Luonnollinen valinta: Määritelmä, Darwinin teoria, esimerkkejä ja tosiasiat

Luonnollisen valinnan käsite esitettiin ensin virallisesti Linnean-seuran biologiakonferenssissa. 1. heinäkuuta 1858 aiheesta esitettiin yhteinen paperi, joka julkaistiin myöhemmin. Se sisälsi Charles Darwinin ja Alfred Russel Wallace.

Molemmat miehet kirjoittivat ajatuksesta, että luonnollinen valinta vaikutti maan kehitykseen ympäristölle parhaiten soveltuvien organismien selviytyminen. Tuolloin tutkijat tajusivat evoluution tapahtuneen, mutta eivät tienneet, kuinka lajit kehittyivät.

Tämän luonnollisen valinnan käyttöönoton jälkeen Darwin käsitteli asiaa evoluutioteoriansa ja kirjansa avulla, Lajien alkuperästä, julkaistu vuonna 1859. Hänen työnsä Darwinin peippojen kanssa ja hänen ideoitaan luonnonvalinta selitti luonnollisen valinnan mekanismin ja kuinka se voi johtaa monenlaisten organismien lisääntymiseen.

Evoluutio on organismin tai populaation ominaisuuksien kumulatiivinen muutos seuraavien sukupolvien aikana. Se on joskus yhteenveto laskeutuminen muutoksella. Luonnollinen valinta on yksi evoluutiota ajavista mekanismeista.

Ollakseen aktiivinen ominaisuus tai ominaisuus, joka saa aikaan luonnollisen valinnan, sillä on oltava seuraavat ominaisuudet:

• Perinnöllisyys. Ominaisuus voi vaikuttaa evoluutioon luonnollisen valinnan kautta vain, jos se siirretään vanhemmilta jälkeläisille.
• Toiminnallisuus. Piirteellä on oltava tehtävä. Piirteiden on tehtävä jotain, jotta luonnollinen valinta tapahtuu.
• Etu. Ominaisuuden on valittava siirtyvän jälkeläisille, ja sen on annettava etu organismille, jolla se on, tai tehtävä organismi sopivammaksi selviytymään ympäristössään.
• Alkuperä. Ominaisuuden on täytynyt saada organismit kehittymään, koska se sai organismit, joilla oli sitä, paremmin soveltuviksi selviytymiseen. Jos organismit muuttuivat toisen mekanismin, kuten geneettisen mutaation, takia, se ei johtunut luonnollisesta valinnasta.

Fossiilisten tietueiden perusteella on selvää, että lajit muuttuvat ajan myötä ja uusia lajeja kehittyy, kun taas muut kuolevat. Ennen Darwinia ei ollut mitään selitystä siitä, miten tällaiset muutokset voisivat tapahtua.

evoluutioteoria kuvaa mitä tapahtuu, kun joidenkin lajin yksilöiden ominaisuuksista tulee hallitsevia ja luonnonvalinta kuvaa, miten tämä ylivoima syntyy.

Darwin opiskeli peippojen luonnollista valintaa. Silloinkin kun toinen mekanismi, kuten mutaatio, muuttaa populaatiota, jos mutaatio ei tuota luonnollista etua, se voi kuolla luonnollisen valinnan vuoksi.

Lajin sisällä tyypillinen populaatio sisältää yksilöitä, joilla on vaihtelevia piirteitä, koska he saavat puolet niistä geneettinen koodi isältä ja puolet äidiltä. Geneettisellä pohjalla olevien ominaisuuksien osalta tämä vanhempien geenien yhdistelmä johtaa monenlaisiin ominaisuuksiin populaation yksilöissä.

Joidenkin yksilöiden ominaisuuksien yhdistelmä antaa heille edun etsiä ruokaa, lisääntyä tai kestää saalistajia tai sairauksia. Muut ihmiset saavat piirteitä, jotka asettavat heidät epäedulliseen asemaan.

Eturauhassa olevat ihmiset elävät pidempään ja tuottavat enemmän jälkeläisiä. Heidän jälkeläisensä saavat enimmäkseen geenejä, jotka johtavat etuoikeutettuihin ominaisuuksiin. Ajan myötä suurin osa väestöstä kehittyy etusijalla olevien ominaisuuksien mukana, ja haitat aiheuttavat piirteet katoavat. Luonnollinen valinta on valinnut yksilöt, joilla on positiivisia ominaisuuksia.

Vuonna 1831 Britannian laivasto lähetti HMS Beagle -tutkimusaluksen kartoitusretkelle ympäri maailmaa. Charles Darwin tuli alukselle luonnontieteilijänä, joka oli määrätty tarkkailemaan paikallista eläimistöä ja kasvistoa. Retkikunta kesti viisi vuotta ja vietti paljon aikaa Etelä-Amerikan Atlantin ja Tyynenmeren rannikolla.

Lähdettyään Etelä-Amerikasta Tyynenmeren ylitykseen Uuteen-Seelantiin alus vietti viisi viikkoa Galapagos-saarten tutkimiseen. Kuten hän teki kaikkialla, Darwin teki kattavia muistiinpanoja löytämiensä kasvien ja eläinten ominaisuuksista. Lopulta nämä muistiinpanot muodostavat perustan luonnollisen valinnan käsitteen ja evoluutioteorian kehittämiselle.

Englannissa Darwin ja ornitologi-yhteistyökumppani tutkivat Darwinin muistiinpanoja Galapagos-saarten peippoista. Saarilla asui ilmeisesti 13 erilaista peippolajia, kun taas lähimmällä 600 mailin päässä sijaitsevalla Etelä-Amerikan maamassalla oli vain yksi laji. Tärkein ero lajien välillä oli nokkien koko ja muoto.

Darwinin muistiinpanojen analyysi sai hänet tekemään seuraavat johtopäätökset:

• Peippoja oli erilaisia ​​nokkoja koska he asuivat eri saarilla eri ympäristöissä.
• Ympäristö ei aiheuttanut nokan eroja, koska tällaiseen vaikutukseen ei ollut mekanismia.
• Kaikkien nokan eri ominaisuuksien on täytynyt esiintyä alkuperäisessä peippokannassa.
• Alkuperäisen väestön peippojen asettua saarelle peippoja nokalla parhaiten paikalliseen ruokaan olisi etu.
• Nokkailla varustetut peippot sopivat parhaiten saaren ravinnonlähteisiin hengissä enemmän kuin vähemmän sopeutuneet peippot.
• Lopulta monien sukupolvien ajan saaren peippo muodostaisi erillisen lajin a selvästi erottuva nokan koko ja muoto, koska näillä nokkoilla varustetut peipat olisivat sopivimpia heille ympäristössä.

Näillä johtopäätöksillä Darwin selitti peippojen nokan kehitystä Galapagos-saarilla ehdottamalla luonnollisen valinnan mekanismi. Hän tiivisti tämän mekanismin luonnonvalinta, jossa kunto määriteltiin lisääntymismenestys.

Johtopäätöksissään Darwin luotti muistiinpanoihinsa, omiin havaintoihinsa ja tulkintaansa Thomas Robert Malthus. Malthus oli englantilainen tutkija, joka vuonna 1798 julkaisi teorian, jonka mukaan väestönkasvu on aina nopeampaa kuin elintarviketarjonta. Seurauksena on, että missä tahansa väestössä monet ihmiset kuolevat pois kilpailun vuoksi rajoitetusta elintarviketarjonnasta.

Kolme havaintoa, jotka antoivat Darwinille mahdollisuuden kehittää evoluutioteoriaa ja luonnollista valintaa, olivat:

1. Populaation yksilöillä on eroja ominaisuuksissa, kuten väreissä, käyttäytymisessä, koossa ja muodossa geneettisen vaihtelun takia.
2. Jotkut piirteet siirtyvät vanhemmilta jälkeläisille ja ovat periytyviä.
3. Väestön vanhemmat tuottavat jälkeläisiä liikaa, jotta jotkut eivät selviäisi.

Näiden havaintojen perusteella Darwin ehdotti, että ne henkilöt, joilla on piirteitä, jotka tekivät heistä parempia, olisivat hengissä, kun vähiten sopiva kuolisi. Ajan myötä väestöä hallitsisi yksilö, jolla oli piirteitä, jotka tekivät heistä parempia.

Bakteeripopulaatioilla on erittäin vahva luonnollinen valinta, koska ne voivat lisääntyä nopeasti. Ne lisääntyvät yleensä, kunnes ne saavuttavat rajoituksen, kuten ruoan, tilan tai muiden resurssien puutteen. Siinä vaiheessa ne ympäristölle parhaiten soveltuvat bakteerit selviävät, kun taas loput kuolevat.

Yksi esimerkki luonnollisesta bakteerien valinnasta on bakteerien kehittyminen Antibioottinen vastustuskyky. Kun bakteerit aiheuttavat infektion ja yksilöä hoidetaan antibiooteilla, kaikki bakteerit, joilla on antibioottiresistenssi, selviävät, kun kaikki muut kuolevat. Antibioottiresistenttien bakteerien lisääntyminen on merkittävä lääketieteellinen ongelma.

Kasvit kehittyvät sopiviksi ympäristöönsä luonnollisen valinnan kautta. Jotkut kasvit kehittävät kukkavärit houkuttelemaan tietyntyyppisiä pölyttäjiä ja kehittävät erityisiä mekanismeja siementen levittämiseksi. Heidän on sopeuduttava enemmän tai vähemmän auringonvaloon ja torjuttava tuholaisia.

Kaktukset ovat esimerkki kasvien luonnollisesta valinnasta. Autiomaassa, jossa he asuvat, on paljon auringonvaloa, vähän vettä ja joskus eläin, joka rakastaa mehukas purema.

Tämän seurauksena kaktukset ovat kehittäneet pienikokoisia runkoja tai pieniä, meheviä lehtiä paksulla nahalla suojaamaan voimakkaalta auringolta ja minimoimaan vesihävikin. Ne voivat myös varastoida vettä ja niillä on teräviä piikkejä eläinten lannistamiseksi. Näillä ominaisuuksilla varustetut kaktukset olivat sopivimmat, ja ne kehittyvät edelleen.

Toinen esimerkki on Etelä-Kalifornian kuivuuden aiheuttama muutos peltosinapsikasvissa. Kuivuuden selviämiseksi kasvien on kasvettava, kukittava ja levitettävä siemenet nopeasti. Etelä-Kalifornian aikaisin kukkivat sinappikasvit tulivat hallitseviksi, kun taas kukkivat kuolivat myöhemmin.

Eläimillä on enemmän mahdollisuuksia vaikuttaa selviytymiseen, koska he voivat harjoittaa monimutkaisia ​​käyttäytymismalleja. Kuntokykyä määrittävät piirteet kuuluvat kolmeen pääluokkaan. Kyky löytää tarpeeksi ruokaa metsästämällä tai hakemalla ruokaa on avain selviytymiseen.

Useimmilla eläimillä on saalistajat, ja erityispiirteet antavat heille mahdollisuuden välttää syömistä. Lopuksi kyky löytää ja houkutella kaveria antaa heille mahdollisuuden siirtää positiiviset piirteensä jälkeläisille.

Tyypillisiä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat luonnolliseen valintaan, ovat:

• Liike. Kyky juosta, uida tai lentää nopeasti määrittää, voiko eläin metsästää onnistuneesti vai paeta saalistajia.
• Naamiointi. Jos eläin voi piiloutua onnistuneesti, se voi välttää saalistajia tai väijyttää saalista.
• Immuniteetti. Jotkut eläimet ovat vastustuskykyisempiä taudille kuin toiset ja selviävät.
• Vahvuus. Perämiehestä kilpaileminen edellyttää usein voimakokeita saman lajin muiden jäsenten kanssa.
• Aistit. Eläimillä, jotka näkevät, haistavat tai kuulevat paremmin, voi olla paremmat mahdollisuudet selviytyä.
• Seksuaaliset ominaisuudet. Eläinten luonnollinen valinta riippuu onnistuneesta lisääntymisestä puolison houkuttelemisen jälkeen.

Eläimet kehittyvät jatkuvasti, ensin sopeutuakseen paremmin tiettyyn ympäristöön ja sitten, jos ympäristö muuttuu, uuteen ympäristöön. Luonnollinen valinta voi aiheuttaa evoluutiomuutoksia olemassa olevissa populaatioissa ja voi myös suosia yhtä lajia toiseen, jos kaksi lajia kilpailevat samasta tilasta ja resursseista.

Eläinten luonnollinen valinta näkyy parhaiten, kun ympäristö muuttuu jollakin tavalla, ja erityisominaisuuksilla varustetut eläimet soveltuvat paremmin ja pian hallitseviksi.

Esimerkiksi pippurinen koi Lontoossa oli vaalea ja tummia pilkkuja. Teollisen vallankumouksen aikana rakennukset tummenivat nokesta. Linnut näkivät vaaleiden koiden helposti tummaa taustaa vasten, ja pian jäljelle jäi vain tummia koia. Luonnollinen valinta suosi koiria, joissa oli enemmän ja suurempia tummia pisteitä.

Toisessa esimerkissä sanotaan, että jotkut hyönteiset tulevat vastustuskykyisiksi kemiallisille torjunta-aineille hyvin nopeasti. Vaikka vain harvat yksilöt olisivat vastustuskykyisiä, loput kuolevat ja vastustuskykyiset hyönteiset selviävät. Hyönteiset tuottavat tyypillisesti paljon jälkeläisiä, joten vastustuskykyisten geenien hyönteiset ottavat nopeasti vallan.

Esimerkissä lisääntymisominaisuuksista naispuoliset riikinkukot valitsevat kaverit kavereidensa koon ja kirkkauden perusteella. Kun vaikutukset luonnonvalinta, melkein kaikilla riikinkukko-uroksilla on nykyään suuret, kirkkaanväriset hännät.

Vaikka Darwin tunnetaan parhaiten evoluutioteoriaa koskevista julkaisuistaan, lajien muutos ja sopeutuminen on luonnollinen valinta. Charles Darwinin vuoden 1858 paperi, johon osallistui Alfred Russel Wallace, jonka paperi julkaistiin samanaikaisesti, ikuisesti muutti ihmisten suhtautumista evoluutioon ja kasvien ja eläinten luonnollisiin muutoksiin, jotka jatkuvasti tapahtuivat niitä.