Fungerar naturligt urval på genotyp eller fenotyp?

I Darwins bok "On the Origin of Species" från 1859 frågade han, kan det vara en överraskning att "variationer användbara på något sätt för var och en i den stora och komplexa striden av livet, borde ibland inträffa under tusentals generationer? "Skulle inte dessa variationer, hävdade han, ge individer med fördelaktiga egenskaper" bästa chansen att överleva och att föröka sig av sitt slag? "Hans sammanfattning:" Detta bevarande av gynnsamma variationer och förkastandet av skadliga variationer, kallar jag Naturligt urval. "Naturligt urval är ett resultat av att miljön väljer fördelaktiga fysiska egenskaper - fenotypen - i en befolkning på organismer. När dessa egenskaper är ärftliga har naturligt urval också långsiktiga effekter på en befolknings genpool.

Många arter uppvisar variationer i sina fysiska egenskaper, och ofta förekommer dessa egenskaper längs ett kontinuum. Höjd eller hårfärg är exempel. Ett naturligt utbud av variation kan finnas i dessa egenskaper bland alla medlemmar av en art. Tänk dig till exempel en fjärilsart som har en fördelning av tungans längd, säg, från 12 millimeter till cirka 30 millimeter. Om det är en övergång till en övervägande av långa, rörformiga blommor i deras miljö, så kommer fjärilar med längre tungor att få lättare mat. Dessa fjärilar kan vara friskare än andra och vara mer framgångsrika vid avel, eller de kan vara mer benägna att överleva tillräckligt länge för att reproducera.

Som i fjärilsexemplet inträffar naturligt urval när en organisms fysiska egenskaper gör den antingen mer eller mindre lämpad att trivas i en miljö. De fysiska egenskaperna kallas fenotypen; därför fungerar naturligt urval direkt på fenotyp. Fenotypen för en organism bestäms av både miljöpåverkan och genotyp. Det vill säga när en organism växer och utvecklas kan miljöfaktorer påverka dess storlek och andra fysiska egenskaper; men när den är tänkt är många av dess egenskaper förutbestämda av genotyp. Därför översätts miljöpåverkan på fenotypen hos en population av organismer till ett inflytande på befolkningens genotyp.

Kopplingen mellan genotyp och fenotyp är inte nödvändigtvis enkel och direkt. Det vill säga, det finns inte en en-till-en-korrelation mellan gen och egenskaper; det är inte alltid så enkelt som en gen som kontrollerar en egenskap. Med tanke på fjärilsexemplet trivs fjärilarna med långa tungor och producerar fler avkommor. Därför blir genen eller generna som kodar för långa tungor med tiden vanligare i den populationen av fjärilar. Det betyder dock inte nödvändigtvis att nästa generation fjärilar alla kommer att ha långa tungor. Det beror på det komplexa förhållandet mellan genotyp och fenotyp. Även om en enda gen var ansvarig för långa tungor, kunde tre fjärdedelar av avkomman till långtunga föräldrar bära en kort tunggen. Många fysiska egenskaper påverkas dock av flera gener, vilket gör situationen ännu mer komplicerad.

Ett ännu viktigare mått på genetisk eller genotypisk förändring är frekvensen av alla genotyper i alla medlemmar av en art. Det kallas genpoolen och det representerar den totala möjliga variationen i ett genetiskt drag.

Återgå till fjärilsexemplet, när långtungade individer är mer lämpade för miljön, nästa generation fjärilar kommer inte nödvändigtvis att ha en större andel långtungade gener i sin gen slå samman. Men över tiden, om de långa rörformiga blommorna fortsätter att dominera i miljön, kommer det fortsatta selektionstrycket på fenotypen att ändra fjärilsartens genpool. Den exakta mekanismen för genotypisk förändring är fortfarande inte känd - och det är verkligen annorlunda för andra egenskaper och separata arter.