Природни одабир: дефиниција, Дарвинова теорија, примери и чињенице

Концепт природне селекције први пут је формално предложен на конференцији о биологији Линнеан Социети. 1. јула 1858. представљен је заједнички рад на ту тему који је накнадно објављен. Укључивао је прилоге Чарлса Дарвина и Алфред Руссел Валлаце.

Обојица су писали о идеји да је природна селекција допринела еволуцији Земље кроз опстанак организама који највише одговарају њиховој околини. Тадашњи научници су схватили да се еволуција догодила, али нису знали како су се врсте развијале.

Након овог увођења природне селекције, Дарвин је разрадио тему са својом теоријом еволуције и својом књигом, О пореклу врста, објављен 1859. Његов рад са Дарвиновим зебама и његове идеје о томе опстанак најспособнијих објаснио механизам природне селекције и како би то могло довести до ширења многих различитих врста организама.

Еволуција је кумулативна промена карактеристика организма или популације током следећих генерација. Понекад се сажима као спуштање са преинаком. Природна селекција је један од механизама који покрећу еволуцију.

Да би била активна карактеристика или особина која узрокује природни одабир, особина мора имати следеће особине:

• Наследност. Особина може утицати на еволуцију природном селекцијом само ако се преноси са родитеља на потомке.
• Функционалност. Особина мора имати функцију. Особине морају учинити нешто да би се одвијала природна селекција.
• Предност. Да би била изабрана за преношење на потомке, особина мора давати предност организму који је има или учинити организам способнијим за преживљавање у свом окружењу.
• Порекло. Особина је сигурно узроковала еволуцију организама јер је организме који су га имали учинила способнијим за преживљавање. Ако су се организми променили услед другог механизма, попут генетске мутације, то није било због природне селекције.

На основу фосилних записа, јасно је да се врсте временом мењају и нове врсте се развијају док друге одумиру. Пре Дарвина није било објашњења како би се такве промене могле догодити.

Тхе теорија еволуције описује шта се дешава када карактеристике неких јединки неке врсте постану доминантне и природна селекција описује како долази до ове преваге.

Дарвин је проучавао природну селекцију у зеба. Чак и када други механизам попут мутације промени популацију, ако мутација не даје природну предност, она може изумрети услед природне селекције.

Унутар врсте, типична популација укључује јединке различитих особина, јер добијају половину генетски код од оца и пола од мајке. За особине са генетском основом, ова комбинација гена родитеља резултира широким спектром карактеристика код појединаца популације.

Комбинација особина код неких појединаца даје им предност у потрази за храном, размножавању или подношењу предатора или болести. Други појединци добијају особине које их стављају у неповољан положај.

Појединци у предности ће живети дуже и родиће више потомака. Њихови потомци ће углавном добити гене који резултирају унапредјеним особинама. Временом ће већина популације еволуирати са унапредјеним особинама, а особине које дају недостатак ће нестати. Природна селекција је одабрала појединци са позитивним карактеристикама.

1831. године британска морнарица послала је истраживачко пловило ХМС Беагле на експедицију за мапирање широм света. Цхарлес Дарвин се укрцао као природњак додељен за посматрање локалне фауне и флоре. Експедиција је трајала пет година и провела је много времена дуж атлантских и пацифичких обала Јужне Америке.

По изласку из Јужне Америке за прелазак преко Тихог океана на Нови Зеланд, брод је провео пет недеља истражујући острва Галапагос. Као и свуда, Дарвин је правио опсежне белешке о карактеристикама биљака и животиња које је пронашао. На крају ће ове белешке чинити основу за његов развој концепта природне селекције и његове теорије еволуције.

Још у Енглеској, Дарвин и сарадник орнитолога испитивали су Дарвинове белешке о зебама Галапашких острва. Очигледно је на острвима живело 13 различитих врста зеба, док је најближа јужноамеричка копнена маса удаљена 600 миља имала само једну врсту. Главна разлика између врста била је величина и облик кљунова.

Дарвинова анализа његових белешки довела га је до следећих закључака:

• Зебе су имале различити кљунови јер су живели на различитим острвима у различита окружења.
• Животна средина није узроковала разлике у кљуновима јер није постојао механизам за такав утицај.
• Све различите карактеристике кљуна морале су бити присутне у изворној популацији зеба.
• Како су се зебе првобитне популације населиле на острву, зебе са кљуновима најбоље прилагођена локалном снабдевању храном би имао предност.
• Чинке са кљуновима најбоље одговара извору хране на њиховом острву опстати у већем броју него мање прилагођене зебе.
• На крају, током многих генерација, зебе на острву формирале би различиту врсту са различите величине и облика кљуна јер би зебе са тим кљуновима биле најприкладније за њих Животна средина.

Овим закључцима Дарвин је објаснио еволуцију кљунова зеба на Галапагошким острвима предлажући механизам природне селекције. Овај механизам је резимирао као опстанак најспособнијих, где је кондиција дефинисана као репродуктивни успех.

За своје закључке, Дарвин се ослањао на своје белешке, своја запажања и своје тумачење списа Тхомас Роберт Малтхус. Малтхус је био енглески учењак који је 1798. објавио своју теорију да ће раст становништва увек надмашити залихе хране. Последица је да ће у било којој популацији многи појединци изумрети због конкуренције за ограничену залиху хране.

Три запажања која су Дарвину омогућила да развије своју теорију еволуције и природне селекције била су:

1. Појединци у популацији показују разлике у особинама као што су боја, понашање, величина и облик због генетске варијације.
2. Неке особине се преносе са родитеља на потомке и наследљиве су.
3. Родитељи у популацији прекомерно производе потомство, тако да неки неће преживети.

На основу ових запажања, Дарвин је предложио да ће особе које имају особине које су их чиниле способнијима бити оне које ће преживјети док ће најмање способни умријети. Временом ће популацијом доминирати појединац са особинама које су их чиниле способнијима.

Популације бактерија показују врло јаку природну селекцију, јер се могу брзо размножавати. Обично се множе док не досегну ограничење као што је недостатак хране, простора или других ресурса. Тада ће оне бактерије које највише одговарају њиховом окружењу преживети док ће остале одумрети.

Један од примера природне селекције код бактерија је развој резистенција на антибиотике. Када бактерије изазову инфекцију и појединац се лечи антибиотицима, све бактерије које имају особину резистенције на антибиотике ће преживети док ће све остале одумирати. Размножавање бактерија отпорних на антибиотике је главни медицински проблем.

Биљке еволуирају како би природном селекцијом постале прилагођене свом окружењу. Неке биљке развијају цветне боје како би привукле опрашиваче одређене врсте и развиле посебне механизме за ширење семена. Морају се прилагодити мање или више сунчевој светлости и борити се против штеточина.

Кактуси су пример природне селекције у биљкама. У пустињи у којој живе има пуно сунчеве светлости, мало воде и повремено животиња која би волела сочан залогај.

Као резултат, кактуси су развили компактна тела или мале, сочне листове са дебелим кожама како би заштитили од јаког сунца и свели на минимум губитак воде. Такође могу да складиште воду и имају оштре бодље како би обесхрабрили животиње. Кактуси са овим особинама били су најспособнији и још увек се развијају.

Други пример је промена у пољској биљци горушице изазвана сушом у јужној Калифорнији. Да би преживеле сушу, биљке морају брзо да расту, цветају и дистрибуирају семе. Пољске горушице биљака јужне Калифорније које су рано цветале постале су доминантне, док су оне које су цветале касније одумрле.

Животиње имају више простора да утичу на своје преживљавање јер могу да се укључе у сложене обрасце понашања. Особине које могу одредити кондицију спадају у три главне категорије. Способност проналажења довољно хране кроз лов или исхрану кључ је за преживљавање.

Већина животиња има предатори, а специфичне особине омогућавају им да избегну да их поједу. Коначно, способност проналажења и привлачења партнера омогућава им да своје позитивне особине пренесу на потомство.

Типичне карактеристике које утичу на природну селекцију укључују:

• Покрет. Способност брзог трчања, пливања или летења одређује да ли животиња може успешно ловити или побећи предаторима.
• Камуфлажа. Ако се животиња може успешно сакрити, може избећи предаторе или заседати плен.
• Имунитет. Неке животиње ће бити отпорније на болест од других и преживеће.
• Снага. Такмичење за партнера често укључује испитивање снаге са другим припадницима исте врсте.
• Чула. Животиње које могу боље видети, мирисати или чути могу имати веће шансе за преживљавање.
• Сексуалне карактеристике. Природна селекција код животиња зависи од успешне репродукције након привлачења партнера.

Животиње се континуирано развијају, прво да би се боље прилагодиле датој средини, а затим, ако се окружење промени, у нову средину. Природна селекција може проузроковати еволутивне промене у постојећим популацијама, а такође може фаворизовати једну врсту у односу на другу ако се две врсте такмиче за исти простор и ресурсе.

Природна селекција код животиња се најбоље види када се животна средина на неки начин промени, а животиње са одређеним карактеристикама постају боље прилагођене и убрзо постају доминантне.

На пример, паприка мољца у Лондону била је светле боје са тамним мрљама. Током индустријске револуције зграде су потамнеле чађом. Птице су лако могле да виде мољце светле боје на тамној позадини, а убрзо су остали само мољци тамне боје. Природна селекција фаворизовала је мољце са све већим и већим тамним мрљама.

У другом примеру, рецимо да неки инсекти врло брзо постану отпорни на хемијски пестицид. Чак и ако је само неколико јединки отпорно, остали ће изумрети, а отпорни инсекти ће преживети. Инсекти обично производе велики број потомака, па ће их инсекти са резистентним генима брзо преузети.

У примеру репродуктивне склоности, женске паунице бирају партнере на основу величине и осветљености репа. После ефеката природна селекција, скоро сви мужјаци пауна данас имају велике репове јарких боја.

Иако је Дарвин најпознатији по својим публикацијама о теорији еволуције, природна селекција је та која мења и прилагођава врсте. Рад Чарлса Дарвина из 1858. године, са прилозима Алфреда Руссела Валлацеа, чији је рад објављен у исто време, заувек променио начин на који су људи гледали на еволуцију и на природне промене у биљкама и животињама које су се непрекидно дешавале њих.