الانتقاء الطبيعي: الآلية والأدلة والأنواع والأمثلة
الانتقاء الطبيعي هو آلية تطورية اقترحها عالم الطبيعة البريطاني تشارلز داروين ، حيث يوجد نجاح تناسلي تفاضلي بين الأفراد من السكان.
يعمل الانتقاء الطبيعي فيما يتعلق بتكاثر الأفراد الذين يحملون أليلات معينة تاركة أحفادًا أكثر من الأفراد الآخرين ذوي الأليلات المختلفة. هؤلاء الأفراد يتكاثرون أكثر وبالتالي يزيد من تواترهم. عملية الانتقاء الطبيعي الداروينية تؤدي إلى التكيف.
لقد أسيء تفسير الانتقاء الطبيعي منذ أن أعلن داروين أفكاره الثورية. بالنظر إلى السياق السياسي والاجتماعي في ذلك الوقت ، تم استقراء نظريات الطبيعة عن طريق الخطأ في المجتمعات البشرية ، وهي عبارة عن عبارات ناشئة أصبحت وسائل الإعلام والأفلام الوثائقية تظهر عليها الآن باعتبارها "بقاء الأقوى".
ما هو الانتقاء الطبيعي؟
الانتقاء الطبيعي هو الآلية التي اقترحها عالم الطبيعة البريطاني تشارلز داروين في عام 1859. تم التعامل مع الموضوع بتفصيل كبير في تحفة "أصل الأنواع" .
إنها واحدة من أهم الأفكار في مجال علم الأحياء ، حيث إنها تشرح كيف نشأت اليوم جميع أشكال الحياة. وهو مشابه لأفكار العلماء العظماء في تخصصات أخرى ، مثل إسحاق نيوتن ، على سبيل المثال.
يشرح داروين من خلال العديد من الأمثلة التي لوحظت خلال رحلاته كيف أن الأنواع ليست كيانات ثابتة في الوقت المناسب ، ويقترح أنها تأتي جميعًا من سلف مشترك.
على الرغم من وجود العشرات من تعريفات الانتقاء الطبيعي ، فإن أبسطها وأكثرها تحديدًا هو تعريف Stearns & Hoekstra (2000): "الانتقاء الطبيعي هو الاختلاف في النجاح التناسلي المرتبط بخاصية وراثية".
من الضروري أن نذكر أن التطور والانتقاء الطبيعي لا يسعان لتحقيق هدف أو أهداف ملموسة. إنها تنتج فقط كائنات حية تتكيف مع بيئتها ، دون أي نوع من المواصفات للتكوين المحتمل الذي ستحصل عليه هذه الكائنات.
تقنية
يعبر بعض المؤلفين عن أن الانتقاء الطبيعي يمثل حتمية رياضية ، لأنه يحدث عندما يتم استيفاء ثلاثة افتراضات ، والتي سنرى لاحقًا:
اختلاف
الأفراد الذين ينتمون إلى السكان الحالية الاختلافات. في الواقع ، الاختلاف هو شرط لازم للعمليات التطورية.
يحدث الاختلاف في الكائنات الحية على مستويات مختلفة ، من الاختلافات في النيوكليوتيدات التي تشكل الحمض النووي إلى التشكل والاختلافات في السلوك. ونحن خفض المستوى ، نجد المزيد من الاختلاف.
التوريث
يجب أن تكون الخاصية وراثية. هذه الاختلافات الموجودة في السكان يجب أن تنتقل من الآباء إلى الأطفال. للتحقق مما إذا كانت الشخصية قابلة للتوريث ، يتم استخدام معلمة تسمى "قابلية الوراثة" ، تُعرف على أنها نسبة التباين المظهري بسبب التباين الوراثي.
رياضيا ، يتم التعبير عنها كـ h 2 = V G / ( V G + V E ). حيث V G هو التباين الوراثي و V E هو منتج التباين للبيئة.
هناك طريقة بسيطة للغاية وبديهية لقياس الوراثة: يتم قياس قياس شخصية الوالدين ضد. الشخصية في الأطفال. على سبيل المثال ، إذا أردنا تأكيد وراثة حجم الذروة في الطيور ، فنحن نقيس الحجم وفي الوالدين ونرسمها مقابل الحجم عند الأطفال.
في حال لاحظنا أن الرسم البياني يميل إلى خط ( r2 قريب من 1) ، يمكننا أن نستنتج أن الخاصية قابلة للتوريث.
يرتبط الطابع الذي يختلف إلى اللياقة البدنية
الشرط الأخير للانتقاء الطبيعي للعمل في السكان هو العلاقة بين الخاصية واللياقة - تحدد هذه المعلمة قدرة التكاثر والبقاء للأفراد ، وتتراوح من 0 إلى 1.
بمعنى آخر ، يجب أن تزيد هذه الميزة من النجاح التناسلي لشركتها.
مثال افتراضي: ذيل السناجب
فلنأخذ مجموعة من السناجب الافتراضية ونفكر فيما إذا كان الانتقاء الطبيعي يمكن أو لا يمكن أن يتصرف فيها.
أول شيء يجب علينا فعله هو إثبات وجود تباين في عدد السكان. يمكننا القيام بذلك عن طريق قياس الشخصيات المهمة. لنفترض أننا وجدنا تباينًا في الذيل: هناك متغيرات ذات ذيل طويل وذيل قصير.
بعد ذلك ، يجب أن نؤكد ما إذا كان "حجم الذيل" المميز قابلاً للوراثة. للقيام بذلك ، نقيس طول ذيل الوالدين ونرسمه على طول ذيل الأطفال. إذا وجدنا علاقة خطية بين المتغيرين ، فهذا يعني أن وراثة عالية ، على نحو فعال.
أخيرًا ، يجب أن نؤكد أن حجم الذيل يزيد من النجاح التناسلي للناقل.
قد يسمح الذيل الأقصر للأفراد بالتحرك بسهولة أكبر (هذا ليس صحيحًا بالضرورة ، إنه للأغراض التعليمية البحتة) ، ويسمح لهم بالهروب من الحيوانات المفترسة بشكل أكثر نجاحًا من حاملو الذيل الطويل.
وهكذا ، على مر الأجيال ، سيكون "العمود القصير" المميز أكثر تواتراً في السكان. هذا هو التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي. ونتيجة هذه العملية البسيطة - لكنها قوية للغاية - هي التعديلات.
الأدلة
يتم دعم الانتقاء الطبيعي والتطور بشكل عام ، من خلال أدلة قوية بشكل غير عادي من مختلف التخصصات ، بما في ذلك علم الحفريات ، والبيولوجيا الجزيئية والجغرافيا.
سجل الحفريات
السجل الأحفوري هو أوضح دليل على أن الأنواع ليست كيانات ثابتة ، كما كان يعتقد قبل وقت داروين.
تناظر
أحفاد مع التعديلات التي أثيرت في أصل الأنواع ، تجد الدعم في الهياكل المتماثلة - الهياكل ذات الأصل المشترك ، ولكن يمكن أن تقدم بعض الاختلافات.
على سبيل المثال ، ذراع الإنسان ، وجناح الخفافيش وزعانف الحيتان هي هياكل متجانسة مع بعضها البعض ، لأن الجد المشترك لكل هذه الأنساب كان له نفس نمط العظام في رؤسائهم. في كل مجموعة ، تم تعديل الهيكل اعتمادًا على نمط حياة الكائن الحي.
البيولوجيا الجزيئية
بنفس الطريقة ، تسمح التطورات في البيولوجيا الجزيئية بمعرفة المتواليات في الكائنات الحية المختلفة ، ولا شك أن هناك أصلًا مشتركًا.
الملاحظة المباشرة
أخيرا ، قد نلاحظ آلية الانتقاء الطبيعي في العمل. تسمح بعض المجموعات ذات الأجيال القصيرة جدًا ، مثل البكتيريا والفيروسات ، بتطور المجموعة ليتم ملاحظتها في فترة زمنية قصيرة. المثال النموذجي هو تطور المضادات الحيوية.
ما ليس الانتقاء الطبيعي؟
على الرغم من أن التطور هو العلم الذي يعطي معنى لعلم الأحياء - نقلاً عن عالم الأحياء الشهير دوبزانسكي "لا يوجد شيء منطقي في علم الأحياء إلا في ضوء التطور" - هناك العديد من المفاهيم الخاطئة في علم الأحياء التطوري والآليات المتعلقة هذا واحد
يبدو أن الانتقاء الطبيعي مفهوم شائع ، ليس فقط للأكاديميين ، ولكن أيضًا للسكان بشكل عام. ومع ذلك ، على مر السنين ، تم تشويه الفكرة وتشويهها في كل من الأكاديمية وفي وسائل الإعلام.
ليس البقاء للأصلح
عند ذكر "الانتقاء الطبيعي" ، يكاد يكون من المستحيل عدم استحضار عبارات مثل "البقاء للأصلح أو الأقوى". على الرغم من أن هذه العبارات شائعة جدًا وقد تم استخدامها على نطاق واسع في الأفلام الوثائقية وما يتصل بها ، إلا أنها لا تعبر بدقة عن معنى الانتقاء الطبيعي.
يرتبط الانتقاء الطبيعي مباشرة بتكاثر الأفراد وبصورة غير مباشرة للبقاء. منطقيا ، كلما زاد عمر الفرد ، زادت فرصته في إعادة إنتاج نفسه. ومع ذلك ، فإن الاتصال المباشر للآلية هو مع الاستنساخ.
بنفس الطريقة ، فإن الكائن "الأقوى" أو "الأكثر رياضية" لا يتكاثر دائمًا بكمية أكبر. لهذه الأسباب ، من الضروري التخلي عن العبارة المعروفة.
ليس مرادفا للتطور
التطور هو عملية من خطوتين: واحدة تسبب التباين (الطفرة وإعادة التركيب) ، وهي عشوائية ، والخطوة الثانية التي تحدد تغيير الترددات الأليلية في السكان.
يمكن أن تحدث هذه المرحلة الأخيرة عن طريق الانتقاء الطبيعي أو عن طريق الجينات أو الانجراف الجيني. لذلك ، الانتقاء الطبيعي ليس سوى الجزء الثاني من هذه الظاهرة الأكبر التي تسمى التطور.
أنواع وأمثلة
هناك العديد من التصنيفات للاختيار. يصنف الأول أحداث الاختيار وفقًا لتأثيرها على المتوسط والتباين في توزيع التردد للشخصية المدروسة. هذه هي: الاستقرار ، واختيار الاتجاه والتخريبية
لدينا أيضًا تصنيف آخر يعتمد على تباين اللياقة البدنية وفقًا لتكرار الأنماط الجينية المختلفة للسكان. هذه هي اختيار يعتمد على التردد الإيجابي والسلبي.
أخيرًا ، هناك اختيار صعب وناعم. يعتمد هذا التصنيف على وجود منافسة بين أفراد السكان وعلى حجم الضغط الانتقائي. بعد ذلك سنصف أهم ثلاثة أنواع للاختيار:
تثبيت الاختيار
هناك استقرار عند اختيار الأفراد الذين لديهم شخصية "متوسطة" أو أكثر تكرارا (أولئك الذين هم في أعلى نقطة في توزيع الترددات) هم أولئك الذين يتمتعون بلياقة أكبر .
في المقابل ، يتم القضاء على الأفراد الذين هم في ذيول الجرس ، بعيدا جدا عن المتوسط ، مع مرور الأجيال.
في نموذج الاختيار هذا ، يظل الوسط ثابتًا عبر الأجيال ، في حين ينخفض التباين.
والمثال الكلاسيكي لاختيار الاستقرار هو وزن الطفل عند الولادة. على الرغم من أن التطورات الطبية قد خففت هذا الضغط الانتقائي بإجراءات مثل العملية القيصرية ، إلا أن الحجم عادة ما يكون عاملاً حاسماً.
يفقد الأطفال الصغار الحرارة بسرعة ، بينما يعاني الأطفال الذين لديهم وزن أكبر بكثير من متوسط الوزن من مشاكل في الولادة.
إذا كان الباحث يسعى إلى دراسة نوع الاختيار الذي يحدث في مجتمع معين ويقيس فقط متوسط الخاصية ، قد يصل إلى استنتاجات خاطئة ، معتقدين أن التطور لا يحدث في السكان. لذلك ، من المهم قياس تباين الشخصية.
اختيار الاتجاه
يشير نموذج الاختيار الاتجاهي إلى أنه على مدار الأجيال ينجو الأفراد الموجودون في أي من ذيول توزيع التردد ، إما القطاع الأيسر أو الأيمن.
في نماذج الاختيار الاتجاهي ، يتحرك المتوسط مع مرور الأجيال ، بينما يظل التباين ثابتًا.
إن ظاهرة الانتقاء الاصطناعي التي يقوم بها البشر على حيواناتهم ونباتاتهم المنزلية هي اختيار اتجاهي نموذجي. عمومًا ، يُطلب أن تكون الحيوانات (مثل الماشية) أكبر ، وتنتج المزيد من الحليب ، وتكون أقوى ، إلخ. بالطريقة نفسها يحدث في النباتات.
مع مرور الأجيال ، يختلف متوسط الطابع المختار للسكان حسب الضغط. في حال كنت تبحث عن أبقار أكبر ، فإن المتوسط سيزداد.
في نظام بيولوجي طبيعي ، يمكننا أن نأخذ مثال فرو بعض الثدييات الصغيرة. إذا انخفضت درجة الحرارة باستمرار في موائلها ، فسيتم اختيار تلك المتغيرات التي تحتوي على طبقة أكثر سمكا بسبب طفرة عشوائية.
اختيار التخريبية
أفعال الاختيار التخريبية لصالح الأفراد الذين هم بعيدون عن المتوسط. مع مرور الأجيال ، تزيد ذيولها من تواترها ، في حين أن الأفراد الذين كانوا قريبين من المتوسط يبدأون في الانخفاض.
في هذا النموذج ، يمكن الحفاظ على المتوسط ثابتًا ، بينما يزيد التباين - يصبح المنحنى أوسع وأوسع إلى أن ينتهي تقسيمه إلى قسمين.
يقترح أن هذا النوع من الاختيار يمكن أن يؤدي إلى أحداث تلاشي ، بشرط أن تحدث عزلة كافية بين المورفولوجيين الموجودين في نهاية الذيل.
على سبيل المثال ، قد يكون لبعض أنواع الطيور اختلافات ملحوظة في ذروتها. لنفترض أن هناك البذور المثالية للقمم الصغيرة جدًا والبذور المثالية للقمم الكبيرة جدًا ، لكن القمم الوسيطة لا تحصل على طعام مناسب.
وهكذا ، سيزداد الطرفان في التكرار ، وإذا وجدت الظروف الملائمة لصالح أحداث التكاثر ، فقد يصبح الأفراد ذوو الاختلافات المختلفة في الذروة نوعين جديدين مع مرور الوقت.
