Selecția naturală: definiție, teoria lui Darwin, exemple și fapte

Conceptul de selecție naturală a fost propus pentru prima dată în mod oficial la o conferință de biologie a Societății Linnean. La 1 iulie 1858, a fost prezentată și apoi publicată o lucrare comună pe această temă. A inclus contribuții de la Charles Darwin și Alfred Russel Wallace.

Ambii oameni au scris despre ideea că selecția naturală a contribuit la evoluția pământului prin supraviețuirea organismelor cele mai potrivite mediului lor. Oamenii de știință de atunci au realizat că evoluția a avut loc, dar nu știau cum au evoluat speciile.

După această introducere a selecției naturale, Darwin a elaborat acest subiect cu teoria evoluției și cartea sa, Despre originea speciilor, publicat în 1859. Munca sa cu cintezele lui Darwin și ideile sale despre supraviețuirea celui mai adaptat a explicat mecanismul selecției naturale și cum ar putea duce la o proliferare a mai multor tipuri diferite de organisme.

Evoluția este schimbarea cumulativă a caracteristicilor unui organism sau ale unei populații în următoarele generații. Uneori se rezumă ca

Pentru a fi o caracteristică activă sau o trăsătură care determină selecția naturală, trăsătura trebuie să aibă următoarele caracteristici:

• Heritabilitate. O trăsătură poate influența evoluția prin selecția naturală numai dacă este transmisă de la părinți la descendenți.
• Funcționalitate. Trăsătura trebuie să aibă o funcție. Trăsăturile trebuie să facă ceva pentru ca selecția naturală să aibă loc.
• Avantaj. Pentru a fi selectată pentru a transmite descendenților, trăsătura trebuie să confere un avantaj organismului care o are sau să facă organismul mai potrivit pentru supraviețuirea în mediul său.
• Origine. Trăsătura trebuie să fi determinat evoluția organismelor, deoarece a făcut organismele care o aveau mai potrivite pentru supraviețuire. Dacă organismele s-au schimbat datorită altui mecanism, cum ar fi mutația genetică, nu s-a datorat selecției naturale.

Pe baza înregistrărilor fosile, este clar că speciile se schimbă în timp și se dezvoltă specii noi în timp ce altele mor. Înainte de Darwin, nu exista nicio explicație a modului în care ar putea avea loc astfel de schimbări.

teoria evoluției descrie ce se întâmplă pe măsură ce caracteristicile unor indivizi ai unei specii devin predominante și selecție naturală descrie modul în care apare această predominanță.

Darwin a studiat selecția naturală la cinteze. Chiar și atunci când un alt mecanism, cum ar fi mutația, schimbă o populație, dacă mutația nu conferă un avantaj natural, aceasta poate dispărea datorită selecției naturale.

În cadrul unei specii, o populație tipică include indivizi cu trăsături variate, deoarece primesc jumătate din ei cod genetic de la tată și jumătate de la mamă. Pentru trăsăturile cu o bază genetică, această combinație de gene de la părinți are ca rezultat o mare varietate de caracteristici la indivizii populației.

Combinația de trăsături la unii indivizi le oferă un avantaj în căutarea hranei, reproducerea sau rezistența la prădători sau boli. Alți indivizi primesc trăsături care îi plasează în dezavantaj.

Indivizii avantajați vor trăi mai mult și vor produce mai mulți descendenți. Descendenții lor vor primi în mare parte gene care duc la trăsăturile avantajate. În timp, cea mai mare parte a populației va evolua odată cu trăsăturile avantajate, iar trăsăturile care dau un dezavantaj vor dispărea. Selecția naturală a selectat indivizi cu caracteristici pozitive.

În 1831, marina britanică a trimis nava de inspecție HMS Beagle într-o expediție de cartografiere din întreaga lume. Charles Darwin a venit la bord ca naturalist însărcinat să observe fauna și flora locală. Expediția a durat cinci ani și a petrecut mult timp de-a lungul coastelor Atlanticului și Pacificului din America de Sud.

La plecarea din America de Sud spre Pacific, trecând spre Noua Zeelandă, nava a petrecut cinci săptămâni explorând Insulele Galapagos. Așa cum a făcut peste tot, Darwin a luat note extinse despre caracteristicile plantelor și animalelor pe care le-a găsit. În cele din urmă, aceste note ar forma baza dezvoltării sale a conceptului de selecție naturală și a teoriei sale a evoluției.

Înapoi în Anglia, Darwin și un ornitolog asociat au examinat notele lui Darwin despre cintezele din Insulele Galapagos. Se pare că insulele găzduiau 13 specii diferite de cintezi, în timp ce cea mai apropiată masă terestră sud-americană aflată la 600 de mile distanță avea o singură specie. Principala diferență între specii a fost mărimea și forma ciocurilor.

Analiza lui Darwin a notelor sale l-a determinat să tragă următoarele concluzii:

• Cintezii aveau ciocuri diferite pentru că locuiau pe diferite insule din medii diferite.
• Mediul înconjurător nu a cauzat diferențe de ciocuri, deoarece nu exista un mecanism pentru o astfel de influență.
• Diferitele caracteristici ale ciocului trebuie să fi fost prezente în populația originală de cintezi.
• Pe măsură ce cintezii din populația inițială s-au așezat pe o insulă, cintezii cu ciocurile cel mai bine adaptat la aprovizionarea cu alimente locale ar avea un avantaj.
• Cintezele cu ciocuri cele mai potrivite pentru sursa de hrană de pe insula lor ar fi supraviețuiește în număr mai mare decât cintezele mai puțin adaptate.
• În cele din urmă, de-a lungul multor generații, cintezele de pe o insulă ar forma o specie distinctă cu o dimensiunea și forma ciocului distincte, deoarece cintezele cu acei ciocuri ar fi cele mai potrivite pentru ei mediu inconjurator.

Cu aceste concluzii, Darwin a explicat evoluția ciocurilor de cinteză în Insulele Galapagos, propunând mecanism de selecție naturală. El a rezumat acest mecanism ca supraviețuirea celui mai adaptat, unde fitness-ul a fost definit ca succes reproductiv.

Pentru concluziile sale, Darwin s-a bazat pe notele sale, pe propriile sale observații și pe interpretarea scrierilor lui Thomas Robert Malthus. Malthus a fost un savant englez care, în 1798, și-a publicat teoria că creșterea populației va depăși întotdeauna aprovizionarea cu alimente. Corolarul este că, în orice populație, mulți indivizi vor muri din cauza concurenței pentru o cantitate limitată de alimente.

Cele trei observații care i-au permis lui Darwin să-și dezvolte teoria evoluției și a selecției naturale au fost:

1. Indivizii dintr-o populație prezintă o variație a trăsăturilor, cum ar fi culoarea, comportamentul, dimensiunea și forma datorită variației genetice.
2. Unele dintre trăsături sunt transmise de la părinți la descendenți și sunt moștenite.
3. Părinții dintr-o populație supraproduc descendenții, astfel încât unii să nu supraviețuiască.

Pe baza acestor observații, Darwin a propus ca acei indivizi cu trăsături care le-au făcut mai potrivite să fie cei care vor supraviețui, în timp ce cei mai puțini pot muri. De-a lungul timpului, populația ar fi dominată de individ cu trăsăturile care i-au făcut mai potrivite.

Populațiile de bacterii prezintă o selecție naturală foarte puternică, deoarece se pot înmulți rapid. De obicei, se înmulțesc până ajung la o constrângere, cum ar fi lipsa de hrană, spațiu sau alte resurse. În acel moment, acele bacterii cele mai potrivite mediului lor vor supraviețui, în timp ce restul vor muri.

Un exemplu de selecție naturală în bacterii este dezvoltarea rezistență la antibiotic. Când bacteriile provoacă o infecție și individul este tratat cu antibiotice, orice bacterie care are trăsătura de rezistență la antibiotice va supraviețui, în timp ce toate celelalte vor dispărea. Proliferarea bacteriilor rezistente la antibiotice este o problemă medicală majoră.

Plantele evoluează pentru a se potrivi mediului lor prin selecție naturală. Unele plante evoluează culorile florilor pentru a atrage polenizatorii de un anumit tip și a dezvolta mecanisme speciale pentru a răspândi semințele. Trebuie să se adapteze la mai mult sau mai puțin la lumina soarelui și să lupte împotriva dăunătorilor.

Cactușii sunt un exemplu de selecție naturală la plante. În deșertul în care locuiesc, există multă lumină solară, puțină apă și, ocazional, un animal care ar iubi o mușcătură suculentă.

Drept urmare, cactușii au dezvoltat corpuri compacte sau frunze mici, suculente, cu piei groase pentru a proteja împotriva soarelui puternic și a reduce la minimum pierderile de apă. De asemenea, pot stoca apă și pot avea vârfuri ascuțite pentru a descuraja animalele. Cactușii cu aceste trăsături au fost cei mai potriviți și ei încă evoluează.

Un alt exemplu este schimbarea plantelor de muștar de câmp cauzate de seceta din sudul Californiei. Pentru a supraviețui unei secete, plantele trebuie să crească, să înflorească și să-și distribuie semințele rapid. Plantele de muștar de câmp din California de Sud care au înflorit devreme au devenit dominante, în timp ce cele cu înflorire au dispărut ulterior.

Animalele au mai multe posibilități de influențare a supraviețuirii lor, deoarece se pot angaja în modele de comportament complexe. Trăsăturile care pot determina condiția fizică se încadrează în trei categorii principale. Capacitatea de a găsi suficientă hrană prin vânătoare sau hrănire este o cheie pentru supraviețuire.

Majoritatea animalelor au prădători, iar trăsăturile specifice le permit să evite să fie consumate. În cele din urmă, abilitatea de a găsi și atrage un partener le permite să-și transmită trăsăturile pozitive descendenților.

Caracteristicile tipice care influențează selecția naturală includ:

• Circulaţie. Abilitatea de a alerga, de a înota sau de a zbura repede determină dacă un animal poate vâna cu succes sau scăpa de prădători.
• Camuflaj. Dacă un animal se poate ascunde cu succes, se poate sustrage prădătorilor sau poate ambuscada prada.
• Imunitate. Unele animale vor fi mai rezistente la o boală decât altele și vor supraviețui.
• Putere. Concurența pentru un partener implică adesea teste de forță cu alți membri din aceeași specie.
• Simțurile. Animalele care pot vedea, mirosi sau auzi mai bine pot avea șanse mai mari de supraviețuire.
• Caracteristici sexuale. Selecția naturală la animale depinde de reproducerea cu succes după ce a atras un partener.

Animalele evoluează continuu, mai întâi pentru a se adapta mai bine la un mediu dat și apoi, dacă mediul se schimbă, la noul mediu. Selecția naturală poate provoca schimbări evolutive în populațiile existente și poate favoriza, de asemenea, o specie față de alta dacă două specii concurează pentru același spațiu și resurse.

Selecția naturală la animale este cel mai bine văzută atunci când mediul se schimbă într-un fel, iar animalele cu caracteristici specifice devin mai potrivite și devin în curând dominante.

De exemplu, molia piperată din Londra avea culoarea deschisă, cu pete întunecate. În timpul revoluției industriale, clădirile s-au întunecat cu funingine. Păsările au putut vedea cu ușurință molii de culoare deschisă pe fundalul întunecat și, în curând, au rămas doar molii de culoare închisă. Selecția naturală a favorizat molii cu pete întunecate mai mari și mai mari.

Într-un alt exemplu, spuneți că unele insecte devin foarte repede rezistente la un pesticid chimic. Chiar dacă doar câțiva indivizi sunt rezistenți, restul vor muri, iar insectele rezistente vor supraviețui. Insectele produc de obicei un număr mare de descendenți, astfel încât insectele cu gene rezistente vor prelua rapid.

Într-un exemplu de preferință reproductivă, păunii de sex feminin aleg perechi în funcție de mărimea și luminozitatea cozilor lor. După efectele selecție naturală, aproape toți masculii păunului au astăzi cozi mari, viu colorate.

În timp ce Darwin este cel mai bine cunoscut pentru publicațiile sale despre teoria evoluției, selecția naturală este cea care influențează schimbarea și adaptarea la specii. Lucrarea lui Charles Darwin din 1858, cu contribuții ale lui Alfred Russel Wallace a cărei lucrare a fost publicată în același timp, veșnic s-a schimbat modul în care oamenii priveau evoluția și schimbările naturale ale plantelor și animalelor care aveau loc în mod continuu lor.