Opmerkingen over de soorten natuurlijke selectie van evolutie (met voorbeelden)

Lees dit artikel om meer te weten te komen over verschillende soorten natuurlijke selectie van evolutie met voorbeelden!

Selectie is het proces waardoor organismen die fysiek, fysiologisch en gedragsmatig beter zijn aangepast aan de omgeving, overleven en zich voortplanten; die organismen die niet zo goed zijn aangepast, falen niet om zich voort te planten of te sterven.

Afbeelding met dank aan: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg

De voormalige organismen geven hun succesvolle personages door aan de volgende generatie, terwijl de laatste dat niet doen. Selectie hangt af van het bestaan ​​van fenotypische variatie binnen de populatie en maakt deel uit van het mechanisme waarmee een soort zich aanpast aan zijn omgeving.

Een populatie heeft drie soorten individuen op basis van hun formaat, middelgrote, grote en kleine. Er zijn drie soorten selectieprocessen in natuurlijke en kunstmatige populaties en deze worden beschreven als stabiliserend, gericht en storend.

1. Stabiliserende selectie (uitbalanceringsselectie):

Dit type selectie geeft de voorkeur aan personen van gemiddelde grootte en elimineert kleine individuen. Het vermindert de variatie en bevordert dus geen evolutionaire verandering. Het behoudt echter de gemiddelde waarde van generatie op generatie. Als we een grafische curve van de populatie tekenen, is deze klokvormig.

Voorbeeld:

Het komt voor in alle populaties en heeft de neiging extremen uit de populatie te elimineren, er is bijvoorbeeld een optimale vleugellengte voor een havik van een bepaalde grootte met een bepaalde levensstijl in een bepaalde omgeving. Stabiliserende selectie, die werkt door verschillen in broedpotentieel, zal die haviken elimineren met vleugeloverspanningen groter of kleiner dan deze optimale lengte.

2. Directionele selectie (progressieve selectie):

In deze selectie verandert de populatie in een bepaalde richting. Dit betekent dat dit soort selectie kleine of grote personen bevoordeelt en dat meer individuen van dat type aanwezig zullen zijn in de volgende generatie. De gemiddelde grootte van de populatie verandert.

Voorbeelden:

Evolutie van DDT-resistente muggen, industrieel melanisme bij gepeperde motten en evolutie van giraffen.

3. Disruptieve selectie (diversificatie selectie):

Dit type selectie is gunstig voor zowel kleine als grote individuen. Het elimineert de meeste leden met gemiddelde expressie, dus produceert twee pieken in de verdeling van het kenmerk die kunnen leiden tot de ontwikkeling van twee verschillende populaties. Dit soort selectie staat tegenover het stabiliseren van selectie en is zeldzaam in de natuur, maar is erg belangrijk om evolutionaire verandering tot stand te brengen.

Voorbeeld:

Stebbins en zijn medewerkers bestudeerden een voorbeeld van disruptieve selectie in een populatie zonnebloemen in de Sacramento-vallei van Californië gedurende een periode van 12 jaar. In het begin was de genetisch variabele populatie van deze zonnebloemen een hybride tussen twee soorten. Na vijf jaar was deze populatie gesplitst in twee subpopulaties gescheiden door een grasveld.

Een van deze subpopulaties bezet een relatief droge site en andere bezette relatief natte site. Gedurende de volgende zeven jaar fluctueerde de omvang van de populatie sterk in reactie op verschillen in regenval, maar de verschillen tussen de twee subpopulaties werden gehandhaafd.

Voorbeelden van natuurlijke selectie:

1. Industrieel melanisme:

Het is een aanpassing waarbij de motten die in de industriële gebieden leven melaninepigmenten ontwikkelden om hun lichaam aan de boomstammen aan te passen. Het probleem van industrieel melanisme bij motten werd oorspronkelijk bestudeerd door RA Fischer en EB Ford; en in recente tijden, door HBD Kettlewell.

Het voorkomen van industrieel melanisme hangt nauw samen met de vooruitgang van de industriële revolutie in Groot-Brittannië, gedurende de negentiende eeuw. Het is gebeurd in verschillende soorten motten. Van deze, peppered mot (Biston betularia) is het meest intens bestudeerd.

Industrieel melanisme kan als volgt kort worden geschreven.

(i) De gepeperde mot bestond in twee stammen (vormen): licht gekleurd (wit) en melanisch (zwart).

(ii) Vroeger werd de boomschors bedekt door witachtige korstmossen, dus bleven witte motten onopgemerkt van roofzuchtige vogels.

(iii) Na industrialisatie werden de blaftjes bedekt door rook, zodat de witte motten selectief door vogels werden opgepikt.

(iv) Maar zwarte motten ontsnapten onopgemerkt zodat ze erin slaagden te overleven resulterend in meer populatie zwarte motten en minder populatie witte motten.

Dus industrieel melanisme ondersteunt evolutie door natuurlijke selectie.

2. Weerstand van insecten tegen pesticiden:

De DDT, die in 1945 werd gebruikt, werd beschouwd als een effectieve insecticide tegen huisongedierte, zoals muggen, huisvliegen, lichaamsluizen, enz. Maar binnen twee tot drie jaar na de introductie van dit insecticide, nieuwe DDT-resistent muggen verschenen in de populatie. Deze mutante stammen, die resistent zijn tegen DDT, werden al snel ingeburgerd in de populatie en grotendeels vervangen door de originele DDT-gevoelige muggen.

3. Antibioticaresistentie in bacteriën:

Dit geldt ook voor ziekteverwekkende bacteriën waartegen we antibiotica of medicijnen gebruiken om deze bacteriën te doden. Wanneer een bacteriepopulatie een bepaald antibioticum tegenkomt, sterven de mensen die er gevoelig voor zijn. Maar sommige bacteriën met mutaties worden resistent voor het antibioticum. Dergelijke resistente bacteriën overleven en vermenigvuldigen zich snel wanneer de concurrerende bacteriën zijn gestorven.

Al snel worden de weerstandsverschaffende genen wijdverspreid en wordt de volledige bacteriepopulatie resistent.

Genetische basis van aanpassing Het Lederberg-replicatieplatformexperiment om de rol van natuurlijke selectie te illustreren (Fig. 7.54):

Door een experiment konden Joshua Lederberg en Esther Lederberg laten zien dat er mutaties zijn die eigenlijk pre-adaptief zijn. In het algemeen worden bacteriën gekweekt door het uitplaten van verdunde suspensies van bacteriecellen op halfvaste agarplaten die compleet medium bevatten met antibioticum zoals penicilline. Na enige tijd verschijnen er kolonies op de agarplaten. Elk van deze kolonies ontwikkelt zich uit een enkele bacteriële cel door mitotische celdelingen. Lederberg beënte bacteriën op een agarplaat en verkreeg een plaat met verschillende bacteriekolonies. Deze plaat wordt de 'hoofdplaat' genoemd.

Vervolgens vormden ze verschillende replica's van deze hoofdplaat. Hiervoor namen ze een steriele fluwelen schijf, gemonteerd op een houten blok, dat voorzichtig op de hoofdplaat werd gedrukt. Sommige bacteriecellen van elke kolonie plakten aan de fluwelen stof. Door dit fluweel op nieuwe agarplaten van minimaal medium te drukken, waren ze in staat om exacte replica's van de moederplaat te verkrijgen.

Dit was te wijten aan het feit dat de bacteriecellen door het fluweel van de ene plaat naar de andere werden overgebracht. Daarna probeerden ze replica's te maken op de agarplaten van minimaal medium met een antibioticum penicilline, de replicakolonies werden niet gevormd. De nieuwe kolonies die wel groeiden waren van nature resistent tegen streptomycine / penicilline.

De nieuwe koloniën die niet groeiden, waren gevoelige koloniën. Daarom was er een aanpassing in sommige bacteriële cellen om te groeien op een medium dat het antibioticum bevatte (penicilline). Dit bewees dat er mutaties waren opgetreden voordat bacteriën werden blootgesteld aan penicilline.

4. Sikkelcelanemie:

Een van de beste voorbeelden is ontdekt in de menselijke populaties, woonachtig in tropisch en subtropisch Afrika. Het sikkelcelgen produceert een variante vorm van het eiwithemoglobine, dat verschilt van het normale hemoglobine door een enkel aminozuur. Bij mensen die homozygoot zijn voor dit abnormale hemoglobine, worden de rode bloedcellen (RBC's) sikkelvormig en deze aandoening wordt omschreven als sikkelcelanemie.

De mensen die getroffen zijn door deze ziekte sterven meestal voor de voortplantingsleeftijd, vanwege een ernstige hemolytische anemie. Ondanks de nadelige aard ervan, heeft het gen een hoge frequentie in sommige delen van Afrika, waar malaria ook in hoge frequentie voorkomt. Vervolgens is ontdekt dat de heterozygoten voor het kenmerk van de sikkelcel uitzonderlijk resistent zijn tegen malaria.

Zo sterven in sommige delen van Afrika mensen die homozygoot zijn voor het normale gen de neiging om te sterven aan malaria, en die homozygoot voor sikkelcelanemie hebben de neiging te sterven aan ernstige bloedarmoede; terwijl de heterozygote individuen overleven en het selectieve voordeel hebben ten opzichte van beide homozygoten. Sikkelcelanemie wordt veroorzaakt door de substitutie van glutaminezuur door valine op de zesde positie van de bètaketen van hemoglobine.

5. Glucose 6-fosfaat dehydrogenasedeficiëntie (G-6-PD):

Het treedt op als aangeboren stofafwijking bij sommige personen. Het wordt ook favisme genoemd omdat bonen bij de patiënten hemolyse veroorzaken. Antimalariamiddelen zoals primaquin veroorzaken hemolyse bij dergelijke personen. De hemolyse is het gevolg van de productie van H ₂ 0 ₂ die niet wordt verwijderd vanwege Glucose 6-PD-deficiëntie en het gevolg is het ontbreken van NADPH ₂ . Malariaparasiet kan schizogonie niet voltooien bij glucose 6-PD-deficiënte patiënten als gevolg van vroegtijdige dood van RBC's.

6. Genetisch polymorfisme:

Polymorfisme speelt een belangrijke rol in het proces van natuurlijke selectie. Het wordt gedefinieerd als het bestaan ​​van twee of meer vormen van dezelfde soort binnen dezelfde populatie en kan van toepassing zijn op biochemische, morfologische en gedragskenmerken. Er zijn twee vormen van polymorfisme Gebalanceerd polymorfisme en tijdelijk polymorfisme.

Evenwichtig polymorfisme:

Dit gebeurt wanneer verschillende vormen naast elkaar bestaan ​​in dezelfde populatie in een stabiele omgeving. Het wordt het duidelijkst geïllustreerd door het bestaan ​​van de twee geslachten in dieren en planten. De genotypische frequenties van de verschillende vormen vertonen een evenwicht omdat elke vorm een ​​selectief voordeel van gelijke intensiteit heeft. Bij de mens zijn de aanwezigheid van de bloedgroepen А, В, AB en О voorbeelden van gebalanceerd polymorfisme.

Terwijl de genotypische frequenties binnen verschillende populaties kunnen variëren, blijven ze constant van generatie op generatie binnen die populatie. Dit komt omdat geen van hen een selectief voordeel heeft ten opzichte van de ander.

Statistieken tonen aan dat blanke mannen van bloedgroep О een langere levensverwachting hebben dan die van andere bloedgroepen, maar interessant genoeg hebben ze ook een verhoogd risico op het ontwikkelen van een ulcus duodeni, dat kan perforeren en tot de dood kan leiden. Roodgroene kleurenblindheid bij mensen is een ander voorbeeld van polymorfisme, evenals het bestaan ​​van arbeiders, drones en koninginnen in sociale insecten en pin-eyed en thrum-eyed vormen in primula's.

Voorbijgaand polymorfisme:

Dit ontstaat wanneer verschillende vormen of morphs bestaan ​​in een populatie die een sterke selectiedruk ondergaat. De frequentie van het fenotypische uiterlijk van elke vorm wordt bepaald door de intensiteit van de selectiedruk, zoals de melanische en niet-melanische vormen van de gepeperde mot. Tijdelijk polymorfisme is meestal van toepassing in situaties waarin de ene vorm geleidelijk wordt vervangen door een andere.