自然淘汰の概念は、リンネ協会の生物学会議で最初に正式に提案されました。 1858年7月1日、この主題に関する共同論文が発表され、その後出版されました。 チャールズダーウィンと アルフレッドラッセルウォレス.
両方の男性は、自然淘汰が地球の進化に貢献したという考えについて書いています 環境に最も適した生物の生存. 当時の科学者たちは、進化が起こったことに気づきましたが、種がどのように進化したかを知りませんでした。
この自然淘汰の紹介の後、ダーウィンは彼の進化論と彼の本でこの主題について詳しく述べました。 種の起源について、1859年に公開されました。 ダーウィンフィンチとの彼の仕事と彼のアイデア 適者生存 自然淘汰のメカニズムと、それがどのようにして多くの異なる種類の生物の増殖につながる可能性があるかを説明しました。
自然淘汰の定義
進化とは、次世代にわたる生物または個体群の特性の累積的な変化です。 それは時々次のように要約されます 変更を伴う降下. 自然淘汰は進化を推進するメカニズムの1つです。
自然淘汰を引き起こすアクティブな特性または特性であるためには、特性は次の機能を備えている必要があります。
- 遺伝率。 形質は、それが親から子孫に受け継がれる場合にのみ、自然淘汰を通じて進化に影響を与えることができます。
- 機能性。 特性には機能が必要です。 形質は、自然淘汰が行われるために何かをしなければなりません。
- 利点。 子孫に受け継がれるために選択されるためには、形質はそれを持っている生物に利点を与えるか、または生物をその環境での生存により適したものにしなければなりません。
- 原点。 形質は、それを持っていた生物をより生存に適したものにしたので、生物を進化させたに違いありません。 遺伝子変異などの別のメカニズムによって生物が変化した場合、それは自然淘汰によるものではありませんでした。
自然淘汰とダーウィンの進化論
化石の記録に基づくと、種は時間とともに変化し、新しい種が発達し、他の種は消滅することは明らかです。 ダーウィン以前は、そのような変化がどのように起こり得るかについての説明はありませんでした。
ザ・ 進化論 ある種の一部の個体の特徴が優勢になると何が起こるかを説明し、 自然な選択 この優位性がどのように発生するかを説明します。
ダーウィンはフィンチの自然淘汰を研究しました。 突然変異などの別のメカニズムが個体群を変化させたとしても、突然変異が自然の利点をもたらさない場合、自然淘汰のために消滅する可能性があります。
自然淘汰のしくみ
種内では、典型的な個体群には、その半分を受け取るため、さまざまな特性を持つ個体が含まれます 遺伝コード 父親から、母親から半分。 遺伝的根拠のある形質の場合、親からの遺伝子のこの組み合わせは、集団の個体に多種多様な特性をもたらします。
一部の個体の特性の組み合わせは、食物を探したり、捕食者や病気を繁殖させたり、耐えたりするのに有利です。 他の個人は、彼らを不利な立場に置く特性を受け取ります。
有利な個人は長生きし、より多くの子孫を生み出します。 彼らの子孫は主に、有利な形質をもたらす遺伝子を受け取ります。 時間が経つにつれて、人口のほとんどは有利な特性で進化し、不利な特性を与える特性は消えます。 自然淘汰は ポジティブな特徴を持つ個人.
ビーグル号航海ダーウィンの航海
1831年、イギリス海軍は測量船HMSビーグルを世界中の地図作成遠征に派遣しました。 チャールズダーウィンは、地元の動植物を観察するために割り当てられた博物学者として参加しました。 遠征には5年かかり、南アメリカの大西洋岸と太平洋岸に沿って多くの時間を費やしました。
南アメリカを出てニュージーランドへの太平洋横断に向けて、船はガラパゴス諸島を探索するのに5週間を費やしました。 彼がどこでもしたように、ダーウィンは彼が見つけた植物や動物の特徴について広範囲にわたるメモを取りました。 最終的に、これらのメモは、自然淘汰の概念と進化論の彼の発展の基礎を形成するでしょう。
ダーウィンフィンチは適者生存を示した
イギリスに戻って、ダーウィンと鳥類学者の仲間は、ガラパゴス諸島のフィンチに関するダーウィンのメモを調べました。 どうやら島には13種類のフィンチが生息していたのに対し、600マイル離れた南米の最も近い陸地には1種類しかありませんでした。 種間の主な違いは くちばしのサイズと形.
ダーウィンが彼のメモを分析した結果、彼は次の結論を導き出しました。
- フィンチは持っていた 別のくちばし 彼らはの異なる島に住んでいたので さまざまな環境.
- そのような影響のメカニズムがなかったので、環境はくちばしの違いを引き起こしませんでした。
- 異なるくちばしの特徴はすべて、元のフィンチの個体群に存在していたに違いありません。
- 元々の個体群のフィンチが島に定住すると、くちばしのあるフィンチが 地元の食糧供給に最もよく適応 利点があります。
- 彼らの島の食料源に最も適したくちばしを持つフィンチは より多く生き残る あまり適応していないフィンチよりも。
- 最終的には、何世代にもわたって、島のフィンチは、 それらのくちばしを持つフィンチが彼らに最も適しているので、明確なくちばしのサイズと形状 環境。
これらの結論で、ダーウィンはガラパゴス諸島のフィンチくちばしの進化を提案することによって説明しました 自然淘汰のメカニズム. 彼はこのメカニズムを次のように要約しました 適者生存、フィットネスは次のように定義されています 繁殖成功.
ダーウィンの仕事は3つの観察に依存していました
彼の結論のために、ダーウィンは彼のメモ、彼自身の観察と彼の著作の解釈に依存しました トマス・ロバート・マルサス. マルサスはイギリスの学者であり、1798年に、人口増加は常に食糧供給を上回るという彼の理論を発表しました。 当然の結果として、どの人口においても、限られた食糧供給をめぐる競争のために多くの人々が死ぬでしょう。
ダーウィンが進化論と自然淘汰の理論を発展させることを可能にした3つの観察は次のとおりでした。
- 集団内の個体は、遺伝的変異により、色、行動、サイズ、形などの形質の変化を示します。
- いくつかの形質は親から子孫に受け継がれ、遺伝します。
- 集団内の親は子孫を過剰生産するため、一部は生き残れません。
これらの観察に基づいて、ダーウィンは、彼らをより健康にした特性を持つそれらの個人が生き残るものであり、最も適合性が低いものは死ぬだろうと提案しました。 時間が経つにつれて、人口は彼らをより健康にした特徴を持つ個人によって支配されるでしょう。
自然淘汰の例：バクテリア
バクテリアの集団は、急速に増殖する可能性があるため、非常に強力な自然淘汰を示します。 それらは通常、食料、スペース、その他の資源の不足などの制約に達するまで増殖します。 その時点で、彼らの環境に最も適したそれらのバクテリアは生き残りますが、残りは死にます。
細菌の自然淘汰の一例は、 抗生物質耐性. バクテリアが感染を引き起こし、個人が抗生物質で治療されると、抗生物質耐性の特徴を持つバクテリアは生き残り、他のすべてのバクテリアは死にます。 抗生物質耐性菌の増殖は、主要な医学的問題です。
自然淘汰の例：植物
植物は自然淘汰によって環境に適応するように進化します。 いくつかの植物は、特定の種類の花粉交配者を引き付けるために花の色を進化させ、それらの種子を広げるための特別なメカニズムを開発します。 彼らは多かれ少なかれ日光に適応し、害虫を撃退しなければなりません。
サボテンは植物の自然淘汰の一例です。 彼らが住んでいる砂漠には、たくさんの日光、少しの水、そして時にはジューシーな一口を愛する動物がいます。
その結果、サボテンは、強い太陽から保護し、水分の損失を最小限に抑えるために、コンパクトなボディまたは厚い皮を持つ小さくてジューシーな葉を開発しました。 彼らはまた、水を蓄えることができ、動物を落胆させるために鋭いスパイクを持っています。 これらの特徴を持つサボテンは最も適していました、そしてそれらはまだ進化しています。
もう1つの例は、南カリフォルニアの干ばつによって引き起こされたマスタード植物の変化です。 干ばつに耐えるためには、植物は成長し、開花し、種子を素早く分配しなければなりません。 早く開花した南カリフォルニアのフィールドマスタード植物が優勢になり、後に開花したものは枯れてしまいました。
動物の自然淘汰
動物は複雑な行動パターンに従事する可能性があるため、生存に影響を与える可能性が高くなります。 フィットネスを決定できる特性は、3つの主要なカテゴリに分類されます。 狩猟や採餌を通じて十分な食料を見つける能力は、生き残るための鍵です。
ほとんどの動物は持っています 捕食者、および特定の特性により、食べられないようにすることができます。 最後に、仲間を見つけて引き付ける能力は、彼らが彼らの肯定的な特徴を子孫に伝えることを可能にします。
自然淘汰に影響を与える典型的な特徴は次のとおりです。
- 移動。 速く走ったり、泳いだり、飛んだりする能力は、動物が首尾よく狩りをすることができるか、捕食者から逃れることができるかを決定します。
- 迷彩。 動物がうまく隠れることができれば、それは捕食者を回避したり、獲物を待ち伏せしたりすることができます。
- 免疫。 一部の動物は他の動物よりも病気に抵抗力があり、生き残るでしょう。
- 力。 配偶者をめぐって競争することは、しばしば同じ種の他のメンバーとの強さのテストを含みます。
- 感覚。 見たり、嗅いだり、聞いたりできる動物は、生き残る可能性が高くなります。
- 性的特徴。 動物の自然淘汰は、配偶者を引き付けた後の繁殖の成功にかかっています。
動物は絶えず進化し、最初は特定の環境によりよく適応し、次に環境が変化した場合は新しい環境に適応します。 自然淘汰は、既存の個体群に進化的変化を引き起こす可能性があり、2つの種が同じ空間と資源を求めて競争している場合、ある種を別の種よりも優先する可能性もあります。
自然淘汰の例：動物
動物の自然淘汰は、環境が何らかの形で変化したときに最もよく見られ、特定の特性を持つ動物がより適したものになり、すぐに優勢になります。
たとえば、ロンドンのオオシモフリエダカは明るい色で、黒い斑点がありました。 産業革命の間、建物はすすで暗くなった。 鳥は暗い背景に対して明るい色の蛾を簡単に見ることができ、すぐに暗い色の蛾だけが残りました。 自然淘汰は、ますます大きなダークスポットを持つ蛾を支持しました。
別の例では、一部の昆虫が化学農薬に非常に早く耐性を持つようになったとしましょう。 抵抗力のある個体が少数であっても、残りは死滅し、抵抗力のある昆虫は生き残ります。 昆虫は通常、多数の子孫を生み出すため、耐性遺伝子を持つ昆虫が急速に引き継ぎます。
繁殖の好みの例では、雌の孔雀は尾のサイズと明るさに基づいて仲間を選びます。 の影響後 自然な選択、今日のほとんどすべての孔雀のオスは、大きくて明るい色の尾を持っています。
ダーウィンは進化論に関する彼の出版物で最もよく知られていますが、種の変化と適応に力を与えるのは自然淘汰です。 チャールズダーウィンの1858年の論文、同時に論文が出版されたアルフレッドラッセルウォレスからの寄稿、 人々の進化の見方や、周りで絶え間なく起こっている動植物の自然な変化を永遠に変えました それら。