Dobór naturalny

Proces

Dobór naturalny wyjaśnia, dlaczego organizmy żywe zmieniają się w czasie, aby mieć taką anatomię, funkcje i zachowania, jakie mają. Działa to w następujący sposób:

1. Wszystkie żywe istoty mają taką płodność, że ich populacja może szybko rosnąć w nieskończoność.
2. W rzeczywistości wielkość populacji nie wzrasta w takim stopniu. Przeważnie liczby pozostają mniej więcej takie same.
3. Żywność i inne zasoby są ograniczone. Istnieje więc konkurencja o żywność i zasoby.
4. Żadne dwa osobniki nie są takie same. Dlatego też nie mają one takich samych szans na życie i rozmnażanie.
5. Duża część tej zmienności jest dziedziczona. Rodzice przekazują cechy dzieciom poprzez swoje geny.
6. Następne pokolenie pochodzi od tych, którzy przeżyją i będą się rozmnażać. Eliminacja jest spowodowana względnym dopasowaniem osobników do środowiska, w którym żyją. Po wielu pokoleniach populacja ma więcej pomocnych różnic genetycznych, a mniej szkodliwych. Dobór naturalny jest tak naprawdę procesem eliminacji.

Przykłady

Istnieje obecnie dość dużo przykładów naturalnej selekcji w naturalnych populacjach.

Oporność na antybiotyki

Dobrze znanym przykładem działania doboru naturalnego jest rozwój oporności mikroorganizmów na antybiotyki. Od czasu odkrycia penicyliny w 1928 roku przez Alexandra Fleminga, antybiotyki są stosowane do zwalczania chorób bakteryjnych. Naturalne populacje bakterii zawierają, wśród ogromnej liczby swoich członków, znaczne zróżnicowanie w ich materiale genetycznym, będące wynikiem mutacji. W kontakcie z antybiotykami większość bakterii ginie szybko, ale niektóre mają mutacje, które czynią je nieco mniej wrażliwymi. Jeśli ekspozycja na antybiotyki jest krótka, to te osobniki przeżyją leczenie. Eliminacja osobników, które nie mają odporności jest przykładem doboru naturalnego.

W miarę upływu czasu i powtarzającej się ekspozycji na antybiotyk, pojawi się populacja bakterii odpornych na antybiotyki. Prowadzi to do tak zwanego ewolucyjnego wyścigu zbrojeń lub koewolucji, w którym bakterie wciąż rozwijają szczepy mniej wrażliwe na antybiotyki, podczas gdy badacze medyczni wciąż opracowują nowe antybiotyki, które mogą je zabić. Strategie reagowania obejmują zazwyczaj stosowanie innych, silniejszych antybiotyków; jednak ostatnio pojawiły się nowe szczepy MRSA, które są odporne nawet na te leki. Podobna sytuacja występuje w przypadku odporności roślin i owadów na pestycydy oraz odporności malarii na chininę.

Kamuflaż

Jeden sławny case study jest badaniem ewolucji peppered moth, i tam są wiele inni przykłady. Większość te dzień-lotny ćma być jasny w colour, ale właśnie few ćma być ciemny. Na początku, jasne kolorowe ćmy przetrwały lepiej, ponieważ były zakamuflowane przed jasnym kolorem pobliskich drzew. To utrudniało ptakom ich dostrzeżenie.

Kiedy zbudowano fabryki, zanieczyszczenia sprawiły, że wszystkie drzewa wyglądały na czarne. Teraz jasne kolorowe ćmy były oczywiste na tle ciemnej kory. Ciemno ubarwione ćmy miały przewagę po zmianie środowiska. Geny kontrolujące ciemny kolor rozprzestrzeniły się w populacji ćmy. Po drugiej wojnie światowej, kontrole przeciwko zanieczyszczeniom pracowały by uczynić środowisko czystszym. Wtedy jaśniejsze ćmy znów miały przewagę i są teraz znacznie bardziej powszechne.

Mimikra jest kolejnym przykładem: Niektóre nieszkodliwe owady naśladują inne owady, które są niebezpieczne, lub które mają nieprzyjemny smak. Mimikra ewoluuje, ponieważ lepsi naśladowcy lepiej przeżywają. Żyją, by wydać więcej potomstwa niż mniej dobrzy naśladowcy. Geny lepszych mimików stają się bardziej powszechne w gatunku. Z czasem gatunki naśladowców zbliżają się do swoich modeli.

Oporność na antybiotyki jest zwiększana przez przeżycie osobników, które są odporne na działanie antybiotyku. Ich potomstwo dziedziczy odporność, tworząc nową populację opornych bakterii.

Selekcja płciowa

Dobór płciowy jest szczególnym rodzajem doboru naturalnego. Jest to teoria Karola Darwina, według której pewne cechy ewolucyjne mogą być wyjaśnione przez konkurencję w obrębie gatunku. Darwin zdefiniował dobór płciowy jako efekty "walki pomiędzy osobnikami jednej płci, na ogół samcami, o posiadanie osobników drugiej płci". Zwykle to samce walczą ze sobą. Cechy wybierane przez samce w walce nazywane są drugorzędowymi cechami płciowymi (w tym rogi, poroże, itp.) i czasami określane jako "broń". Cechy wybierane przez dobór partnera nazywane są "ozdobami".

Samice często wolą łączyć się w pary z samcami o zewnętrznych ozdobach - wyolbrzymionych cechach morfologicznych. Geny, które umożliwiają samcom tworzenie imponujących ornamentów lub zdolności do walki, mogą po prostu wykazywać się większą odpornością na choroby lub wydajniejszym metabolizmem - cechami, które również przynoszą korzyści samicom. Koncepcja ta znana jest jako hipoteza "dobrych genów". Selekcja płciowa jest do dziś przedmiotem badań i dyskusji.

Ernst Mayr powiedział:

"Od czasów Darwina stało się jasne, że ten rodzaj selekcji obejmuje znacznie szerszy zakres zjawisk, a zamiast selekcji seksualnej jest lepiej określany jako selekcja dla sukcesu reprodukcyjnego... prawdziwa selekcja, a nie eliminacja, jest zaangażowana, w przeciwieństwie do selekcji przetrwania. Biorąc pod uwagę, jak wiele nowych rodzajów selekcji na sukces reprodukcyjny jest odkrywanych rok po roku, zaczynam się zastanawiać, czy nie jest ona nawet ważniejsza od selekcji na przetrwanie, przynajmniej u niektórych organizmów wyższych".

Ilustracja z książki The Descent of Man and selection in relation to sex autorstwa Charlesa Darwina przedstawiająca kokietkę Lophornis ornatus, samica po lewej, samiec z ornamentami po prawej.