Evrim, bir organizma popülasyonundaki genetik değişiklikleri katalize eden süreçtir. Örneğin, bir alg türü, daha derin sularda daha başarılı bir şekilde gelişmelerini sağlamak için ışık emici proteinlerini yeşilden kırmızıya değiştirebilir. Ancak alg özelliklerindeki gözle görülür değişiklik, popülasyondaki belirli genlerin genel sıklığındaki bir değişikliğin yansımasıdır. Teknik terimlerle bu, alel frekansı olarak bilinir. Dolayısıyla, alel frekansında bir değişiklik olmadan evrimsel değişim gerçekleşemezken, alel frekansındaki bir değişiklik, evrimin gerçekleştiğinin bir göstergesidir.
Fenotip ve Genotip
Fenotip, bir organizmanın gözlemlenebilir fiziksel ve davranışsal özellikleri kümesini ifade eder. Bu özelliklerin çoğu, bir organizmanın genotip olarak adlandırılan DNA'sının doğrudan ifadeleridir. Fenotipin bazı unsurları, bir organizmanın genotiplerinin çevre ile etkileşimi tarafından yönlendirilmesine rağmen, bir şekilde veya başka bir fenotip, genotip ile bağlantılıdır.
Spesifik bir organizmanın genotipi, protein oluşturmak için bir dizi genetik talimattan oluşur. Bu talimatlar genellikle bir tür karışık çantadır. Örneğin, yeşil bir alg, kırmızı proteinlerin sentezini de yöneten bir miktar DNA'ya sahip olabilir. Ancak diğer genler kırmızı protein genini kapatabilir veya belki de kırmızı proteinden çok daha fazla yeşil protein yapılıyor. Böylece belirli bir organizma, güçlü bir yeşil genotipe ve zayıf bir kırmızı genotipe sahip olabilir.
Popülasyon genetiği
Evrim, çevrenin tek bir organizma ile etkileşimi tarafından yönlendirilmesine rağmen, tek bir organizma evrimleşemez. Evrim geçirebilen tek türdür. Dolayısıyla genetikçiler, bir popülasyon içindeki fenotip ve genotipin genel dağılımına bakarlar. Birçok farklı karışım mümkündür.
Örneğin, bir yeşil alg popülasyonu yeşil olabilir, çünkü sadece yeşil proteinler yapmak için genlere sahiptirler. Ama aynı zamanda yeşil olabilirler çünkü yeşil proteinler ve kırmızı proteinler için genleri vardır, ancak kırmızı proteinlerin yapıldıktan hemen sonra parçalanması gerektiğini yöneten başka bir genleri vardır. Yani renk proteini yapan gen, "yeşil" veya "kırmızı" olabilir. İki seçeneğe alel denir ve bir Türün genetik yapısının ölçüsü, dünyadaki tüm organizmalar arasındaki alel frekansı tarafından verilir. Türler.
Denge
Birkaç metre derinliğinde, boyunca yosunların büyüdüğü bir gölet hayal edin. Yüzeye yakın algler, yeşil proteinlerinin gayet iyi emdiği bol miktarda sarı ışığa sahiptir. Ancak daha aşağıya doğru sürüklenen algler çok fazla sarı ışığa sahip değildir - su sarıyı emer ve daha fazla mavimsi ışığın geçmesine izin verir, bu nedenle daha derindeki alglerin daha derinlerde iyi çalışması için kırmızı protein gerekir. Yüzeydeki algleri örnekleyecek olsaydınız, en sağlıklıları yeşil, yüzeyin altındaki en sağlıklı algler ise kırmızı olurdu. Ancak alglerin tümü birbiriyle ürer, bu nedenle yeşil protein ve kırmızı protein genlerinin yüzdesi nesilden nesile oldukça istikrarlı olacaktır. Alel frekansının kararlılığı, Hardy-Weinberg ilkesi ile tanımlanır.
Değişiklik
Şimdi bir yıl şiddetli fırtınalar olduğunu hayal edin. Havuzdaki algler kıyılardan taşar ve komşu göletlere yayılır. Komşu göletlerden biri çok sığ, diğeri ise çok daha derin. Sığ havuzda, kırmızı protein geni yardımcı olmaz, bu nedenle daha saf yeşil protein algleri başarılı olur. Bu, kırmızı protein genini gen havuzundan çıkarma eğiliminde olacaktır - yani, kırmızı protein geninin alel frekansını azaltacaktır. Derin havuzda bunun tersi olabilir. Derin sularda, yeşil protein hiçbir işe yaramaz. Yeşil ve kırmızı alglerin derinliklerindeki farklılık, üremek için yüzeye asla yaklaşmayan alg popülasyonundaki yeşil protein genlerinin azalmasına neden olabilir. Alel frekansı çevresel baskıya tepki olarak değişir: evrim iş başındadır.