Darwinin vuonna 1859 kirjoittamassa kirjassa "Lajien alkuperästä" hän kysyi, voiko olla yllätys, että "muunnelmat, jotka ovat jollakin tavalla hyödyllisiä jokaiselle olennolle suuressa ja monimutkaisessa taistelussa elämän, pitäisi joskus tapahtua tuhansien sukupolvien aikana? "Eivätkö nämä muunnelmat antaisi hänen mielestään yksilöille, joilla on edullisia piirteitä parhaat mahdollisuudet selviytyä ja lisääntyä? "Hänen yhteenvetonsa:" Tämän suotuisien vaihtelujen säilyttämisen ja vahingollisten vaihtelujen hylkäämisen kutsun Luonnollinen valinta on seurausta siitä, että ympäristö valitsee edulliset fyysiset ominaisuudet - fenotyypin - väestöryhmässä. eliöt. Kun nämä ominaisuudet ovat periytyviä, luonnollisella valinnalla on myös pitkäaikaisia vaikutuksia populaation geenivarastoon.
Luonnonvalinta
Monilla lajeilla on vaihteluita fyysisissä ominaisuuksissaan, ja usein nämä piirteet esiintyvät jatkumossa. Pituus tai hiusväri ovat esimerkkejä. Näissä ominaisuuksissa voi esiintyä luonnollinen vaihteluväli kaikkien lajin jäsenten keskuudessa. Kuvittele esimerkiksi perhoslajia, jonka kielen pituus jakautuu esimerkiksi 12 millimetristä noin 30 millimetriin. Jos niiden ympäristössä muuttuu pitkien, putkimaisten kukkien hallitsevuus, pidempikielisillä perhosilla on helpompaa saada ruokaa. Nuo perhoset voisivat olla terveempiä kuin muut ja menestyä paremmin jalostuksessa, tai he voivat todennäköisesti selviytyä riittävän kauan lisääntyäkseen.
Fenotyyppi ja ympäristö
Kuten perhosesimerkissä, luonnollinen valinta tapahtuu, kun organismin fyysiset ominaisuudet tekevät siitä joko enemmän tai vähemmän sopivan menestymään ympäristössä. Fysikaalisia ominaisuuksia kutsutaan fenotyypiksi; siksi luonnollinen valinta vaikuttaa suoraan fenotyyppiin. Organismin fenotyyppi määräytyy sekä ympäristövaikutusten että genotyypin perusteella. Toisin sanoen, kun organismi kasvaa ja kehittyy, ympäristötekijät voivat vaikuttaa sen kokoon ja muihin fyysisiin ominaisuuksiin; mutta kun se on suunniteltu, monet sen ominaisuudet määritetään ennalta genotyypin mukaan. Siksi ympäristön vaikutus organismipopulaation fenotyyppiin muuttuu vaikutukseksi kyseisen populaation genotyyppiin.
Fenotyyppi ja genotyyppi
Genotyypin ja fenotyypin välinen yhteys ei ole välttämättä yksinkertainen ja suora. Eli geenin ja piirteen välillä ei ole henkilökohtaista korrelaatiota; se ei ole aina niin yksinkertaista kuin yksi geeni hallitsee yhtä ominaisuutta. Perhosetua ajatellen pitkäkieliset perhoset menestyvät ja tuottavat enemmän jälkeläisiä. Siksi pitkiä kieliä koodaavat geenit tai geenit tulevat ajan myötä yleisemmiksi kyseisessä perhospopulaatiossa. Tämä ei kuitenkaan välttämättä tarkoita sitä, että seuraavan sukupolven perhosilla on pitkät kielet. Tämä johtuu genotyypin ja fenotyypin monimutkaisesta suhteesta. Vaikka yksi geeni olisi vastuussa pitkistä kielistä, kolme neljäsosaa pitkäkielisten vanhempien jälkeläisistä voisi kantaa lyhytkielistä geeniä. Useat geenit vaikuttavat moniin fyysisiin ominaisuuksiin, mikä tekee tilanteesta vieläkin monimutkaisemman.
Geenivarasto
Vielä tärkeämpi geneettisten tai genotyyppisten muutosten mittari on kaikkien genotyyppien esiintyvyys lajin kaikissa jäsenissä. Sitä kutsutaan geenivarastoksi, ja se edustaa geneettisen ominaisuuden mahdollista mahdollista vaihtelua.
Palaten perhosesimerkkiin, kun pitkäkieliset henkilöt soveltuvat paremmin ympäristöön, seuraava perhosten sukupolven geenissä ei välttämättä ole suurempi osuus pitkäkielisiä geenejä uima-allas. Ajan myötä, jos pitkät putkimaiset kukat ovat edelleen hallitsevia ympäristössä, fenotyyppiin kohdistuva jatkuva valintapaine muuttaa perhoslajien geenivarastoa. Genotyyppisen muutoksen tarkkaa mekanismia ei vieläkään tiedetä - ja se on varmasti erilainen muilla ominaisuuksilla ja erillisillä lajeilla.