U Darwinovoj knjizi "O podrijetlu vrsta" iz 1859. godine pitao je, može li biti iznenađenje da "varijacije korisne na neki način svakom biću u velikoj i složenoj bitci života, ponekad bi se trebale dogoditi tijekom tisuća generacija? "Ne bi li te varijacije, tvrdio je, dale pojedincima s povoljnim osobinama" najbolje šanse za preživljavanje i razmnožavanje njihove vrste? "Njegov sažetak:" Ovo očuvanje povoljnih varijacija i odbacivanje štetnih varijacija, nazivam Prirodni odabir. "Prirodni odabir rezultat je odabira okoliša zbog povoljnih fizičkih karakteristika - fenotipa - u populaciji od organizmi. Kad su ove karakteristike nasljedne, prirodna selekcija također ima dugoročne učinke na genofond populacije.
Prirodni odabir
Mnoge vrste pokazuju varijacije u svojim fizičkim osobinama, a često se te osobine javljaju duž kontinuuma. Visina ili boja kose su primjeri. U tim svojstvima može postojati prirodni raspon varijabilnosti među svim pripadnicima vrste. Zamislite, na primjer, vrstu leptira koja ima raspodjelu duljine jezika, recimo, od 12 milimetara do oko 30 milimetara. Ako se u njihovoj okolini promijeni prevladavanje dugih cjevastih cvjetova, tada će leptiri s dužim jezicima lakše dolaziti do hrane. Ti leptiri mogli bi biti zdraviji od ostalih i uspješniji u uzgoju, ili je vjerojatnije da će preživjeti dovoljno dugo da se razmnože.
Fenotip i okoliš
Kao u primjeru leptira, prirodna selekcija događa se kada fizičke osobine organizma čine da je više ili manje prikladan za napredovanje u okolišu. Fizičke karakteristike nazivaju se fenotipom; stoga prirodna selekcija djeluje izravno na fenotip. Fenotip organizma određen je utjecajima okoline i genotipom. Odnosno, kako organizam raste i razvija se, čimbenici okoliša mogu utjecati na njegovu veličinu i druge fizičke karakteristike; ali kad je začeta, mnoge su njegove karakteristike unaprijed određene genotipom. Stoga se utjecaj okoliša na fenotip populacije organizama prevodi u utjecaj na genotip te populacije.
Fenotip i genotip
Povezanost genotipa i fenotipa nije nužno jednostavna i izravna. Odnosno, ne postoji individualna korelacija između gena i osobine; nije uvijek tako jednostavno kao jedan gen koji kontrolira jedno svojstvo. Razmišljajući o primjeru leptira, leptiri s dugim jezicima uspijevaju i daju više potomaka. Stoga s vremenom gen ili geni koji kodiraju dugačke jezike postaju sve češći u toj populaciji leptira. To, međutim, ne znači nužno da će sljedeća generacija leptira imati dugačke jezike. To je zbog složenog odnosa između genotipa i fenotipa. Čak i ako je jedan gen odgovoran za duge jezike, tri četvrtine potomaka roditelja s dugim jezikom moglo bi nositi gen za kratki jezik. Na mnoge fizičke karakteristike utječe, međutim, više gena, što situaciju čini još složenijom.
Genski bazen
Još je važnija mjera genetske ili genotipske promjene učestalost svih genotipova u svih pripadnika vrste. To se naziva genski fond i predstavlja ukupnu moguću varijaciju genetske osobine.
Vraćajući se primjeru leptira, kada pojedinci s dugim jezicima više odgovaraju okolini, sljedeći generacija leptira neće nužno imati veći postotak gena s dugim jezicima u svom genu bazen. No s vremenom, ako dugi cjevasti cvjetovi i dalje prevladavaju u okolišu, kontinuirani selekcijski pritisak na fenotip izmijenit će genski fond vrsta leptira. Točan mehanizam genotipskih promjena još uvijek nije poznat - a sigurno je drugačiji za druge osobine i zasebne vrste.