Fungerer naturlig udvælgelse på genotype eller fænotype?

I Darwins 1859-bog "On the Origin of Species" spurgte han, kan det være en overraskelse, at "variationer er nyttige på en eller anden måde for hver at være i den store og komplekse kamp af livet, skulle undertiden forekomme i løbet af tusinder af generationer? "Ville disse variationer, hævdede han, ikke give personer med fordelagtige træk" bedste chance for at overleve og til at formere deres slags? "Hans resume:" Denne bevarelse af gunstige variationer og afvisning af skadelige variationer kalder jeg Naturlig udvælgelse. "Naturlig udvælgelse er et resultat af, at miljøet vælger fordelagtige fysiske egenskaber - fænotypen - i en befolkning på organismer. Når disse egenskaber er arvelige, har naturlig selektion også langsigtede virkninger på en befolknings genpulje.

Mange arter udviser variationer i deres fysiske træk, og ofte forekommer disse træk langs et kontinuum. Højde eller hårfarve er eksempler. Et naturligt interval af variation kan eksistere i disse træk blandt alle medlemmer af en art. Forestil dig for eksempel en sommerfugleart, der har en fordeling af tunge længde, f.eks. Fra 12 millimeter til ca. 30 millimeter. Hvis der er en ændring i overvægt af lange, rørformede blomster i deres miljø, vil sommerfugle med længere tunger have en lettere tid at få mad. Disse sommerfugle kunne være sundere end andre og være mere succesrige ved avl, eller de kan være mere tilbøjelige til at overleve længe nok til at reproducere.

Som i sommerfugleksemplet opstår naturlig udvælgelse, når en organisms fysiske egenskaber gør den enten mere eller mindre egnet til at trives i et miljø. De fysiske egenskaber kaldes fænotypen; derfor fungerer naturlig udvælgelse direkte på fænotype. Fenotypen for en organisme bestemmes af både miljøpåvirkninger og genotype. Når en organisme vokser og udvikler sig, kan miljøfaktorer påvirke dens størrelse og andre fysiske egenskaber. men når det er udtænkt, er mange af dets egenskaber forudbestemt af genotype. Derfor bliver miljøets indflydelse på fænotypen af ​​en organismepopulation oversat til en indflydelse på befolkningens genotype.

Forbindelsen mellem genotype og fænotype er ikke nødvendigvis enkel og direkte. Det vil sige, der er ikke en en-til-en-sammenhæng mellem gen og træk; det er ikke altid så simpelt som et gen, der styrer et træk. Når vi tænker på sommerfugleksemplet, trives sommerfuglene med lange tunger og producerer flere afkom. Derfor bliver genet eller generne, der koder for lange tunger, med tiden mere almindelige i denne sommerfuglpopulation. Det betyder dog ikke nødvendigvis, at den næste generation af sommerfugle alle vil have lange tunger. Det skyldes det komplekse forhold mellem genotype og fænotype. Selv om et enkelt gen var ansvarlig for lange tunger, kunne tre fjerdedele af afkomene fra langtunge forældre bære et kort-tungegen. Mange fysiske egenskaber er imidlertid påvirket af flere gener, hvilket gør situationen endnu mere kompliceret.

Et endnu vigtigere mål for genetisk eller genotypisk ændring er hyppigheden af ​​alle genotyperne i alle medlemmer af en art. Det kaldes genpuljen, og det repræsenterer den samlede mulige variation i et genetisk træk.

Vender tilbage til sommerfugleksemplet, når langtunge individer er mere egnede til miljøet, det næste generering af sommerfugle vil ikke nødvendigvis have en større procentdel af langtunge gener i deres gen pool. Men over tid, hvis de lange rørformede blomster fortsat dominerer i miljøet, vil det fortsatte selektionstryk på fænotype ændre genpuljen for sommerfuglearten. Den nøjagtige mekanisme for genotypisk ændring er stadig ikke kendt - og det er bestemt anderledes for andre træk og separate arter.