Naravni izbor: opredelitev, Darwinova teorija, primeri in dejstva

Koncept naravne selekcije je bil prvič formalno predlagan na biološki konferenci Linnean Society. 1. julija 1858 je bil predstavljen in nato objavljen skupni članek na to temo. Vključeval je prispevke Charlesa Darwina in Alfred Russel Wallace.

Oba moška sta pisala o ideji, da je naravna selekcija prispevala k razvoju Zemlje skozi preživetje organizmov, ki so najbolj primerni za njihovo okolje. Takratni znanstveniki so ugotovili, da je prišlo do evolucije, vendar niso vedeli, kako so se razvile vrste.

Po tej uvedbi naravne selekcije je Darwin to temo podrobneje opisal s svojo teorijo evolucije in svojo knjigo, O izvoru vrst, objavljeno leta 1859. Njegovo delo z Darwinovimi ščinkavci in njegove ideje o Preživetje najmočnejšega razložil mehanizem naravne selekcije in kako bi lahko privedel do širjenja številnih različnih vrst organizmov.

Evolucija je kumulativna sprememba značilnosti organizma ali populacije v naslednjih generacijah. Včasih je povzeto kot spust s predelavo. Naravna selekcija je eden od mehanizmov, ki poganja evolucijo.

Da bi bila aktivna značilnost ali lastnost, ki povzroča naravno izbiro, mora imeti naslednje značilnosti:

• Dedljivost. Lastnost lahko vpliva na evolucijo z naravno selekcijo le, če se s staršev prenese na potomce.
• Funkcionalnost. Lastnost mora imeti funkcijo. Značilnosti morajo nekaj storiti, da bo lahko potekala naravna selekcija.
• Prednost. Da bi bila lastnost izbrana za prenašanje na potomce, mora organizmu, ki ga ima, dati prednost ali pa ga narediti bolj primernega za preživetje v svojem okolju.
• Izvor. Ta lastnost je morala povzročiti, da so se organizmi razvijali, ker so organizmi, ki so ga imeli, bolj primerni za preživetje. Če so se organizmi spremenili zaradi drugega mehanizma, na primer genske mutacije, to ni bilo posledica naravne selekcije.

Na podlagi fosilnih zapisov je jasno, da se vrste sčasoma spreminjajo in se nove vrste razvijajo, druge pa odmrejo. Pred Darwinom ni bilo nobene razlage, kako bi lahko prišlo do takšnih sprememb.

The teorija evolucije opisuje, kaj se zgodi, ko značilnosti nekaterih posameznikov vrste postanejo prevladujoče in naravna selekcija opisuje, kako pride do te prevlade.

Darwin je preučeval naravno selekcijo pri ščinkavcih. Tudi če drug mehanizem, kot je mutacija, spremeni populacijo, če mutacija ne daje naravne prednosti, lahko izgine zaradi naravne selekcije.

Znotraj vrste tipična populacija vključuje posameznike z različnimi lastnostmi, ker prejmejo polovico genetska koda od očeta in pol od matere. Za lastnosti z genetsko osnovo ima ta kombinacija genov staršev zelo različne lastnosti pri posameznikih populacije.

Kombinacija lastnosti pri nekaterih posameznikih jim daje prednost pri iskanju hrane, razmnoževanju ali prenašanju plenilcev ali bolezni. Drugi posamezniki dobijo lastnosti, ki jih postavljajo v slabši položaj.

Prikrajšani posamezniki bodo živeli dlje in ustvarili več potomcev. Njihovi potomci bodo večinoma prejeli gene, ki imajo za posledico prednosti. Sčasoma se bo večina populacije razvijala s prednostnimi lastnostmi in lastnosti, ki bodo v slabšem položaju, bodo izginile. Naravna selekcija je izbrala posamezniki s pozitivnimi lastnostmi.

Leta 1831 je britanska mornarica poslala raziskovalno plovilo HMS Beagle na kartografsko odpravo po vsem svetu. Charles Darwin se je vkrcal kot naravoslovec, zadolžen za opazovanje lokalne favne in flore. Odprava je trajala pet let in veliko časa preživela ob atlantski in pacifiški obali Južne Amerike.

Po odhodu iz Južne Amerike na pacifiški prehod na Novo Zelandijo je ladja pet tednov raziskovala Galapaške otoke. Kot povsod je tudi Darwin veliko zapisal o značilnostih rastlin in živali, ki jih je našel. Sčasoma bi bile te opombe osnova za njegov razvoj koncepta naravne selekcije in teorije evolucije.

V Angliji sta Darwin in sodelavec ornitologa preučila Darwinove zapiske o ščinkavcih na Galapaških otokih. Očitno je bilo na otokih 13 različnih vrst ščinkavcev, najbližja južnoameriška kopenska masa, oddaljena 600 milj, pa je imela samo eno vrsto. Glavna razlika med vrstami je bila velikost in oblika kljunov.

Darwinova analiza njegovih zapiskov ga je pripeljala do naslednjih zaključkov:

• Ščinkavci so imeli različni kljuni ker so živeli na različnih otokih v Ljubljani različnih okoljih.
• Okolje ni povzročalo razlik v kljunih, ker ni bilo mehanizma za tak vpliv.
• Različne značilnosti kljuna so morale biti prisotne v prvotni populaciji ščinkavcev.
• Ko so se ščinkavci prvotne populacije naselili na otoku, so ščinkavci s kljuni najbolje prilagojena lokalni oskrbi s hrano bi imela prednost.
• Ščinkavci s kljuni bi bili najprimernejši za vir hrane na njihovem otoku preživeti v večjem številu kot manj prilagojeni ščinkavci.
• Sčasoma bi skozi več generacij ščinkavci na otoku tvorili ločeno vrsto z a različno velikost in obliko kljuna, ker bi bili zobje s temi kljuni najprimernejši za njih okolje.

S temi zaključki je Darwin pojasnil razvoj kljunov ščinkavcev na Galapaških otokih s predlaganjem mehanizem naravne selekcije. Ta mehanizem je povzel kot Preživetje najmočnejšega, kjer je bila sposobnost opredeljena kot reproduktivni uspeh.

Za svoje sklepe se je Darwin oprl na svoje zapiske, svoja opažanja in svojo interpretacijo spisov Thomas Robert Malthus. Malthus je bil angleški učenjak, ki je leta 1798 objavil svojo teorijo, da bo rast prebivalstva vedno presegla ponudbo hrane. Posledica tega je, da bo v kateri koli populaciji veliko posameznikov zaradi konkurence za omejeno oskrbo s hrano izumrlo.

Tri opažanja, ki so Darwinu omogočila, da razvije svojo teorijo evolucije in naravne selekcije, so bila:

1. Posamezniki v populaciji kažejo razlike v lastnostih, kot so barva, vedenje, velikost in oblika zaradi genetskih sprememb.
2. Nekatere lastnosti se s staršev prenašajo na potomce in so dedne.
3. Starši v populaciji preveč rodijo potomce, da nekateri ne bodo preživeli.

Na podlagi teh opažanj je Darwin predlagal, da bi tisti, ki imajo lastnosti, zaradi katerih so bili bolj sposobni, tisti, ki bi preživeli, medtem ko bi najmanj sposobni umrli. Sčasoma bodo v populaciji prevladovali posamezniki z lastnostmi, zaradi katerih so bili bolj sposobni.

Populacije bakterij kažejo zelo močno naravno selekcijo, ker se lahko hitro razmnožujejo. Običajno se množijo, dokler ne dosežejo omejitev, kot je pomanjkanje hrane, prostora ali drugih virov. Takrat bodo tiste bakterije, ki so najbolj primerne za njihovo okolje, preživele, ostale pa bodo odmrle.

En primer naravne selekcije pri bakterijah je razvoj odpornost na antibiotike. Ko bakterije povzročijo okužbo in posameznika zdravimo z antibiotiki, bodo vse bakterije, ki imajo lastnosti odpornosti na antibiotike, preživele, vse ostale pa bodo odmrle. Razmnoževanje bakterij, odpornih na antibiotike, je velik zdravstveni problem.

Rastline se razvijajo tako, da z naravno selekcijo postanejo primerne za svoje okolje. Nekatere rastline razvijajo cvetne barve, da bi pritegnile opraševalce določene vrste in razvile posebne mehanizme za širjenje svojih semen. Prilagajati se morajo bolj ali manj sončni svetlobi in se boriti proti škodljivcem.

Kaktusi so primer naravne selekcije v rastlinah. V puščavi, kjer živijo, je veliko sončne svetlobe, malo vode in občasno žival, ki bi rada dobila sočen ugriz.

Kot rezultat so kaktusi razvili kompaktna telesa ali majhne, ​​sočne liste z debelimi kožami, ki ščitijo pred močnim soncem in zmanjšujejo izgubo vode. Prav tako lahko shranjujejo vodo in imajo ostre konice, da odvrnejo živali. Kaktusi s temi lastnostmi so bili najprimernejši in se še vedno razvijajo.

Drug primer je sprememba rastline poljske gorčice, ki jo je povzročila suša v južni Kaliforniji. Da bi preživele sušo, morajo rastline hitro rasti, cveteti in hitro distribuirati svoja semena. Rastline gorčice v južni Kaliforniji, ki so zgodaj zacvetele, so postale prevladujoče, medtem ko so cvetoče kasneje zamrle.

Živali imajo več možnosti za vplivanje na svoje preživetje, ker se lahko vključijo v zapletene vzorce vedenja. Lastnosti, ki lahko določajo kondicijo, spadajo v tri glavne kategorije. Sposobnost iskanja dovolj hrane z lovom ali iskanjem hrane je ključnega pomena za preživetje.

Večina živali jih ima plenilci, in posebne lastnosti jim omogočajo, da se izognejo zaužitju. Končno jim sposobnost iskanja in privabljanja partnerja omogoča, da svoje pozitivne lastnosti prenesejo na potomce.

Tipične značilnosti, ki vplivajo na naravno selekcijo, vključujejo:

• Premikanje. Sposobnost hitrega teka, plavanja ali letenja določa, ali lahko žival uspešno lovi ali uide plenilcem.
• Kamuflaža. Če se žival lahko uspešno skrije, se lahko izogne ​​plenilcem ali zasedi plen.
• Imuniteta. Nekatere živali bodo bolj odporne na bolezen kot druge in bodo preživele.
• Moč. Tekmovanje za partnerja pogosto vključuje preizkušanje moči z drugimi pripadniki iste vrste.
• Občutki. Živali, ki bolje vidijo, vohajo ali slišijo, imajo morda večje možnosti za preživetje.
• Spolne značilnosti. Naravna selekcija živali je odvisna od uspešnega razmnoževanja po privabljanju partnerja.

Živali se nenehno razvijajo, najprej se bolje prilagodijo določenemu okolju in nato, če se okolje spremeni, novemu okolju. Naravna selekcija lahko povzroči evolucijske spremembe v obstoječih populacijah in lahko favorizira eno vrsto pred drugo, če se dve vrsti potegujeta za isti prostor in vire.

Naravna selekcija pri živalih se najbolje vidi, ko se okolje na nek način spremeni in živali s posebnimi lastnostmi postanejo bolj primerne in kmalu postanejo prevladujoče.

Na primer, paprikani molj v Londonu je bil svetle barve s temnimi lisami. Med industrijsko revolucijo so stavbe potemnile od saj. Ptice so na temnem ozadju zlahka videle svetle molje in kmalu so ostali le temni molji. Naravna selekcija je naklonila molje z več in večjimi temnimi lisami.

V drugem primeru recimo, da nekatere žuželke zelo hitro postanejo odporne na kemični pesticid. Tudi če je le nekaj posameznikov odpornih, bodo ostali odmrli in odporne žuželke bodo preživele. Žuželke praviloma rodijo veliko število potomcev, zato jih bodo žuželke z odpornimi geni hitro prevzele.

Kot primer reproduktivne naklonjenosti si pavke izberejo partnerje glede na velikost in svetlost repov. Po učinkih naravna selekcija, imajo skoraj vsi moški pavov danes velike, živo obarvane repove.

Medtem ko je Darwin najbolj znan po svojih publikacijah o teoriji evolucije, je naravna selekcija tista, ki vpliva na spremembe in prilagajanje vrst. Prispevek Charlesa Darwina iz leta 1858 s prispevki Alfreda Russela Wallacea, katerega članek je bil objavljen hkrati, za vedno spremenila, kako so ljudje gledali na evolucijo in naravne spremembe rastlin in živali, ki so se neprestano dogajale njim.