Definicja pojęcia:

dobór naturalny

Dobór naturalny, selekcja naturalna – jest jednym z mechanizmów ewolucji biologicznej, który prowadzi do kierunkowych zmian osobników w populacji determinując ich przeciętne przystosowanie. W czasie trwania tego procesu osobniki populacji adaptują się do warunków środowiskowych, co prowadzi do ich przetrwania.
  1. Dobór naturalny - rys historyczny
  2. Terminologia
  3. Podstawa doboru naturalnego
  4. Mechanizm doboru naturalnego
  5. Klasyfikacja

Nazwę mechanizmu doboru naturalnego prowadzącego do kierunkowych zmian w procesie ewolucji zaproponował Karol Darwin. Zasadniczym pojęciem w darwinowskim mechanizmie ewolucji drogą doboru naturalnego jest dostosowanie, które jest rozpatrywane na poziomie poszczególnych genów lub osobników. Przy czym osobniki wykazujące korzystne cechy mają większą szansę na przeżycie i sukces reprodukcyjny, co w konsekwencji prowadzi do zwiększania częstości występowania korzystnych genów w danej populacji.
Karol Darwin uznawany jest za „ojca” ewolucji. Źródło: shutterstock

Dobór naturalny - rys historyczny

Pierwszym badaczem, który dostrzegł istnienie doboru naturalnego był Epikur, żyjący w latach 341-270 p.n.e. Jednak dopiero z początku XIX wieku wzrosło zainteresowanie tym tematem. Żyjący w tym czasie zoolog Jean-Baptiste Lamarck zasugerował dziedziczenie nabytych cech jako mechanizmu zmian ewolucyjnych, co miało oznaczać, że cechy adaptacyjne nabyte przez organizm w trakcie jego życia mogą być dziedziczone przez jego potomstwo powodując przy tym ostatecznie transmutację gatunków. Teoria ta przyjęła się pod nazwą lamarkizm. W tym czasie, zoolog Edward Blyth pracował nad zmiennością, sztuczną selekcją i procesach zachodzących w naturze. Jego idea została potwierdzona później przez Karola (Charlesa) Darwina w dziele „O pochodzeniu gatunków”.

W roku 1859 Darwin przedstawił teorię ewolucji biologicznej poprzez dobór naturalny jako wyjaśnienie adaptacji i specjacji. Zdefiniował dobór naturalny jako zasadę, według której zachowuje się każda niewielka zmiana – cecha, jeśli tylko jest przydatna. Koncepcja była prosta, lecz zarazem bardzo ważna, ponieważ osobniki najlepiej przystosowane do otaczającego środowiska mają większe szanse na przetrwanie i reprodukcję. Natomiast dopóki istnieje między nimi pewna zmienność i ta zmienność jest dziedziczna istniał będzie nieunikniony wybór osobników o najkorzystniejszych cechach. Jeśli cechy są dziedziczne, sukces reprodukcyjny prowadzi do postępującej ewolucji populacji danego gatunku, natomiast populacje, które ewoluują bez wzajemnego krzyżowania się mogą być wystarczająco różne genetycznie aby ostatecznie stać się osobnymi gatunkami.

W czasie gdy Darwin skrupulatnie zbierał i udoskonalał swoje dzieło „O pochodzeniu gatunków”, przyrodnik Alfred Russel Wallace doszedł niezależnie do podobnych wniosków i opisał je w liście wysłanym do Darwina. Darwin opublikował swój szczegółowy opis dowodów i wniosków w 1859 r. Natomiast w trzecim wydaniu (1861 r.) potwierdził on, że inni badacze jak William Charles Wells i Patrick Matthew zaproponowali podobne pomysły, lecz nie zostały opracowane i opublikowane w znaczących publikacjach naukowych.

Po publikacji „O powstawaniu gatunków”, wykształceni ludzie współczesnych wtedy czasów ogólnie przyjęli, że ewolucja miała miejsce w jakiejś formie. Jednakże naturalna selekcja pozostała kontrowersyjnym tematem. Wraz z początkiem XX wieku nastąpiła integracja ewolucji z prawami dziedzicznymi Mendla, więc nazwano to połączenie nowoczesną syntezą. Spowodowało to  powszechną akceptację doboru naturalnego w świecie nauki. Druga synteza nastąpiła pod koniec XX wieku za sprawą postępów w genetyce molekularnej. Stworzona została dziedzina ewolucyjnej biologii rozwojowej. Zrozumiano, że dobór naturalny oddziałuje m.in. również na rozwój embrionalny, prowadząc do zmian morfologicznych dorosłego osobnika.
Naturalna selekcja zwiększa bioróżnorodność przyczyniając się jednocześnie do eliminacji słabiej przystosowanych do warunków środowiska organizmów. Źródło: shutterstock

Terminologia

Znaczenie terminu „dobór naturalny” jest najczęściej określane jako proces działający na cechy dziedziczne, ponieważ one bezpośrednio uczestniczą w ewolucji. Jednak ze względu na to, że dobór naturalny jest ślepy to zmiany fenotypowe mogą prowadzić do przewagi reprodukcyjnej niezależnie od tego, czy cecha jest dziedziczna.

Termin sformułowany przez Darwina odnosi się zarówno do ewolucyjnej konsekwencji ślepej selekcji naturalnej, jak i do jej mechanizmów. Choć czasami wskazane jest rozróżnienie pomiędzy mechanizmami selekcji naturalnej i ich skutkami, tzn. (fenotypowy) dobór naturalny rozumiany jest konkretnie jako mechanizmy, które przyczyniają się do selekcji naturalnej osobników rozmnażających się. Jednak bez względu na to, czy cecha decydująca o sukcesie reprodukcyjnym jest dziedziczna.

Podstawa doboru naturalnego

Dobór naturalny oddziałuje na fenotyp organizmu lub jego cechy fizyczne. Fenotyp jest determinowany przez skład genetyczny organizmu (genotyp) oraz środowisko, w którym żyje ten organizm. Gdy różne organizmy w populacji posiadają różne wersje genu dla określonej cechy, każda z tych wersji jest znana jako allel. To ta określona wersja genetyczna leży u podstaw różnic w fenotypie. Na większość cech mają wpływ wzajemne relacje wielu genów, choć niektórymi cechami rządzi tylko jeden gen. Wersja jednego z wielu genów, który wpływać może na daną cechę, ostatecznie tylko w niewielkim stopniu wpływać może na fenotyp. Wszystkie te geny wytwarzać mogą wspólnie ciągi możliwych fenotypów.
Przykład naturalnej selekcji w środowisku. Źródło: shutterstock

Mechanizm doboru naturalnego

Naturalna zmienność występuje wśród osobników dowolnej populacji organizmów. Niektóre różnice mogą zwiększyć szanse osobnika na przeżycie i reprodukcję, czyli zwiększa się szansa na przekazanie swoich genów. W przypadku gdy cechy, które dają tym osobnikom przewagę reprodukcyjną są dziedziczne przez potomstwo, wówczas nastąpi rozmnażanie różnicowe, czyli potomstwo będzie w większości wykazywać nowe cechy. Nawet w przypadku kiedy przewaga reprodukcyjna jest bardzo niewielka to przez wiele pokoleń w populacji dominuje ta korzystna cecha dziedziczna. Dochodzi tu do faworyzowania korzystnych cech w środowisku na rzecz mniej korzystnych powodując, że zmiany ewolucyjne ulegają utrwaleniu. Choć pozornie powoduje to wrażenie celowości to w doborze naturalnym nie ma jednak wyboru celowego.

Koncepcja dostosowywania ma kluczowe znaczenie dla doboru naturalnego. W ogólnym rozumieniu dotyczy tego, że osobniki lepiej przystosowane do warunków środowiska mają większe szanse do przeżycia. Współcześnie teoria naturalnej selekcji określa przystosowanie nie na podstawie tego jak długo organizm żyje, lecz na podstawie tego jak skutecznie się rozmnaża.

Ponadto konkurencja wywiera istotny wpływ na przetrwanie gatunków lub nawet osobników jednego gatunku. Osobniki słabsze, gorzej przystosowane do panujących warunków ustępują silniejszym i lepiej przystosowanym osobnikom. Dlatego konkurencja odgrywa istotną rolę w doborze naturalnym, ale może być jednak mniej ważna niż ekspansja wśród większych grup.

Klasyfikacja

Rozpatrując dobór naturalny ze względu na kierunkowość, podzielić go można na dobór stabilizacyjny (eliminujący osobniki o skrajnej sile cech), kierunkowy (eliminujący osobniki o skrajnie małej lub silnej intensywności cech), różnicujący (eliminujący osobniki o umiarkowanej sile cech) oraz dobór apostatyczny (faworyzujący osobniki o cechach całkowicie odbiegających od reszty).

Ponadto dobór naturalny można sklasyfikować na kilka innych sposobów, w tym między innymi ze względu na wpływ selekcji naturalnej na cechę, różnorodność genetyczną, etap cyklu życia, w którym dobór naturalny działa, a także według jednostki selekcji lub zasobu, o który rywalizują osobniki (współzawodnictwo).
Zięby, które Darwin zaobserwował na wyspach Galapagos, były przykładem doboru naturalnego. Źródło: John Gould (14.Sep.1804 - 3.Feb.1881) / Public domain

Bibliografia

  1. Agutter P.S., Wheatley D.N. 2008; “Thinking about Life: The History and Philosophy of Biology and Other Sciences. ”; Springer, Dordrecht, Netherlands, London.;
  2. Brandon R. 2008; “Natural Selection”; Routledge, London;
  3. Dąbrowski M., Stachowski A.H. (red.). 2001; “Popularna encyklopedia powszechna”; Fogra Oficyna Wydawnicza, Kraków;
  4. Futuyma D.J. 2005; “Evolution”; MA: Sinauer Associates, Sunderland.;
  5. Hosken D.J., House C.M. 2011. ; “Sexual Selection”; Current Biology 21 (2): 62–65.;
  6. Lloyd E. 2017; “Units and Levels of Selection”; Routledge, London.;
  7. Loewe L. 2008.; “Negative Selection. Nature Education”; MA: Nature Publishing Group, Cambridge;
  8. Schuler H., Hood G.R., Egan S.P., Feder J.L. 2016. ; “Modes and Mechanisms of Speciation. ”; Reviews in Cell Biology and Molecular Medicine 2 (3): 60–93.;
  9. Wilson D.S. 2002; “Darwin's Cathedral: Evolution, Religion, and the Nature of Society. ”; IL: University of Chicago Press, Chicago.;
  10. Zimmer C., Emlen D.J. 2013.; “Evolution: Making Sense of Life, First edition.”; CO: Roberts and Company Publishers, Greenwood Village.;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.5
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy