Dobór stabilizujący — definicja, mechanizmy i przykłady
Dobór stabilizujący faworyzuje fenotypy pośrednie i zmniejsza zmienność cechy w populacji. Artykuł opisuje mechanizmy, przykłady, wpływ na zmienność genetyczną i różnice względem innych typów doboru.
Przegląd
Dobór stabilizujący to rodzaj doboru naturalnego, w którym osobniki o fenotypach pośrednich mają wyższą przeżywalność lub rozrodczość niż osobniki wykazujące ekstrema danej cechy. W praktyce prowadzi to do zmniejszenia rozrzutu wartości cechy w populacji przy zachowaniu średniej wartości tej cechy, o ile warunki środowiska pozostają względnie stałe.
Galeria obrazów
4 Obrazy
Cechy i mechanizmy
Mechanizm działania polega na selekcji przeciwko skrajnym wariantom. Efekty obserwuje się jako spadek wariancji fenotypowej i — w dłuższej perspektywie — potencjalnie zmniejszenie zmienności genetycznej, chociaż stopień tego wpływu zależy od interakcji z mutacją, rekombinacją i dryfem genetycznym. W modelach statystycznych stabilizację opisuje się często za pomocą ujemnego współczynnika kwadratowego w analizie gradientów doboru.
Przykłady i znaczenie
- Ludzki: typowy przykład dotyczy masy urodzeniowej. Noworodki o bardzo niskiej lub bardzo wysokiej masie mają zwykle większe ryzyko powikłań, dlatego pośrednie masy są faworyzowane.
- Zwierzęta i rośliny: stabilizujący dobór może działać na wielkość gniazda u ptaków, rozmiar liścia czy liczbę potomstwa w jednym miocie, gdy ani zbyt małe, ani zbyt duże wartości nie są optymalne.
- Rozwój i kanalikulacja: długotrwały dobór stabilizujący promuje odporność rozwojową (kanalikulację), czyli stałość fenotypu mimo zmienności genetycznej i środowiskowej.
Odróżnienia i uwagi metodologiczne
Dobór stabilizujący różni się od doboru kierunkowego, który przesuwa średnią cechy, oraz od doboru rozrywającego (disruptive), który faworyzuje ekstrema i może promować specjację. Nie należy mylić doboru stabilizującego z pojęciem selekcji równoważącej, która dotyczy utrzymania wielu alleli w populacji, np. poprzez przewagę heterozygotyczną. Empiryczne wykrywanie doboru stabilizującego wymaga pomiarów korelacji między cechami a sprawnością, monitorowania zmian wariancji oraz modeli statystycznych dostosowanych do naturalnych populacji.
Skutki ewolucyjne
W krótkim okresie dobór stabilizujący utrzymuje adaptację do ustalonych warunków środowiskowych. W dłuższym horyzoncie może ograniczać zdolność populacji do szybkiej zmiany, jeśli warunki się zmienią, co stawia organizmy wobec kompromisu między stabilnością a elastycznością adaptacyjną. Równowaga między mutacją wprowadzającą nową zmienność a selekcją usuwającą ekstremalne warianty decyduje o utrzymaniu różnorodności genetycznej.
Linki i źródła
Dodatkowe informacje i terminy powiązane: dobór stabilizujący — definicje, allele, gen, pula genowa, populacja, mutacja, sprawność biologiczna, polimorfizm genetyczny, Darwin, Wallace, zróżnicowanie gatunkowe i heterozygota. Przeglądowe opracowania i dane empiryczne znajdują się w literaturze z zakresu genetyki populacyjnej i ekologii ewolucyjnej.
Mechanizmy selekcji równoważącej
Przewaga heterozygoty
W przypadku przewagi heterozygoty, czyli heterotycznej selekcji równoważącej, osobnik heterozygotyczny w danym locus genowym ma większą sprawność niż osobnik homozygotyczny. Polimorfizmy utrzymywane przez ten mechanizm są polimorfizmami zrównoważonymi.
Dobrze zbadanym przypadkiem jest anemia sierpowata u ludzi, choroba dziedziczna, która uszkadza czerwone krwinki. Anemia sierpowata jest spowodowana odziedziczeniem wariantu genu hemoglobiny (HgbS) od obojga rodziców. U tych osób hemoglobina w czerwonych krwinkach jest bardzo wrażliwa na niedobór tlenu, co powoduje skrócenie długości życia.
Osoba, która odziedziczyła gen sierpowatości od jednego z rodziców i normalny gen hemoglobiny (HgbA) od drugiego, ma normalną długość życia. Heterozygota jest odporna na pasożyta malarycznego, który zabija wiele osób każdego roku. Częstotliwość heterozygoty jest utrzymywana na wysokim poziomie z powodu ostrej selekcji przeciwko obu homozygotom.
Heterozygota ma trwałą przewagę (wyższą kondycję) wszędzie tam, gdzie występuje malaria.
Wybór zależny od częstotliwości
Selekcja zależna od częstości występowania występuje wtedy, gdy sprawność fenotypu zależy od jego częstości występowania.
W selekcji pozytywnej, zależnej od częstości występowania, sprawność fenotypu wzrasta, gdy staje się on bardziej powszechny. W przypadku negatywnej selekcji zależnej od częstotliwości, sprawność fenotypu wzrasta, gdy staje się on mniej powszechny. Na przykład, w przypadku przełączania ofiar, rzadkie morfy ofiar są lepsze, ponieważ drapieżniki koncentrują się na częstszych morfach.
Sprawność fizyczna zmienia się w czasie i przestrzeni
Zdolność genotypu może się znacznie różnić między stadiami larwalnymi i dorosłymi lub między częściami siedliska.
Działania selekcyjne na różnych poziomach
Zdolność genotypu może zależeć od zdolności innych genotypów w populacji: obejmuje to wiele naturalnych sytuacji, w których najlepsza rzecz do zrobienia (z punktu widzenia przetrwania i reprodukcji) zależy od tego, co inni członkowie populacji robią w tym czasie.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest selekcja bilansująca?
O: Selekcja równoważąca to proces, dzięki któremu w puli genów danej populacji utrzymują się różne allele z częstotliwością wyższą niż w przypadku mutacji genów.
P: Dlaczego dochodzi do selekcji równoważącej?
O: Selekcja równoważąca zachodzi wtedy, gdy heterozygota dla danego genu ma wyższą względną sprawność niż homozygota.
P: Co to jest polimorfizm genetyczny?
O: Polimorfizm genetyczny oznacza występowanie w populacji różnych form danej cechy, np. różnych alleli.
P: Jak można znaleźć dowody na istnienie selekcji równoważącej?
O: Dowodem na istnienie selekcji równoważącej może być liczba alleli w populacji, które utrzymują się powyżej częstotliwości mutacji.
P: Czy zmienność genetyczna jest powszechna w populacjach panmicznych?
O: Tak, wszystkie współczesne badania wykazały, że znaczna zmienność genetyczna jest powszechna w populacjach panmickich.
P: Jakie są doświadczenia Darwina i Wallace'a dotyczące populacji naturalnych?
O: Darwin, Wallace i inni badacze zauważyli, że naturalne populacje w środowisku naturalnym są niezwykle zróżnicowane.
P: Jakie są dwa główne sposoby, dzięki którym dobór równoważący działa w celu utrzymania polimorfizmu?
O: Dwa główne sposoby, dzięki którym selekcja równoważąca utrzymuje polimorfizm, to przewaga heterozygoty i selekcja zależna od częstotliwości.
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Dobór stabilizujący — definicja, mechanizmy i przykłady Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/8446