Přírodní výběr působí jen na obyvatelstvo je dědičné rysy: volba pro prospěšné alely, a tím zvýšení jejich frekvence v populaci, při výběru proti škodlivé alely, a tím snižuje jejich četnost—proces známý jako adaptivní evoluce. Přirozený výběr však nepůsobí na jednotlivé alely, ale na celé organismy. Jednotlivec může nést velmi příznivý genotyp s výsledný fenotyp, který, například, zvyšuje schopnost reprodukce (plodnost), ale pokud ten samý jedinec také nese alelu, která má za následek fatální dětské onemocnění, které plodnost fenotyp nebude předána do další generace, protože jednotlivé nebude žít až do reprodukčního věku. Přírodní výběr působí na úrovni jednotlivce; vybírá pro osoby s větší příspěvky do genofondu další generace, známý jako organismus, je evoluční (Darwinovská) fitness.
Fitness je často kvantifikovatelná a měří ji vědci v terénu. Nepočítá se však absolutní zdatnost jednotlivce, ale spíše to, jak se porovnává s ostatními organismy v populaci. Tento koncept, nazvaný relativní fitness, umožňuje vědcům určit, které jednotlivci přispívají další potomky do další generace, a tím, jak populace může vyvíjet.
existuje několik způsobů, jak může výběr ovlivnit variabilitu populace: stabilizační výběr, směrový výběr, diverzifikační výběr, výběr závislý na frekvenci a sexuální výběr. Jako přírodní výběr ovlivňuje alel v populaci, jedinci se může stát buď více, nebo méně geneticky podobné a fenotypy zobrazí se může stát více podobných nebo více různorodé.
Stabilizující Výběr
Pokud přírodní výběr upřednostňuje průměrný fenotyp, výběr proti extrémní variace, populace podstoupí stabilizující výběr (Obrázek 1a). V populaci myší, které žijí v lese, například, přírodní výběr, je pravděpodobné, že prospěch jednotlivce, který nejlépe splyne s lesem patře a jsou méně pravděpodobné, že bude spatřen predátory. Za předpokladu, že země je poměrně konzistentní odstín hnědé, ty myši, jejichž srst je nejvíce shodovat se, že barva bude s největší pravděpodobností přežít a reprodukovat, předávat své geny pro hnědou srst. Myši, které nesou alely, které je činí trochu světlejšími nebo trochu tmavšími, vyniknou proti zemi a je pravděpodobnější, že se stanou oběťmi predace. V důsledku tohoto výběru se genetická odchylka populace sníží.
Směrové Výběr
Když se změní prostředí, populace se často podstoupit směrové výběr (Obrázek 1b), který vybere pro fenotypů na jednom konci spektra stávajících variace. Klasickým příkladem tohoto typu výběru je vývoj pepřového můry v osmnáctém – a devatenácté století Anglie. Před Průmyslovou Revolucí, můry byly převážně světlé barvy, které jim umožnily splynout s světle zbarvené stromy a lišejníky v jejich prostředí. Ale jak saze začaly chrlit z továren, stromy ztmavly a světle zbarvené můry byly pro dravé ptáky snazší spatřit. V průběhu času, frekvence melanic formě můra zvýšil, protože mají vyšší míru přežití na stanovištích ovlivněných znečištěním ovzduší, protože jejich tmavší zbarvení s příměsí sazí stromů. Stejně tak hypotetická myši obyvatel se může vyvíjet, aby se na různých zbarvení, pokud něco způsobit lesní půdě, kde žijí, aby změnit barvu. Výsledkem tohoto typu výběru je posun genetického rozptylu populace směrem k novému, fit fenotypu.
ve vědě se někdy věří, že věci jsou pravdivé, a pak se objevují nové informace, které mění naše chápání. Příkladem je příběh pepřeného můry: fakta za výběrem směrem k tmavším můrám byla nedávno zpochybněna. Přečtěte si tento článek se dozvědět více.
Diverzifikace Výběr
Někdy dva nebo více odlišných fenotypů může každá má své výhody a být vybrán pro přírodní výběr, zatímco přechodné fenotypy jsou v průměru méně vhodné. Známý jako diverzifikační výběr (obrázek 1c), to je vidět v mnoha populacích zvířat, které mají více mužských forem. Velké, dominantní alfa samci získat kamarády hrubou silou, zatímco malé mužů může vplížit pro kradmý kopulace u žen v alfa samec území. V tomto případě, oba alfa samci a „plížení“ muži budou vybrány pro, ale střední muži, který nemůže předjet alfa samci a jsou příliš velké, aby propašovat kopulace, jsou vybrány proti. Diverzifikace výběru může také nastat, když změny prostředí zvýhodňují jednotlivce na obou koncích fenotypového spektra. Představte si populaci myší žijících na pláži, kde je světlý písek rozptýlený skvrnami vysoké trávy. V tomto scénáři by byly upřednostňovány světlé myši, které se mísí s pískem, stejně jako tmavě zbarvené myši, které se mohou skrývat v trávě. Na druhé straně středně zbarvené myši by se nemíchaly ani s trávou, ani s pískem, a bylo by tedy pravděpodobnější, že by je dravci snědli. Výsledkem tohoto typu výběru je zvýšená genetická odchylka, protože populace se stává rozmanitější.
praxe
Obrázek 1. Různé typy přirozeného výběru mohou ovlivnit distribuci fenotypů v populaci. V a) stabilizační selekci je upřednostňován průměrný fenotyp. V (b) směrové selekci změna prostředí posouvá spektrum pozorovaných fenotypů. V C) diverzifikační selekci jsou vybrány dva nebo více extrémních fenotypů, zatímco průměrný fenotyp je vybrán proti.
v posledních letech se továrny staly čistšími a do životního prostředí se uvolňuje méně sazí. Jaký dopad to podle vás mělo na rozložení barvy můry v populaci?
výběr závislý na frekvenci
Obrázek 2. Yellow-throated straně-blotched ještěrka je menší než pyrura nebo oranžová-throated mužů a vypadá trochu jako samice druhu, který umožňuje, aby to plížit kopulace. (credit: „tinyfroglet“/Flickr)
Jiný typ výběru, tzv. frekvenčně závislá selekce, laskavosti fenotypy, které jsou buď běžné (pozitivní frekvenčně závislé selekce) nebo vzácné (negativní frekvenčně závislé selekce). Zajímavý příklad tohoto typu výběru je vidět v jedinečné skupině ještěrek severozápadního Pacifiku. Samci obyčejní ještěři s bočními skvrnami přicházejí ve třech vzorcích barvy krku: oranžová, modrá a žlutá. Každá z těchto forem má odlišné reprodukční strategie: oranžová, muži jsou nejsilnější, a může bojovat proti ostatním samci o přístup k jejich ženy; modrá mužů jsou středně velké a vytvářejí silné párové vazby s jejich kamarády, a žluté samci (Obrázek 2) jsou nejmenší, a vypadají trochu jako ženské, což jim umožňuje propašovat kopulace. Stejně jako hra nůžek na rockový papír, oranžová bije modrou, modrá bije žlutou a žlutá bije oranžovou v soutěži o ženy. To znamená, že velké, silné, oranžové muži mohou bojovat modré samce k páření s modrou je pár-vázaný samice, modré samci jsou úspěšné na hlídání své kamarády proti žluté tenisky muži, a žlutý mužů může vplížit kopulace z potenciální partnery z velké, polygynous oranžové samce.
V tomto scénáři, oranžová mužů bude zvýhodněný přirozený výběr, kdy se počet obyvatel dominuje modrá mužů, modrá mužů bude dařit, když populace je většinou žluté, samci, samci a žluté bude vybrán až oranžové, samci jsou nejlidnatější. Jako výsledek, populace straně-blotched ještěrky cyklu v distribuci těchto fenotypů—v jedné generaci, oranžová může být převládající, a pak žluté, samci začnou stoupat frekvence. Jakmile žlutí muži tvoří většinu populace, budou vybráni modří muži. Konečně, když se modří muži stanou běžnými, budou oranžoví muži opět zvýhodněni.
negativní výběr závislý na frekvenci slouží ke zvýšení genetické rozptylu populace výběrem vzácných fenotypů, zatímco pozitivní výběr závislý na frekvenci obvykle snižuje genetickou odchylku výběrem běžných fenotypů.
sexuální selekce
samci a samice určitých druhů se od sebe často zcela liší způsoby mimo reprodukční orgány. Muži jsou často větší, například, a zobrazit mnoho komplikovaných barev a ozdob, jako ocas páva, zatímco ženy mají tendenci být menší a matnější ve výzdobě. Tyto rozdíly jsou známé jako sexuální dimorphisms (Obrázek 3), které vyplývají ze skutečnosti, že v mnoha populacích, zejména v populacích zvířat, tam je větší rozptyl v reprodukčním úspěchu samců než samic. To je, někteří muži-často větší, silnější, nebo více zdobené muži-získají drtivou většinu celkových páření, zatímco jiní nedostávají žádné. K tomu může dojít, protože muži lépe bojují s jinými muži, nebo proto, že se ženy rozhodnou spojit s většími nebo více zdobenými muži. V každém případě, tato změna v reprodukčním úspěchu vytváří silný selekční tlak mezi samci, aby si ty páření, což má za následek vývoj větší velikost těla a propracované ozdoby, aby si samice pozornost. Ženy, na druhou stranu, mají tendenci získat hrst vybraných Páření; proto, je pravděpodobnější, že si vyberou více žádoucích mužů.
sexuální dimorfismus se u druhů samozřejmě velmi liší a některé druhy jsou dokonce pohlavní role obráceny. V takových případech, ženy mají tendenci mít větší rozptyl v reprodukčním úspěchu než muži a jsou odpovídajícím způsobem vybrány pro větší velikost těla a propracované rysy obvykle charakteristické pro muže.
obrázek 3. Sexuální dimorfismus je pozorován u (a) pávů a peahenů, (b) pavouků Argiope appensa (samice pavouka je velká) a u (c) dřevěných kachen. (úvěr „pavouci“: změna práce „Sanba38″/Wikimedia Commons; úvěr „kachna“: změna práce Kevin Cole)
výběr tlaky na muže a ženy k získání páření je známý jako pohlavní výběr; to může mít za následek rozvoj sekundárních sexuálních charakteristik, které neprospívají pravděpodobnosti přežití jednotlivce, ale pomáhají maximalizovat jeho reprodukční úspěch. Sexuální výběr může být tak silný, že vybírá vlastnosti, které jsou skutečně škodlivé pro přežití jednotlivce. Zamyslete se ještě jednou nad ocasem páva. I když je krásná a samec s největším, nejbarevnějším ocasem s větší pravděpodobností vyhraje samici, není to nejpraktičtější přívěsek. Kromě toho, že jsou dravci viditelnější, způsobuje, že samci jsou při pokusech o útěk pomalejší. Existují určité důkazy, že toto riziko, ve skutečnosti, je důvod, proč ženy jako velké ocasy na prvním místě. Spekuluje se o tom, že velké ocasy nesou riziko, a toto riziko přežívají pouze ti nejlepší muži: čím větší ocas, tím více se hodí k muži. Tato myšlenka je známá jako princip handicapu.
hypotéza dobrých genů uvádí, že muži vyvíjejí tyto působivé ozdoby, aby předvedli svůj účinný metabolismus nebo schopnost bojovat proti nemocem. Ženy si pak vybírají muže s nejpůsobivějšími rysy, protože signalizují jejich genetickou nadřazenost, kterou pak předají svým potomkům. I když by se dalo tvrdit, že ženy by neměly být vybíravé, protože to pravděpodobně sníží jejich počet potomků, pokud lepší muži otec více fit potomstvo, to může být prospěšné. Méně, zdravější potomci mohou zvýšit šance na přežití více než mnoho, slabší potomci.
V obou handicap princip a dobré geny hypotéza, vlastnost je řekl, aby byl upřímný signál samci kvality, čímž dává samice způsob, jak najít nejvhodnější kamarádů— mužů, které se předá nejlepší geny pro své potomky.
žádný dokonalý organismus
přirozený výběr je hnací silou evoluce a může generovat populace, které jsou lépe přizpůsobeny k přežití a úspěšné reprodukci ve svém prostředí. Ale přirozený výběr nemůže produkovat dokonalý organismus. Přirozený výběr může vybrat pouze na základě existujících variací v populaci; nevytváří nic od nuly. Je tedy omezena existující genetickou variací populace a všemi novými alelami, které vznikají mutací a tokem genů.
Přírodní výběr je také omezen, protože to funguje na úrovni jednotlivců, ne alely, a některé alely jsou spojeny vzhledem k jejich fyzické blízkosti v genomu, což je více pravděpodobné, že být předány spolu (vazebné nerovnováhy). Každý jednotlivec může nést některé prospěšné alely a některé nepříznivé alely. Je to čistý účinek těchto alel nebo kondice organismu, na které může působit přirozený výběr. Jako výsledek, dobrý alely mohou být ztraceny, pokud jsou vykonávány osobami, které mají také několik ohromně špatné alely; podobně špatné alely mohou být uchovávány, pokud jsou prováděny osobami, které byly dost dobré alely za následek celkové fitness prospěch.
kromě toho může být přirozený výběr omezen vztahy mezi různými polymorfismy. Jeden morph může udělit vyšší fitness než jiná, ale nemusí zvýšení frekvence vzhledem k tomu, že jde z méně prospěšné pro další příznivý rys by vyžadovalo prochází méně prospěšné fenotyp. Vzpomeňte si na myši, které žijí na pláži. Některé jsou světlé barvy a splývají s pískem, zatímco jiné jsou tmavé a splývají se skvrnami trávy. Tmavě zbarvené myši mohou být celkově vhodnější než světle zbarvené myši a na první pohled by se dalo očekávat, že světle zbarvené myši budou vybrány pro tmavší zbarvení. Nezapomeňte však, že přechodný fenotyp, středně zbarvený kabát, je pro myši velmi špatný-nemohou se mísit ani s pískem, ani s trávou a je pravděpodobnější, že je sežerou dravci. V důsledku toho by světlé myši nebyly vybrány pro tmavé zbarvení, protože ti jedinci, kteří se začali pohybovat tímto směrem (začali být vybíráni pro tmavší srst), by byli méně fit než ti, kteří zůstali světlí.
konečně je důležité pochopit, že ne všechny evoluce jsou adaptivní. Zatímco přírodní výběr vybírá nejschopnějších jedinců a často výsledky v více fit populace celkově, jiné síly vývoje, včetně genetický drift a genový tok, často opak: představujeme škodlivé alel do populace genofondu. Evoluce nemá žádný účel-nemění populaci na předpojatý ideál. Je to prostě součet různých sil popsaných v této kapitole a jak ovlivňují genetickou a fenotypovou rozptyl populace.
Oddíl Shrnutí
Protože přírodní výběr působí na zvýšení frekvence prospěšné alely a vlastnosti při snížení frekvence škodlivé vlastnosti, je adaptivní evoluce. Přírodní výběr působí na úrovni jednotlivce, výběrem pro ty, které mají vyšší celkovou kondici ve srovnání se zbytkem populace. Pokud jsou fit fenotypy podobné, přirozený výběr povede ke stabilizaci výběru a celkovému snížení variace populace. Směrový výběr pracuje na posunu rozptylu populace směrem k novému, fit fenotyp, jak se mění podmínky prostředí. Naproti tomu diverzifikace výběru vede ke zvýšené genetické variabilitě výběrem dvou nebo více odlišných fenotypů.
jiné typy výběru zahrnují výběr závislý na frekvenci, ve kterém jsou vybráni jedinci se společným (pozitivní výběr závislý na frekvenci) nebo vzácným (negativní výběr závislý na frekvenci) fenotypy. Konečně, sexuální výběr vyplývá ze skutečnosti, že jedno pohlaví má větší rozptyl v reprodukčním úspěchu než druhé. Jako výsledek, muži a ženy zažít různé selektivní tlaky, což může často vést k evoluci fenotypové rozdíly, nebo sexuální dimorphisms, mezi dvěma.