Natūralus pasirinkimas: apibrėžimas, Darvino teorija, pavyzdžiai ir faktai

Pirmą kartą natūralios atrankos koncepcija oficialiai buvo pasiūlyta Linneano draugijos biologijos konferencijoje. 1858 m. Liepos 1 d. Buvo pristatytas ir vėliau paskelbtas bendras darbas šia tema. Tai apėmė Charleso Darwino ir Alfredas Russelis Wallace'as.

Abu vyrai rašė apie mintį, kad natūralioji atranka prisidėjo prie žemės evoliucijos per organizmams, labiausiai tinkantiems jų aplinkai, išgyventi. Tuo metu mokslininkai suprato, kad evoliucija vyko, bet nežinojo, kaip vystosi rūšys.

Po šio natūralios atrankos įvedimo Darvinas savo evoliucijos teoriją ir knygą išplėtojo. Apie rūšių kilmę, išleista 1859 m. Jo darbas su Darvino kikiliais ir jo idėjos geriausių išgyvenimas paaiškino natūralios atrankos mechanizmą ir kaip tai gali sukelti daugelio skirtingų organizmų rūšių dauginimąsi.

Evoliucija yra kumuliacinis organizmo ar populiacijos savybių pokytis per kitas kartas. Kartais tai apibendrinama kaip nusileidimas su modifikacija. Natūrali atranka yra vienas iš evoliuciją skatinančių mechanizmų.

Kad tai būtų aktyvi savybė ar savybė, sukelianti natūralią atranką, ši savybė turi turėti šias savybes:

• Paveldimumas. Bruožas gali turėti įtakos evoliucijai tik natūralios atrankos būdu, jei jis perduodamas iš tėvų palikuonims.
• Funkcionalumas. Bruožas turi turėti funkciją. Bruožai turi ką nors padaryti, kad vyktų natūrali atranka.
• Privalumas. Kad būtų pasirinktas perduoti palikuonims, šis bruožas turi suteikti pranašumą jį turinčiam organizmui arba padaryti organizmą tinkamesnį išgyvenimui savo aplinkoje.
• Kilmė. Šis bruožas turėjo sukelti organizmų vystymąsi, nes jis jį turėjusius organizmus padarė labiau tinkamus išgyventi. Jei organizmai pasikeitė dėl kito mechanizmo, pavyzdžiui, genetinės mutacijos, tai įvyko ne dėl natūralios atrankos.

Remiantis iškastinio kurso duomenimis, akivaizdu, kad laikui bėgant rūšys keičiasi ir atsiranda naujų rūšių, o kitos miršta. Iki Darvino nebuvo paaiškinta, kaip gali vykti tokie pokyčiai.

evoliucijos teorija aprašo, kas vyksta, kai vyrauja kai kurių rūšies individų savybės ir natūrali atranka aprašoma, kaip atsiranda šis persvara.

Darvinas tyrė kikilių natūralią atranką. Net kai kitas mechanizmas, pvz., Mutacija, keičia populiaciją, jei mutacija nesuteikia natūralaus pranašumo, ji gali išnykti dėl natūralios atrankos.

Rūšyje tipinė populiacija apima asmenis, turinčius skirtingus bruožus, nes jie gauna pusę savo genetinis kodas iš tėvo ir pusė iš motinos. Bruožams, turintiems genetinį pagrindą, šis tėvų genų derinys lemia įvairias gyventojų individų savybes.

Kai kurių asmenų savybių derinys suteikia pranašumą ieškant maisto, dauginantis ar atlaikant plėšrūnus ar ligas. Kiti asmenys gauna bruožų, kurie jiems kelia nepalankią padėtį.

Pranašesni asmenys gyvens ilgiau ir sukurs daugiau palikuonių. Jų palikuonys dažniausiai gaus genus, kurie lemia pranašesnes savybes. Laikui bėgant, dauguma gyventojų vystysis naudodamiesi pranašesnėmis savybėmis, o bruožai, sukeliantys nepalankią padėtį, išnyks. Natūrali atranka pasirinko asmenų, turinčių teigiamų savybių.

1831 m. Didžiosios Britanijos karinis jūrų laivynas išsiuntė tyrimo laivą „HMS Beagle“ į žemėlapių ekspediciją visame pasaulyje. Charlesas Darwinas atėjo į laivą kaip gamtininkas, paskirtas stebėti vietinę fauną ir florą. Ekspedicija užtruko penkerius metus ir daug laiko praleido Atlanto ir Ramiojo vandenyno Pietų Amerikos pakrantėse.

Išplaukęs iš Pietų Amerikos Ramiojo vandenyno perėjoje į Naująją Zelandiją, laivas penkias savaites tyrinėjo Galapagų salas. Kaip ir visur, Darvinas išsamiai užrašė savo rastų augalų ir gyvūnų savybes. Galų gale šios pastabos taps pagrindu natūralios atrankos koncepcijai ir evoliucijos teorijai plėtoti.

Dar Anglijoje Darvinas ir jo bendradarbis ornitologas išnagrinėjo Darvino užrašus apie Galapagų salų kikilius. Akivaizdu, kad salose gyveno 13 skirtingų rūšių kikilių, o artimiausioje Pietų Amerikos sausumos masėje, esančioje už 600 mylių, buvo tik viena rūšis. Pagrindinis rūšies skirtumas buvo snapų dydis ir forma.

Darvino atlikta jo užrašų analizė paskatino jį padaryti šias išvadas:

• Sparnai turėjo skirtingi snapai nes jie gyveno skirtingose ​​salose skirtingose ​​aplinkose.
• Aplinka nesukėlė snapų skirtumų, nes nebuvo tokios įtakos mechanizmo.
• Skirtingos snapo savybės turi būti visos pirminės kikilių populiacijos.
• Kai pirminės populiacijos kikiliai apsigyveno saloje, kikinai su snapais geriausiai prisitaikyti prie vietinio maisto tiekimo turėtų pranašumą.
• Labiausiai tiktų jų salos maisto šaltiniai su snapais išgyventi didesniu skaičiumi nei mažiau pritaikyti kikiliai.
• Galų gale per daugelį kartų kikiliai saloje suformuotų atskirą rūšį su a ryškus snapo dydis ir forma, nes jiems labiausiai tinka kikiliai su tais snapais aplinka.

Šiomis išvadomis Darvinas paaiškino kikilių snapų evoliuciją Galapagų salose, siūlydamas natūralios atrankos mechanizmas. Jis apibendrino šį mechanizmą kaip geriausių išgyvenimas, kur tinkamumas buvo apibrėžtas kaip reprodukcinė sėkmė.

Darydamas savo išvadas, Darvinas rėmėsi savo užrašais, savo pastebėjimais ir Thomas Robertas Malthusas. Malthusas buvo anglų mokslininkas, 1798 m. Paskelbęs savo teoriją, kad gyventojų skaičiaus augimas visada viršys maisto tiekimą. Išvada yra ta, kad bet kurioje populiacijoje daugelis žmonių mirs dėl konkurencijos dėl riboto maisto tiekimo.

Trys pastebėjimai, leidę Darvinui plėtoti evoliucijos ir natūralios atrankos teoriją, buvo šie:

1. Populiacijos individai pasižymi tokiomis savybėmis kaip spalva, elgesys, dydis ir forma dėl genetinių pokyčių.
2. Kai kurie bruožai perduodami tėvams palikuonims ir yra paveldimi.
3. Gyventojų tėvai peraugina palikuonis, kad kai kurie neišgyvens.

Remdamasis šiais pastebėjimais, Darvinas pasiūlė, kad tie žmonės, turintys bruožų, kurie juos pritaikė, išgyventų, o mažiausiai tinka. Laikui bėgant, populiacijoje dominuotų individai, turintys savybių, kurios juos pritaikė.

Bakterijų populiacijos pasižymi labai stipria natūralia atranka, nes jos gali greitai daugintis. Paprastai jie dauginasi, kol pasiekia tokį apribojimą kaip maisto, vietos ar kitų išteklių trūkumas. Tuo metu tos bakterijos, kurios geriausiai tinka jų aplinkai, išliks, o likusios išnyks.

Vienas natūralios bakterijų atrankos pavyzdžių yra atsparumas antibiotikams. Kai bakterijos sukelia infekciją ir asmuo gydomas antibiotikais, visos bakterijos, turinčios atsparumo antibiotikams bruožą, išgyvens, o visos kitos išnyks. Antibiotikams atsparių bakterijų dauginimasis yra pagrindinė medicininė problema.

Augalai vystosi ir tampa tinkami savo aplinkai natūralios atrankos būdu. Kai kurie augalai plėtoja gėlių spalvas, kad pritrauktų tam tikros rūšies apdulkintojus, ir sukuria specialius mechanizmus savo sėkloms paskleisti. Jie turi prisitaikyti prie daugiau ar mažiau saulės spindulių ir kovoti su kenkėjais.

Kaktusai yra natūralios augalų atrankos pavyzdys. Dykumoje, kur jie gyvena, yra daug saulės spindulių, mažai vandens ir kartais gyvūnas, kuris mėgtų sultingą kąsnį.

Todėl kaktusai sukūrė kompaktiškus kūnus arba mažus, sultingus lapus storomis odomis, kad apsaugotų nuo stiprios saulės ir sumažintų vandens nuostolius. Jie taip pat gali laikyti vandenį ir turėti aštrius smaigus, kad atbaidytų gyvūnus. Kaktusai su šiais bruožais buvo tinkamiausi, ir jie vis dar vystosi.

Kitas pavyzdys yra lauko garstyčių augalo pokytis, kurį sukėlė sausra Pietų Kalifornijoje. Kad išgyventų sausra, augalai turi greitai augti, žydėti ir platinti sėklas. Anksti žydėję Pietų Kalifornijos lauko garstyčių augalai tapo dominuojantys, o vėliau žydintys išmirė.

Gyvūnai turi daugiau galimybių daryti įtaką jų išgyvenimui, nes jie gali įsitraukti į sudėtingus elgesio modelius. Savybės, galinčios nulemti fitnesą, skirstomos į tris pagrindines kategorijas. Gebėjimas surasti pakankamai maisto medžiojant ar ieškant pašaro yra raktas į išlikimą.

Dauguma gyvūnų turi plėšrūnai, o specifiniai bruožai leidžia išvengti valgymo. Galiausiai, sugebėjimas rasti ir pritraukti porą leidžia jiems perteikti savo teigiamus bruožus palikuonims.

Tipinės charakteristikos, turinčios įtakos natūraliai atrankai, yra šios:

• Judėjimas. Gebėjimas greitai bėgti, plaukti ar skristi lemia, ar gyvūnas gali sėkmingai medžioti, ar pabėgti nuo plėšrūnų.
• Kamufliažas. Jei gyvūnas gali sėkmingai pasislėpti, jis gali išvengti plėšrūnų ar pasalų grobio.
• Imunitetas. Kai kurie gyvūnai bus atsparesni ligai nei kiti ir išgyvens.
• Jėga. Konkuruojant dėl ​​poros, dažnai reikia išbandyti jėgą su kitais tos pačios rūšies atstovais.
• Pojūčiai. Gyvūnai, kurie gali geriau matyti, užuosti ar girdėti, gali turėti daugiau galimybių išgyventi.
• Seksualinės savybės. Natūrali gyvūnų atranka priklauso nuo sėkmingos reprodukcijos pritraukus porą.

Gyvūnai vystosi nuolat, pirmiausia norėdami geriau prisitaikyti prie tam tikros aplinkos, o vėliau, jei aplinka keičiasi, į naują aplinką. Natūrali atranka gali sukelti evoliucinius esamų populiacijų pokyčius ir taip pat gali teikti pirmenybę vienai rūšiai, palyginti su kita, jei dvi rūšys varžosi dėl tos pačios erdvės ir išteklių.

Natūrali gyvūnų atranka geriausiai matoma, kai aplinka kaip nors pasikeičia, o specifinių savybių gyvūnai tampa geriau pritaikyti ir netrukus tampa dominuojančiais.

Pavyzdžiui, pipirinė kandis Londone buvo šviesios spalvos su tamsiomis dėmėmis. Pramonės revoliucijos metu pastatai aptemo suodžiais. Paukščiai tamsiame fone nesunkiai matė šviesių kandžių, netrukus liko tik tamsios spalvos kandys. Natūrali atranka paranki kandis su daugiau ir didesnėmis tamsiomis dėmėmis.

Kitame pavyzdyje tarkime, kad kai kurie vabzdžiai labai greitai tampa atsparūs cheminiam pesticidui. Net jei tik keli individai yra atsparūs, likusieji mirs, o atsparūs vabzdžiai išliks. Vabzdžiai paprastai duoda daug palikuonių, todėl vabzdžiai, turintys atsparių genų, greitai ims viršų.

Reprodukcinės pirmenybės pavyzdžiu povų patelės pasirenka poras pagal uodegos dydį ir ryškumą. Po poveikio natūrali atranka, šiandien beveik visi povo patinai turi dideles, ryškių spalvų uodegas.

Nors Darvinas yra geriausiai žinomas dėl savo evoliucijos teorijos publikacijų, natūrali atranka gali pakeisti ir pritaikyti rūšis. Charleso Darwino 1858 m. Pranešimas su Alfredo Russelio Wallace'o, kurio darbas buvo išleistas tuo pačiu metu, indėliu, visiems laikams pakeitė žmonių požiūrį į evoliuciją ir natūralius augalų ir gyvūnų pokyčius, kurie nuolat vyko aplink juos.