Чи діє природний відбір на генотип чи фенотип?

У книзі Дарвіна 1859 року "Про походження видів" він запитав, чи не може бути сюрпризом, що "варіації, корисні якимось чином кожній істоті у великій і складній битві життя, іноді мають відбуватися протягом тисяч поколінь? "Чи не будуть ці варіації, стверджував він, давати людям з вигідними рисами" Найкращий шанс вижити і продовжити рід? "Його резюме:" Це збереження сприятливих варіацій і відмова від шкідливих варіацій, я називаю Природний відбір. "Природний відбір є результатом вибору середовища за вигідними фізичними характеристиками - фенотипом - у популяції організми. Коли ці характеристики можна успадкувати, природний відбір також має довгострокові наслідки для генофонду популяції.

Багато видів демонструють зміни у своїх фізичних рисах, і часто ці риси трапляються уздовж континууму. Прикладом є зріст або колір волосся. У цих ознаках може існувати природний діапазон мінливості серед усіх представників виду. Уявіть, наприклад, вид метелика, який має розподіл довжини язика, скажімо, від 12 міліметрів до приблизно 30 міліметрів. Якщо в їх середовищі відбудеться перевага довгих трубчастих квітів, то метеликам з довгими язиками буде легше отримувати їжу. Ці метелики можуть бути здоровішими за інших та успішнішими у розведенні, або вони, швидше за все, виживуть досить довго, щоб розмножуватися.

Як і в прикладі метеликів, природний відбір відбувається, коли фізичні особливості організму роблять його більш-менш придатним для процвітання в навколишньому середовищі. Фізичні характеристики називаються фенотипом; тому природний відбір діє безпосередньо на фенотип. Фенотип організму визначається як впливами навколишнього середовища, так і генотипом. Тобто, коли організм росте і розвивається, фактори зовнішнього середовища можуть впливати на його розміри та інші фізичні характеристики; але коли він задуманий, багато з його характеристик зумовлені генотипом. Отже, вплив середовища на фенотип популяції організмів перекладається на вплив на генотип цієї популяції.

Зв'язок між генотипом і фенотипом не обов'язково є простим і прямим. Тобто між геном та ознакою не існує співвідношення один до одного; це не завжди так просто, як один ген, який контролює одну ознаку. Думаючи про приклад метеликів, метелики з довгими язиками процвітають і дають більше потомства. Тому з часом ген або гени, що кодують довгі мови, стають все більш поширеними в цій популяції метеликів. Однак це не обов'язково означає, що у наступного покоління метеликів всі будуть мати довгі язики. Це пов’язано зі складним взаємозв’язком між генотипом та фенотипом. Навіть якби один ген відповідав за довгі мови, три чверті нащадків батьків з довгими мовами могли носити короткоязиковий ген. Однак на багато фізичних характеристик впливають різні гени, що ускладнює ситуацію.

Ще більш важливим показником генетичних або генотипових змін є частота всіх генотипів у всіх представників виду. Це називається генофондом, і воно представляє загальну можливу варіацію генетичної ознаки.

Повертаючись до прикладу метеликів, коли особи з довгим язиком більше підходять до навколишнього середовища, наступний покоління метеликів не обов'язково матиме більший відсоток генів з довгим язиком басейн. Однак з часом, якщо довгі трубчасті квітки продовжуватимуть переважати в навколишньому середовищі, постійний тиск селекції на фенотип змінить генофонд видів метеликів. Точний механізм генотипових змін досі невідомий - і він, безумовно, відрізняється для інших ознак та окремих видів.