Relatie tussen DNA en natuurlijke selectie

Biologen definiëren evolutie als genetische verandering in een populatie over generaties heen. Na verloop van tijd kan dit proces van genetische verandering aanleiding geven tot nieuwe genen, nieuwe eigenschappen en nieuwe soorten, allemaal teweeggebracht door veranderingen in de genetische code of het DNA. Verschillende mechanismen resulteren in evolutionaire veranderingen; hiervan is een van de belangrijkste natuurlijke selectie.

Cellen kopiëren hun DNA wanneer ze zich delen; beide dochtercellen erven een identieke kopie. Soms maakt de DNA-replicatiemachinerie van de cel echter fouten, zodat een of beide dochtercellen een gewijzigde kopie van de originele code hebben. Deze fouten worden mutaties genoemd.

Na verloop van tijd zorgen mutaties en seksuele voortplanting ervoor dat organismen niet allemaal genetisch identiek zijn, zelfs als ze afstammen van dezelfde voorouders. Als je DNA van verschillende organismen in de populatie vergelijkt, zie je meestal veel verschillen. Met andere woorden, mutaties in DNA creëren genetische diversiteit in een populatie.

Vaak zijn sommige organismen beter aangepast om te overleven en zich voort te planten in een bepaalde omgeving dan andere. Deze goed aangepaste organismen laten meestal meer nakomelingen na. Omdat deze organismen uit meer adaptieve populaties hun DNA doorgeven aan hun nageslacht, zullen de mutaties die ze dragen na verloop van tijd vaker voorkomen. Mutaties die ervoor zorgen dat een organisme zich slecht aanpast aan zijn omgeving, zullen in de loop van de tijd steeds minder vaak voorkomen. Dit proces wordt natuurlijke selectie genoemd.

Het genotype van een organisme is de verzameling genetische varianten die het bezit. Het fenotype daarentegen zijn de eigenschappen - zichtbare kenmerken van het organisme zoals oogkleur, haarkleur, lengte enzovoort. Sommige eigenschappen kunnen worden beïnvloed door omgevingsfactoren. Als u bijvoorbeeld als kind ondervoed bent, kan uw lengte op volwassen leeftijd korter zijn dan wat u alleen op basis van uw genen zou voorspellen. Bijgevolg kan er meer dan één fenotype zijn voor hetzelfde genotype. Natuurlijke selectie werkt in op fenotypes, dus het werkt alleen indirect op het genotype.

Na verloop van tijd kan een bepaalde versie van een gen zo succesvol worden dat alle andere versies van hetzelfde gen uit de populatie verdwijnen. Wanneer dit gebeurt, zou het succesvolle gen gefixeerd zijn geraakt. Het komt echter vaak voor dat sommige varianten van een gen de bezitter slechts een klein voordeel of zelfs helemaal geen voordeel geven. In dit geval kan natuurlijke selectie de andere varianten mogelijk niet volledig elimineren en kunnen veel varianten van een gen in de populatie blijven bestaan.