bg‑turquoise

Dobór naturalny

Dobór naturalny, zwany również selekcją naturalną, to mechanizm ewolucji opisany w 1858 r. niezależnie od siebie – przez Karola Darwina i Alfreda R. Wallace’a. Za jego pomocą naukowcy wyjaśnili powstawanie przystosowań (adaptacjiadaptacjaadaptacji) i specjacje, czyli powstawanie nowych gatunków. Pracowali oddzielnie, na różnych kontynentach, ale listownie wymieniali się obserwacjami. Darwin uchodzi za twórcę teorii, bo jako pierwszy oficjalnie ją opublikował w Anglii. Wallace badał w tym czasie gatunki w Nowej Gwinei, a do Anglii wrócił cztery lata później.

R11HjT24FXJRU1
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
Źródło: Wikimedia Commons, domena publiczna.
bg‑gray2

Mechanizm doboru naturalnego

Rnk1a0sUsNLCq
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Ciekawostka

Działaniem doboru krewniaczego można wyjaśnić zjawisko altruizmu. Są to wszelkie zachowania behawioralne lub fizjologiczne w interesie krewnych danego organizmu, mające cechy „poświęcenia”. Zachowania takie powstały w procesie ewolucyjnym w wyniku selektywnego działania doboru naturalnego.

Najprostszym przykładem jest altruistyczne zachowanie rodziców w stosunku do swego potomstwa, zwłaszcza w pierwszym okresie opieki nad nim. Bardziej złożony jest altruizm kolonii czy grupy, zwłaszcza altruizm owadów społecznych – poświęcanie życia (np. kasta żołnierzy u termitów) w obronie gniazda czy brak uczestnictwa w reprodukcji (np. robotnice pszczół lub mrówek) na rzecz płodności królowej matki. Osobliwym przykładem altruizmu jest opuszczanie gniazda przez chore (zranione) robotnice niektórych mrówek, gdy nie mogą już spełniać swoich funkcji, natomiast mogłyby stanowić zagrożenie dla społeczności. Dzięki zachowaniom altruistycznym geny osobnika, który ginie bezpotomnie, pozostają mimo wszystko w populacji, bo zwiększa on sukces rozrodczy pozostałych osobników – swoich genetycznych krewniaków.

bg‑gray2

Rodzaje doboru naturalnego

Dobór kierunkowy

Promuje (czyli zwiększa udział w populacji) fenotyp skrajny pod względem względem danej cechy i eliminuje fenotyp z drugiej skrajności. Na przykład jeśli czynnikiem podlegającym doborowi jest długość futra (im dłuższe futro, tym większa szansa przetrwania), to wynikiem działania doboru w ciągu wielu pokoleń będzie zwiększanie się przeciętnej długości sierści w populacji. Po pewnym czasie długość futra może osiągnąć wartość optymalną w danych warunkach, wtedy dobór zmienia się w stabilizujący.

Przykłady:

Pterozaury w ciągu 155 mln lat swego istnienia zwiększyły rozmiary o 3000 proc. Jednak wiązało się to ze stopniowym spadkiem różnorodności tych zwierząt. Największy skok w zwiększaniu się rozmiarów ciała gadów latających nastąpił tuż po pojawieniu się ptaków. Zatem głównym czynnikiem doboru kierunkowego u pterozaurów mogła być konkurencja międzygatunkowa.

U tzw. zięb Darwina, obserwowanych przez tego badacza na wyspach Galapagos, w latach suchych faworyzowane są ptaki duże i o dużych dziobach (nasiona są wówczas większe i twardsze), a w latach wilgotnych – ptaki mniejsze (zwiększa się wówczas ilość łatwo dostępnego pokarmu).

Z doborem kierunkowym związane jest również zjawisko melanizmu przemysłowego. Polega ono na wzroście w populacji liczby ciemno ubarwionych osobników, wywołanym przez zanieczyszczenia przemysłowe. Zaobserwowano to w okolicach Manchesteru u nocnego motyla krępaka brzozowego zwanego też nabrzozakiem (Biston betularia), w dzień śpiącego na pniach drzew. W rejonie tym w wyniku zanieczyszczenia powietrza zaczęły znikać z drzew porosty, odsłaniając ciemną korę.

Dobór stabilizujący

Dobór stabilizujący utrzymuje w stanie niezmiennym optymalny w danych warunkach fenotyp – stabilizuje daną cechę. Eliminuje osobniki o obu skrajnych fenotypach, dając największe szanse przetrwania osobnikom o średnim natężeniu danej cechy, np. długości futra. W przypadku występowania tego typu doboru posiadanie zbyt długiej albo zbyt krótkiej sierści będzie zmniejszało szanse przetrwania. Jest to najczęściej występujący rodzaj doboru naturalnego.

Przykłady:

Największą szansą przeżycia cechują się myszy o szarym ubarwieniu, natomiast u myszy o barwie białej lub czarnej występuje niska przeżywalność. Szary kolor sierści jest adaptacją do środowiska, ponieważ lepiej niż inne barwy maskuje mysz, pozwalając jej uniknąć ataku drapieżnika.

Noworodki o optymalnej wadze urodzeniowej mają największe szanse przeżycia. Mniejsze dzieci (zwykle wcześniaki) bez pomocy medycyny często umierają. U większych istnieje ryzyko powikłań porodowych i konieczności zastosowania cesarskiego cięcia.

Dobór rozrywający

W pewnych warunkach może się zdarzyć, że korzystne dla przeżycia będą obie skrajności danej cechy, podczas gdy jej wartości pośrednie nie będą użyteczne, więc zaczną zanikać w kolejnych pokoleniach. Jeśli część populacji będzie żyła w klimacie cieplejszym, a część w klimacie chłodniejszym, w jednej części dobór będzie działał w kierunku zmniejszania długości futra, a w drugiej będzie sprzyjał jego wydłużaniu. Z czasem, zwłaszcza jeśli nastąpi izolacja obu grup, może dojść do wykształcenia się dwóch odmian, z których jedna będzie miała krótszą, a druga dłuższą sierść.

Przykłady:

W lasach świerkowych Finlandii występuje więcej ciemno ubarwionych wiewiórek, natomiast w lasach liściastych – więcej jasno ubarwionych.

U roślinożernego gatunku ślimaka morskiego (Acmea digitalis), którym żywią się ptaki, osobniki o ciemnej muszli żyją na powierzchni ciemnych skał, natomiast te o jasnych muszlach gromadzą się wśród kolonii jasno ubarwionego gatunku osiadłego skorupiaka.

RFNJ4ZY6cR2Uf1
Rodzaje doboru naturalnego. Krzywa niebieska ukazuje rozkład zmienności cechy w populacji wyjściowej, a krzywa czerwona – rozkład zmienności po zadziałaniu danego typu doboru. Obszary różowe to zmienność, która ulega eliminacji (dobór działa przeciwko niej). Dobór stabilizujący promuje wartości pośrednie danej cechy, dlatego po zadziałaniu doboru można zaobserwować zanik cech skrajnych w populacji. Dobór kierunkowy promuje jedną ze skrajności danej cechy, eliminując drugą skrajność, dlatego po zadziałaniu tego typu doboru średnia wartość danej cechy w populacji ulega przesunięciu w stronę promowanej skrajności cechy. Dobór rozrywający promuje wartości skrajne danej cechy, dlatego w wyniku jego działania spada ilość osobników wykazujących cechy o wartościach pośrednich.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑turquoise

Dobór płciowy

Dobór płciowy to efekt działania doboru naturalnego w odniesieniu do każdej cechy zwiększającej skuteczność w konkurencji między osobnikami tej samej płci o partnera reprodukcyjnego. Termin ten został wprowadzony przez Darwina dla uzasadnienia obecności u niektórych zwierząt (często tylko u jednej płci) cech „kosztownych” z punktu widzenia przeżywalności: jaskrawych barw, wydłużonych piór, poroża, skomplikowanego zachowania itp. Cechy te mogą zmniejszać szanse przeżycia, ułatwiają jednak zdobycie partnera i wydanie potomstwa. W tradycji darwinowskiej dobór płciowy bywa – niesłusznie – przeciwstawiany doborowi naturalnemu, choć jest on tylko jednym z przejawów działania tego ostatniego.

RPUJlAoBLZqPr
Samiec pawia indyjskiego (Pavo cristatus). Samice wybierają najlepiej wybarwione osobniki.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Słownik

adaptacja
adaptacja

zjawisko przystosowania się organizmów do wykonywanych funkcji życiowych, wyrażające się w specyficznych właściwościach procesów metabolicznych, cech anatomicznych oraz czynności fizjologicznych i behawioralnych w zmienionych warunkach środowiska

darwinizm
darwinizm

klasyczna teoria z dziedziny ewolucjonizmu, sformułowana niezależnie przez Karola Darwina i Alfreda R. Wallace’a; darwinizm głosił, że gatunki powstają z innych gatunków w wyniku ewolucji, której podstawowym mechanizmem jest dobór naturalny

dobór kierunkowy
dobór kierunkowy

mechanizm ewolucji, który polega na eliminowaniu osobników o jednej ze skrajnych wartości danej cechy, prowadząc do przesunięcia średniej wartości tej populacji w stronę przeciwnej skrajności; zachodzi w środowisku zmieniającym się

dobór naturalny
dobór naturalny

mechanizm ewolucji wyjaśniający sposoby powstawania przystosowań (adaptacji) i specjacji, czyli powstawania nowych gatunków

dobór rozrywający
dobór rozrywający

efekt działania doboru naturalnego w sytuacji, gdy faworyzowane reprodukcyjnie są osobniki o skrajnych wartościach cech, a tym samym eliminowane osobniki o cechach pośrednich; zachodzi w niejednorodnym środowisku; sprzyja utrzymaniu zróżnicowania genetycznego i może powadzić do specjacji

dobór stabilizujący
dobór stabilizujący

mechanizm ewolucji, który polega na eliminowaniu osobników o skrajnych wartościach danej cechy (w tym kodowanych przez nowe, zmutowane allele), a tym samym premiowaniu osobników o średnich wartościach cechy; zachodzi w stabilnym środowisku; sprzyja utrzymaniu istniejącej struktury genowej populacji już dobrze przystosowanej do danych warunków