحيوانات على التكاثر الناجح بعد جذب رفيقة.

تتطور الحيوانات باستمرار ، أولاً لتتكيف بشكل أفضل مع بيئة معينة ، وبعد ذلك ، إذا تغيرت البيئة ، تتكيف مع البيئة الجديدة. يمكن أن يسبب الانتقاء الطبيعي تغيرات تطورية في المجموعات السكانية الحالية ويمكنه أيضًا تفضيل نوع على آخر إذا كان هناك نوعان يتنافسان على نفس المساحة والموارد.

يمكن رؤية الانتقاء الطبيعي في الحيوانات بشكل أفضل عندما تتغير البيئة بطريقة ما ، وتصبح الحيوانات ذات الخصائص المحددة أكثر ملاءمة وسرعان ما تصبح مهيمنة.

على سبيل المثال ، كانت فراشة لندن ذات لون فاتح مع بقع داكنة. خلال الثورة الصناعية ، أصبحت المباني مظلمة بالسخام. يمكن للطيور بسهولة رؤية الفراشات ذات الألوان الفاتحة على الخلفية المظلمة ، وسرعان ما لم يتبق منها سوى الفراشات ذات الألوان الداكنة. فضل الانتقاء الطبيعي العث مع وجود بقع داكنة أكبر وأكبر.

في مثال آخر ، لنفترض أن بعض الحشرات أصبحت مقاومة لمبيدات الآفات الكيميائية بسرعة كبيرة. حتى لو كان عدد قليل من الأفراد مقاومًا ، سيموت البقية ، وستبقى الحشرات المقاومة على قيد الحياة. عادة ما تنتج الحشرات أعدادًا كبيرة من النسل ، لذا فإن الحشرات ذات الجينات المقاومة ستتولى زمام الأمور بسرعة.

في مثال على التفضيل الإنجابي ، تختار إناث الطاووس رفقاءها بناءً على حجم ذيولها وسطوعها. بعد آثار الانتقاء الطبيعي، معظم ذكور الطاووس اليوم لديهم ذيول كبيرة ذات ألوان زاهية.

بينما اشتهر داروين بمنشوراته حول نظرية التطور ، فإن الانتقاء الطبيعي هو الذي يمد التغيير والتكيف في الأنواع. ورقة تشارلز داروين عام 1858 ، مع مساهمات من ألفريد راسل والاس نُشرت ورقته البحثية في نفس الوقت ، غيرت إلى الأبد كيف ينظر الناس إلى التطور والتغيرات الطبيعية في النباتات والحيوانات التي تحدث باستمرار حولها معهم.