การคัดเลือกโดยธรรมชาติ รายงาน: การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ- ผลของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ มันขึ้นอยู่กับความพิเศษของการอยู่รอดและการจากไปของลูกหลานโดยบุคคลที่ปรับตัวได้มากที่สุดในแต่ละสายพันธุ์และการตายของสิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวน้อยกว่า

กระบวนการกลายพันธุ์ ความผันผวนของจำนวนประชากร และการแยกตัวทำให้เกิดความแตกต่างทางพันธุกรรมภายในสายพันธุ์ แต่การกระทำของพวกเขาไม่มีทิศทาง วิวัฒนาการเป็นกระบวนการโดยตรงที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาการปรับตัว โดยมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในโครงสร้างและหน้าที่ของสัตว์และพืช มีปัจจัยวิวัฒนาการโดยตรงเพียงปัจจัยเดียวเท่านั้น - การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

บุคคลบางคนหรือทั้งกลุ่มสามารถเลือกได้ ผลจากการคัดเลือกกลุ่ม ลักษณะและคุณสมบัติมักจะสะสมซึ่งไม่เอื้ออำนวยต่อแต่ละบุคคล แต่มีประโยชน์ต่อประชากรและทั้งสายพันธุ์ (ผึ้งที่ต่อยตาย แต่การโจมตีศัตรูจะช่วยครอบครัวได้) ไม่ว่าในกรณีใด การคัดเลือกจะรักษาสิ่งมีชีวิตที่ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่กำหนดได้มากที่สุดและดำเนินการภายในประชากร ดังนั้นจึงเป็นประชากรที่เป็นสาขาการคัดเลือก

การคัดเลือกโดยธรรมชาติควรเข้าใจว่าเป็นการสืบพันธุ์แบบเลือกสรร (ดิฟเฟอเรนเชียล) ของจีโนไทป์ (หรือยีนเชิงซ้อน) ในกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การอยู่รอดหรือการตายของแต่ละบุคคลไม่ได้สำคัญมากนัก แต่เป็นความสำคัญในการสืบพันธุ์ที่แตกต่างกัน ความสำเร็จในการสืบพันธุ์ของบุคคลต่างๆ สามารถทำหน้าที่เป็นเกณฑ์วิวัฒนาการทางพันธุกรรมที่มีวัตถุประสงค์ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ความสำคัญทางชีวภาพของบุคคลที่ให้กำเนิดลูกหลานนั้นพิจารณาจากการมีส่วนร่วมของจีโนไทป์ต่อกลุ่มยีนของประชากร การคัดเลือกจากรุ่นสู่รุ่นตามฟีโนไทป์นำไปสู่การเลือกจีโนไทป์ เนื่องจากไม่ใช่ลักษณะ แต่เป็นยีนเชิงซ้อนที่ส่งต่อไปยังลูกหลาน สำหรับวิวัฒนาการ ไม่เพียงแต่จีโนไทป์เท่านั้นที่มีความสำคัญ แต่ยังรวมถึงฟีโนไทป์และความแปรปรวนของฟีโนไทป์ด้วย

ในระหว่างการแสดงออก ยีนสามารถมีอิทธิพลต่อลักษณะหลายอย่าง ดังนั้นขอบเขตของการคัดเลือกอาจไม่เพียงแต่รวมถึงคุณสมบัติที่เพิ่มโอกาสในการทิ้งลูกหลานเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงลักษณะที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสืบพันธุ์ด้วย พวกเขาถูกเลือกโดยอ้อมอันเป็นผลมาจากความสัมพันธ์

ก) การเลือกที่ไม่เสถียร

การเลือกที่ไม่เสถียร- นี่คือการทำลายความสัมพันธ์ในร่างกายด้วยการคัดเลือกอย่างเข้มข้นในแต่ละทิศทางโดยเฉพาะ ตัวอย่างคือกรณีที่การคัดเลือกมุ่งเป้าไปที่การลดความก้าวร้าวส่งผลให้วงจรการผสมพันธุ์ไม่มั่นคง

การเลือกการทำให้เสถียรทำให้บรรทัดฐานของปฏิกิริยาแคบลง อย่างไรก็ตาม ในธรรมชาติ มักมีกรณีที่ช่องทางนิเวศน์ของสายพันธุ์อาจกว้างขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ในกรณีนี้ บุคคลและประชากรที่มีบรรทัดฐานปฏิกิริยาที่กว้างกว่าจะได้รับข้อได้เปรียบในการคัดเลือก ขณะเดียวกันก็รักษาค่าเฉลี่ยของลักษณะไว้เหมือนเดิม การคัดเลือกโดยธรรมชาติรูปแบบนี้ได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยนักวิวัฒนาการชาวอเมริกัน จอร์จ จี. ซิมป์สัน ภายใต้ชื่อการคัดเลือกแบบแรงเหวี่ยง เป็นผลให้เกิดกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับการเลือกที่เสถียร: การกลายพันธุ์ที่มีอัตราการเกิดปฏิกิริยากว้างกว่าจะได้เปรียบ

ดังนั้น ประชากรของกบทะเลสาบที่อาศัยอยู่ในสระน้ำที่มีแสงสว่างต่างกัน โดยมีพื้นที่สลับกันที่รกไปด้วยแหน กก กก ธูปฤาษี และมี "หน้าต่าง" ของน้ำเปิด จึงมีลักษณะของความแปรปรวนของสีที่หลากหลาย (อันเป็นผลมาจากรูปแบบที่ไม่เสถียรของ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ) ในทางตรงกันข้ามในแหล่งน้ำที่มีแสงสว่างและสีสม่ำเสมอ (บ่อที่รกไปด้วยแหนหรือบ่อเปิด) ช่วงของความแปรปรวนของสีของกบนั้นแคบ (เป็นผลมาจากการกระทำของรูปแบบการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่มีเสถียรภาพ)

ดังนั้นรูปแบบการเลือกที่ไม่เสถียรจึงนำไปสู่การขยายบรรทัดฐานของปฏิกิริยา

ข) การเลือกเพศ

การเลือกเพศ- การคัดเลือกโดยธรรมชาติภายในเพศเดียวโดยมุ่งเป้าไปที่การพัฒนาลักษณะที่ให้โอกาสในการทิ้งลูกหลานจำนวนมากที่สุดเป็นหลัก

ตัวผู้จากหลายสายพันธุ์แสดงลักษณะทางเพศรองไว้อย่างชัดเจน ซึ่งเมื่อมองแวบแรกดูเหมือนจะไม่สามารถปรับตัวได้ เช่น หางของนกยูง ขนสีสดใสของนกสวรรค์และนกแก้ว หงอนสีแดงของไก่โต้ง สีสันอันน่าหลงใหลของปลาเขตร้อน เพลงประกอบ ของนกและกบ ฯลฯ คุณสมบัติหลายอย่างเหล่านี้ทำให้อายุการใช้งานของพาหะมีความซับซ้อนและทำให้ผู้ล่าสังเกตเห็นได้ง่าย ดูเหมือนว่าลักษณะเหล่านี้ไม่ได้ให้ข้อได้เปรียบใดๆ แก่พาหะในการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ แต่กระนั้น ลักษณะเหล่านี้ก็มีแพร่หลายมากในธรรมชาติ การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีบทบาทอย่างไรในการเกิดขึ้นและการแพร่กระจายของพวกมัน?

เรารู้อยู่แล้วว่าการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตเป็นสิ่งสำคัญ แต่ไม่ใช่องค์ประกอบเดียวของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ องค์ประกอบที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความน่าดึงดูดใจของบุคคลเพศตรงข้าม ชาร์ลส์ ดาร์วิน เรียกปรากฏการณ์นี้ว่าการเลือกเพศ เขาได้กล่าวถึงรูปแบบการคัดเลือกนี้เป็นครั้งแรกใน On the Origin of Species จากนั้นจึงวิเคราะห์อย่างละเอียดใน The Descent of Man และ Sexual Selection เขาเชื่อว่า “รูปแบบของการคัดเลือกนี้ไม่ได้ถูกกำหนดโดยการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ในความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ระหว่างกันหรือกับเงื่อนไขภายนอก แต่โดยการแข่งขันระหว่างบุคคลที่มีเพศเดียวกัน ซึ่งมักจะเป็นผู้ชาย เพื่อการครอบครองของบุคคลอื่น เพศ."

การเลือกเพศเป็นการคัดเลือกโดยธรรมชาติเพื่อความสำเร็จในการสืบพันธุ์ ลักษณะที่ลดความอยู่รอดของโฮสต์สามารถเกิดขึ้นและแพร่กระจายได้หากข้อได้เปรียบที่พวกมันมีต่อความสำเร็จในการสืบพันธุ์นั้นมากกว่าข้อเสียในการอยู่รอดอย่างมีนัยสำคัญ ผู้ชายที่มีอายุสั้นแต่ผู้หญิงชอบ จึงให้กำเนิดลูกหลานจำนวนมาก มีสมรรถภาพโดยรวมสูงกว่าผู้ชายที่มีอายุยืนยาวแต่ให้กำเนิดลูกหลานน้อยมาก ในสัตว์หลายชนิด ตัวผู้ส่วนใหญ่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์เลย ในแต่ละรุ่นการแข่งขันที่ดุเดือดเกิดขึ้นระหว่างชายกับหญิง การแข่งขันนี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยตรงและแสดงออกในรูปแบบของการต่อสู้เพื่ออาณาเขตหรือการต่อสู้ในทัวร์นาเมนต์ นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปแบบทางอ้อมและถูกกำหนดโดยการเลือกของผู้หญิง ในกรณีที่ผู้หญิงเลือกผู้ชาย การแข่งขันของผู้ชายจะแสดงออกมาผ่านการแสดงรูปลักษณ์ที่หรูหราหรือพฤติกรรมการเกี้ยวพาราสีที่ซับซ้อน ผู้หญิงเลือกผู้ชายที่ชอบที่สุด ตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้เป็นผู้ชายที่ฉลาดที่สุด แต่ทำไมผู้หญิงถึงชอบผู้ชายสดใส?

ข้าว. 7.

ความฟิตของผู้หญิงขึ้นอยู่กับว่าเธอสามารถประเมินสมรรถภาพศักยภาพของพ่อในอนาคตของลูก ๆ ของเธอได้อย่างเป็นกลางเพียงใด เธอจะต้องเลือกผู้ชายที่ลูกชายของเขาจะปรับตัวได้สูงและน่าดึงดูดสำหรับผู้หญิง

มีการเสนอสมมติฐานหลักสองประการเกี่ยวกับกลไกการเลือกเพศ

ตามสมมติฐาน "ลูกชายที่น่าดึงดูด" ตรรกะของการเลือกผู้หญิงค่อนข้างแตกต่าง หากผู้ชายที่มีสีสันสดใสดึงดูดใจผู้หญิงไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม ก็คุ้มค่าที่จะเลือกพ่อที่มีสีสันสดใสให้กับลูกชายในอนาคต เพราะลูกชายของเขาจะได้รับยีนที่มีสีสันสดใสและจะน่าดึงดูดใจสำหรับผู้หญิงในรุ่นต่อไป ดังนั้นการตอบรับเชิงบวกจึงเกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่ความจริงที่ว่าจากรุ่นสู่รุ่นความสว่างของขนนกของตัวผู้จะรุนแรงมากขึ้นเรื่อย ๆ กระบวนการนี้ยังคงเติบโตต่อไปจนกว่าจะถึงขีดจำกัดของการมีชีวิต ลองจินตนาการถึงสถานการณ์ที่ผู้หญิงเลือกผู้ชายที่มีหางยาวกว่า ตัวผู้หางยาวให้กำเนิดลูกมากกว่าตัวผู้ที่มีหางสั้นและกลาง จากรุ่นสู่รุ่น ความยาวของหางจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากตัวเมียเลือกตัวผู้ที่ไม่ได้มีขนาดหางที่แน่นอน แต่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดเฉลี่ย ในที่สุด หางก็ยาวจนทำให้ความมีชีวิตชีวาของตัวผู้สมดุลกับความน่าดึงดูดในสายตาของตัวเมีย

ในการอธิบายสมมติฐานเหล่านี้ เราพยายามทำความเข้าใจตรรกะของการกระทำของนกตัวเมีย อาจดูเหมือนว่าเราคาดหวังมากเกินไปจากพวกเขา จนการคำนวณสมรรถภาพที่ซับซ้อนเช่นนี้แทบจะเป็นไปไม่ได้สำหรับพวกเขา ในความเป็นจริงแล้ว ผู้หญิงไม่ได้มีเหตุผลในการเลือกผู้ชายมากไปกว่าพฤติกรรมอื่นๆ เลย เมื่อสัตว์รู้สึกกระหายน้ำ มันไม่ได้ให้เหตุผลว่าควรดื่มน้ำเพื่อคืนสมดุลของเกลือและน้ำในร่างกาย แต่สัตว์จะไปที่หลุมรดน้ำเพราะรู้สึกกระหาย เมื่อผึ้งงานต่อยนักล่าที่โจมตีรัง เธอไม่ได้คำนวณว่าการเสียสละตนเองครั้งนี้จะทำให้น้องสาวของเธอแข็งแรงขึ้นได้มากเพียงใด - เธอทำตามสัญชาตญาณ ในทำนองเดียวกันผู้หญิงเมื่อเลือกผู้ชายที่สดใสให้ทำตามสัญชาตญาณ - พวกเขาชอบหางที่สว่าง บรรดาผู้ที่มีสัญชาตญาณแสดงพฤติกรรมที่แตกต่างออกไป ทุกคนก็ไม่ละทิ้งลูกหลาน ดังนั้นเราจึงพูดคุยกันไม่ใช่ตรรกะของผู้หญิง แต่เป็นตรรกะของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่และการคัดเลือกโดยธรรมชาติ - กระบวนการที่ไร้ขอบเขตและเป็นอัตโนมัติซึ่งกระทำอย่างต่อเนื่องจากรุ่นสู่รุ่น ได้สร้างความหลากหลายที่น่าทึ่งของรูปร่าง สี และสัญชาตญาณที่ เราสังเกตในโลกของธรรมชาติที่มีชีวิต

ค) การเลือกกลุ่ม

การเลือกกลุ่ม หรือเรียกอีกอย่างว่าการเลือกกลุ่มเป็นการสืบพันธุ์ที่แตกต่างกันของประชากรในท้องถิ่นที่แตกต่างกัน W. Wright เปรียบเทียบระบบประชากรสองประเภท ได้แก่ ประชากรต่อเนื่องขนาดใหญ่และชุดอาณานิคมกึ่งแยกเดี่ยวขนาดเล็ก โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพทางทฤษฎีของการคัดเลือก สันนิษฐานว่าขนาดโดยรวมของระบบประชากรทั้งสองเท่ากันและสิ่งมีชีวิตผสมพันธุ์กันได้อย่างอิสระ

ในประชากรจำนวนมากที่ต่อเนื่องกัน การคัดเลือกค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มความถี่ของการกลายพันธุ์แบบถอยที่น่าพึงพอใจแต่พบได้ยาก ยิ่งไปกว่านั้น แนวโน้มใดๆ ที่จะเพิ่มความถี่ของอัลลีลที่ดีใดๆ ในส่วนหนึ่งของประชากรจำนวนมากที่กำหนดจะถูกแก้ไขโดยการผสมข้ามสายพันธุ์กับประชากรย่อยที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งอัลลีลนั้นหาได้ยาก ในทำนองเดียวกัน การผสมยีนใหม่ที่น่าพึงพอใจซึ่งก่อตัวขึ้นในกลีบท้องถิ่นบางกลีบของประชากรที่กำหนดจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ และถูกกำจัดออกไปอันเป็นผลมาจากการผสมข้ามกับบุคคลจากกลีบข้างเคียง

ปัญหาเหล่านี้ส่วนใหญ่หมดไปในระบบประชากรที่มีโครงสร้างคล้ายกับเกาะต่างๆ จำนวนมาก การเลือกที่นี่หรือการเลือกร่วมกับการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมสามารถเพิ่มความถี่ของอัลลีลที่หายากบางชนิดในโคโลนีขนาดเล็กหนึ่งหรือหลายโคโลนีได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ การผสมยีนใหม่ที่เป็นประโยชน์สามารถเกิดขึ้นได้อย่างง่ายดายในโคโลนีขนาดเล็กหนึ่งแห่งหรือมากกว่านั้น การแยกออกจากกันช่วยปกป้องกลุ่มยีนของโคโลนีเหล่านี้จากการ "ท่วม" อันเป็นผลมาจากการย้ายถิ่นจากอาณานิคมอื่นที่ไม่มียีนที่ดีเช่นนั้น และจากการข้ามไปกับพวกมัน จนถึงจุดนี้ แบบจำลองได้รวมเฉพาะการเลือกเฉพาะบุคคล หรือสำหรับบางโคโลนี การเลือกเฉพาะบุคคลรวมกับการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรม

ตอนนี้เราสมมติว่าสภาพแวดล้อมที่ระบบประชากรนี้ตั้งอยู่มีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นผลมาจากความสามารถในการปรับตัวของจีโนไทป์ก่อนหน้านี้ลดลง ในสภาพแวดล้อมใหม่ ยีนใหม่ที่เป็นประโยชน์หรือการรวมกันของยีนที่ถูกสร้างขึ้นในบางอาณานิคมจะมีมูลค่าการปรับตัวที่มีศักยภาพสูงสำหรับระบบประชากรโดยรวม ตอนนี้เงื่อนไขทั้งหมดพร้อมแล้วสำหรับการเลือกกลุ่มที่จะเข้ามามีบทบาท อาณานิคมที่มีการปรับตัวน้อยกว่าจะค่อยๆ ลดลงและตายไป และอาณานิคมที่ได้รับการปรับตัวมากกว่าจะขยายและแทนที่พวกมันไปทั่วพื้นที่ที่ถูกครอบครองโดยระบบประชากรที่กำหนด ระบบประชากรแบบแบ่งย่อยดังกล่าวได้รับคุณลักษณะการปรับตัวชุดใหม่อันเป็นผลมาจากการคัดเลือกส่วนบุคคลภายในบางอาณานิคม ตามด้วยการสืบพันธุ์ที่แตกต่างกันของอาณานิคมต่างๆ การรวมกันของการเลือกกลุ่มและรายบุคคลสามารถสร้างผลลัพธ์ที่ไม่สามารถทำได้โดยการเลือกรายบุคคลเพียงอย่างเดียว

เป็นที่ยอมรับว่าการเลือกกลุ่มเป็นกระบวนการลำดับที่สองที่เสริมกระบวนการหลักของการคัดเลือกรายบุคคล สำหรับกระบวนการลำดับที่สอง การเลือกกลุ่มจะต้องดำเนินการอย่างช้าๆ ซึ่งอาจช้ากว่าการเลือกรายบุคคลมาก การต่ออายุประชากรจะใช้เวลานานกว่าการอัปเดตรายบุคคล

แนวคิดของการเลือกกลุ่มได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในบางวงการแต่ถูกปฏิเสธโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ พวกเขาแย้งว่ารูปแบบที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกันของการเลือกแต่ละกลุ่มสามารถสร้างผลกระทบทั้งหมดที่เกิดจากการเลือกกลุ่มได้ เวดทำการทดลองผสมพันธุ์กับแมลงปีกแข็ง (Tribolium castaneum) หลายครั้งเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของการคัดเลือกกลุ่ม และพบว่าแมลงเต่าทองตอบสนองต่อการคัดเลือกประเภทนี้ นอกจากนี้ เมื่อการเลือกบุคคลและกลุ่มกระทำต่อลักษณะหนึ่งพร้อมกันและเป็นไปในทิศทางเดียวกัน อัตราการเปลี่ยนแปลงของลักษณะนี้จะสูงกว่าในกรณีของการเลือกรายบุคคลเพียงอย่างเดียว (แม้แต่การย้ายถิ่นฐานในระดับปานกลาง (6 และ 12%) ก็ไม่ได้ป้องกัน ประชากรที่แตกต่างที่เกิดจากการคัดเลือกกลุ่ม

คุณสมบัติอย่างหนึ่งของโลกอินทรีย์ที่ยากจะอธิบายบนพื้นฐานของการคัดเลือกส่วนบุคคล แต่ถือได้ว่าเป็นผลมาจากการเลือกกลุ่มคือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ แม้ว่าแบบจำลองจะถูกสร้างขึ้นโดยการเลือกแต่ละบุคคลชื่นชอบการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ แต่แบบจำลองเหล่านั้นดูเหมือนจะไม่สมจริง การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นกระบวนการที่สร้างความแปรปรวนของการรวมตัวกันใหม่ในประชากรผสมพันธุ์ สิ่งที่ได้ประโยชน์จากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศไม่ใช่จีโนไทป์ของพ่อแม่ซึ่งจะสลายไปในระหว่างกระบวนการรวมตัวกันใหม่ แต่เป็นจำนวนประชากรของคนรุ่นต่อๆ ไป ซึ่งความแปรปรวนจะเพิ่มขึ้น นี่แสดงถึงการมีส่วนร่วมเป็นปัจจัยหนึ่งในกระบวนการคัดเลือกในระดับประชากร

ช) การเลือกทิศทาง (การขับขี่)

ข้าว. 1.

การเลือกทิศทาง (การขับขี่) ได้รับการอธิบายโดย Charles Darwin และหลักคำสอนสมัยใหม่ในการเลือกการขับขี่ได้รับการพัฒนาโดย J. Simpson

สาระสำคัญของรูปแบบของการเลือกนี้คือทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรมของประชากรแบบก้าวหน้าหรือทิศทางเดียวซึ่งแสดงให้เห็นในการเปลี่ยนแปลงในค่าเฉลี่ยของลักษณะที่เลือกไปสู่ความเข้มแข็งหรืออ่อนแอ มันเกิดขึ้นในกรณีที่ประชากรอยู่ในกระบวนการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ หรือเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมอย่างค่อยเป็นค่อยไป ตามมาด้วยการเปลี่ยนแปลงของประชากรอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมภายนอกในระยะยาว กิจกรรมชีวิตและการสืบพันธุ์อาจได้รับจากบุคคลบางสายพันธุ์ที่มีความเบี่ยงเบนจากบรรทัดฐานโดยเฉลี่ย สิ่งนี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางพันธุกรรม การเกิดขึ้นของการปรับตัวแบบใหม่เชิงวิวัฒนาการ และการปรับโครงสร้างองค์กรของสายพันธุ์ เส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงจะเปลี่ยนไปในทิศทางของการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะการดำรงอยู่ใหม่

รูปที่ 2. การขึ้นอยู่กับความถี่ของมอดเบิร์ชในรูปแบบสีเข้มกับระดับมลภาวะในบรรยากาศ

รูปแบบสีอ่อนมองไม่เห็นบนลำต้นเบิร์ชที่ปกคลุมไปด้วยไลเคน ด้วยการพัฒนาอย่างเข้มข้นของอุตสาหกรรม ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินทำให้ไลเคนตายในพื้นที่อุตสาหกรรม และเป็นผลให้ค้นพบเปลือกไม้สีเข้ม เมื่อเทียบกับพื้นหลังสีเข้ม ผีเสื้อกลางคืนที่มีสีอ่อนถูกนกโรบินและนกดงกัด ในขณะที่รูปแบบเมลานิกซึ่งสังเกตเห็นได้น้อยกว่าบนพื้นหลังสีเข้ม รอดชีวิตและแพร่พันธุ์ได้สำเร็จ ในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา ผีเสื้อมากกว่า 80 สายพันธุ์ได้พัฒนารูปแบบความมืด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าภาวะเมลานิซึมทางอุตสาหกรรม การขับเคลื่อนการคัดเลือกนำไปสู่การเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่

ข้าว. 3.

แมลง กิ้งก่า และหญ้าอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งมีสีเขียวหรือสีน้ำตาล ส่วนชาวทะเลทรายมีสีเหมือนทราย ขนของสัตว์ที่อาศัยอยู่ในป่า เช่น เสือดาว มีจุดเล็กๆ แต้มสีเหมือนแสงจ้าของดวงอาทิตย์ และขนของเสือเลียนแบบสีและเงาของก้านกกหรือกก สีนี้เรียกว่าการป้องกัน

ในสัตว์นักล่านั้นก่อตั้งขึ้นเนื่องจากการที่เจ้าของสามารถแอบเข้าไปหาเหยื่อโดยไม่มีใครสังเกตเห็นและในสิ่งมีชีวิตที่เป็นเหยื่อเนื่องจากความจริงที่ว่าเหยื่อยังคงสังเกตเห็นผู้ล่าได้น้อยลง เธอปรากฏตัวได้อย่างไร? การกลายพันธุ์จำนวนมากทำให้เกิดและยังคงให้รูปแบบที่หลากหลายซึ่งมีสีต่างกัน ในหลายกรณี สีของสัตว์นั้นใกล้เคียงกับพื้นหลังของสภาพแวดล้อมเช่น ซ่อนสัตว์มีบทบาทในการปกป้อง สัตว์เหล่านั้นที่มีสีป้องกันแสดงออกมาได้ไม่ดีนักก็ถูกทิ้งไว้โดยไม่มีอาหารหรือตกเป็นเหยื่อเอง และญาติของพวกมันซึ่งมีสีป้องกันที่ดีกว่า ก็ได้รับชัยชนะในการต่อสู้เพื่อความอยู่รอดแบบข้ามจำเพาะ

การเลือกทิศทางรองรับการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ซึ่งการผสมพันธุ์แบบเลือกสรรของบุคคลที่มีลักษณะฟีโนไทป์ที่ต้องการจะเพิ่มความถี่ของลักษณะเหล่านั้นในประชากร ในการทดลองหลายครั้ง ฟัลคอนเนอร์ได้เลือกหนูที่มีน้ำหนักมากที่สุดจากกลุ่มหนูอายุ 6 สัปดาห์ และปล่อยให้พวกมันผสมพันธุ์กัน เขาทำเช่นเดียวกันกับหนูที่เบาที่สุด การเลือกผสมพันธุ์ตามน้ำหนักตัวนำไปสู่การสร้างประชากรสองกลุ่ม โดยกลุ่มหนึ่งมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น และอีกกลุ่มหนึ่งมีน้ำหนักลดลง

หลังจากหยุดการคัดเลือกแล้ว ก็ไม่มีกลุ่มใดกลับมามีน้ำหนักเดิม (ประมาณ 22 กรัม) นี่แสดงให้เห็นว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติสำหรับลักษณะฟีโนไทป์นำไปสู่การเลือกจีโนไทป์และการสูญเสียอัลลีลบางส่วนโดยประชากรทั้งสอง

ง) การเลือกที่มีเสถียรภาพ

ข้าว. 4.

การเลือกที่มีเสถียรภาพภายใต้สภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างคงที่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติมุ่งเป้าไปที่บุคคลที่มีลักษณะเบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐานโดยเฉลี่ยในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่ง

การเลือกที่มีเสถียรภาพจะรักษาสถานะของประชากรที่รับประกันความเหมาะสมสูงสุดภายใต้สภาวะการดำรงอยู่คงที่ ในแต่ละรุ่น บุคคลที่เบี่ยงเบนไปจากค่าที่เหมาะสมโดยเฉลี่ยสำหรับลักษณะการปรับตัวจะถูกลบออก

มีการอธิบายตัวอย่างการกระทำของการรักษาเสถียรภาพในธรรมชาติไว้มากมายแล้ว ตัวอย่างเช่น เมื่อดูเผินๆ ดูเหมือนว่าการมีส่วนร่วมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในกลุ่มยีนของคนรุ่นต่อไปควรมาจากบุคคลที่มีอัตราการเจริญพันธุ์สูงสุด


อย่างไรก็ตาม การสังเกตประชากรนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตามธรรมชาติแสดงให้เห็นว่าไม่เป็นเช่นนั้น ยิ่งมีลูกไก่หรือลูกอยู่ในรังมากเท่าไร การให้อาหารพวกมันก็ยากมากขึ้นเท่านั้น แต่ละตัวก็จะเล็กลงและอ่อนแอลงเท่านั้น ส่งผลให้บุคคลที่มีภาวะเจริญพันธุ์โดยเฉลี่ยมีความเหมาะสมที่สุด

พบว่ามีการคัดเลือกเข้าหาค่าเฉลี่ยจากลักษณะที่หลากหลาย ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ทารกแรกเกิดที่มีน้ำหนักน้อยมากและมีน้ำหนักมากมีแนวโน้มที่จะเสียชีวิตตั้งแต่แรกเกิดหรือในสัปดาห์แรกของชีวิตมากกว่าทารกแรกเกิดที่มีน้ำหนักเฉลี่ย การศึกษาขนาดปีกของนกที่ตายหลังพายุ พบว่าส่วนใหญ่มีปีกที่เล็กหรือใหญ่เกินไป และในกรณีนี้ บุคคลโดยเฉลี่ยกลับกลายเป็นคนที่ปรับตัวได้มากที่สุด

อะไรคือสาเหตุของการปรากฏตัวอย่างต่อเนื่องของรูปแบบที่ปรับตัวได้ไม่ดีในสภาวะการดำรงอยู่คงที่? เหตุใดการคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงไม่สามารถเคลียร์ประชากรที่มีรูปแบบเบี่ยงเบนที่ไม่พึงประสงค์ได้เพียงครั้งเดียวและสำหรับทั้งหมด? เหตุผลไม่ใช่เพียงการเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของการกลายพันธุ์ใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ เท่านั้น เหตุผลก็คือจีโนไทป์เฮเทอโรไซกัสมักจะเหมาะสมที่สุด เมื่อข้ามพวกมันจะแยกจากกันอย่างต่อเนื่องและลูกหลานของพวกมันก็จะให้กำเนิดลูกหลานที่เป็นโฮโมไซกัสโดยมีสมรรถภาพร่างกายลดลง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าความหลากหลายที่สมดุล

รูปที่ 5

ตัวอย่างที่ทราบกันอย่างกว้างขวางที่สุดของภาวะความหลากหลายดังกล่าวคือโรคโลหิตจางชนิดเคียว โรคเลือดที่รุนแรงนี้เกิดขึ้นในคนที่เป็นโฮโมไซกัสในตรอกฮีโมโกลบินกลายพันธุ์ (Hb S) และนำไปสู่การเสียชีวิตตั้งแต่อายุยังน้อย ในประชากรมนุษย์ส่วนใหญ่ ความถี่ของตรอกนี้ต่ำมากและประมาณเท่ากับความถี่ของการเกิดตรอกนี้เนื่องจากการกลายพันธุ์ อย่างไรก็ตาม พบได้บ่อยในพื้นที่ต่างๆ ของโลกที่มีโรคมาลาเรียพบบ่อย ปรากฎว่าเฮเทอโรไซโกตสำหรับ Hb S มีความต้านทานต่อโรคมาลาเรียได้สูงกว่าโฮโมไซโกตในตรอกปกติ ด้วยเหตุนี้ ในประชากรที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีโรคมาลาเรีย ความต่างกันของตรอกโฮโมไซกัสที่อันตรายถึงชีวิตนี้จึงถูกสร้างขึ้นและรักษาไว้อย่างเสถียร

การคัดเลือกที่มีเสถียรภาพเป็นกลไกในการสะสมความแปรปรวนในประชากรธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่น I.I. Shmalgauzen เป็นคนแรกที่ดึงความสนใจไปที่คุณลักษณะของการเลือกที่มีเสถียรภาพนี้ เขาแสดงให้เห็นว่าแม้ในสภาวะการดำรงอยู่ที่มั่นคง การคัดเลือกโดยธรรมชาติหรือวิวัฒนาการก็ไม่ยุติลง แม้ว่าจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงทางฟีโนไทป์ แต่ประชากรก็ไม่หยุดพัฒนา โครงสร้างทางพันธุกรรมของมันเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา การคัดเลือกที่มีเสถียรภาพจะสร้างระบบทางพันธุกรรมที่รับประกันการก่อตัวของฟีโนไทป์ที่เหมาะสมที่สุดที่คล้ายคลึงกันบนพื้นฐานของจีโนไทป์ที่หลากหลาย กลไกทางพันธุกรรมเช่นการครอบงำ การ epistasis การกระทำเสริมของยีน การแทรกซึมที่ไม่สมบูรณ์ และวิธีการอื่น ๆ ในการซ่อนความแปรปรวนทางพันธุกรรมเป็นหนี้การดำรงอยู่ของพวกมันในการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพ

รูปแบบการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่มีเสถียรภาพช่วยปกป้องจีโนไทป์ที่มีอยู่จากอิทธิพลการทำลายล้างของกระบวนการกลายพันธุ์ซึ่งอธิบายตัวอย่างเช่นการมีอยู่ของรูปแบบโบราณเช่นแฮตเตเรียและแปะก๊วย

ต้องขอบคุณการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพ “ฟอสซิลที่มีชีวิต” ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างคงที่จึงอยู่รอดมาได้จนถึงทุกวันนี้:

hatteria ซึ่งมีลักษณะของสัตว์เลื้อยคลานในยุคมีโซโซอิก

ปลาซีลาแคนท์ซึ่งเป็นลูกหลานของปลาครีบกลีบแพร่หลายในยุคพาลีโอโซอิก

หนูพันธุ์อเมริกาเหนือเป็นสัตว์มีกระเป๋าหน้าท้องที่รู้จักมาตั้งแต่ยุคครีเทเชียส

รูปแบบการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพจะทำงานได้ตราบเท่าที่เงื่อนไขที่นำไปสู่การก่อตัวของลักษณะเฉพาะหรือทรัพย์สินยังคงอยู่

สิ่งสำคัญคือต้องทราบที่นี่ว่าความคงที่ของเงื่อนไขไม่ได้หมายความว่าเงื่อนไขไม่เปลี่ยนรูป สภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงสม่ำเสมอตลอดทั้งปี การคัดเลือกที่มีเสถียรภาพจะปรับประชากรให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลเหล่านี้ วงจรการสืบพันธุ์มีกำหนดเวลาให้ตรงกัน ดังนั้นสัตว์เล็กจะเกิดในฤดูกาลนั้นของปีซึ่งมีแหล่งอาหารมากที่สุด การเบี่ยงเบนทั้งหมดจากวงจรที่เหมาะสมที่สุดซึ่งทำซ้ำทุกปี จะถูกกำจัดโดยการเลือกที่เสถียร ลูกหลานที่เกิดเร็วเกินไปจะตายเพราะขาดอาหาร ส่วนลูกหลานที่เกิดช้าเกินไปไม่มีเวลาเตรียมตัวสำหรับฤดูหนาว สัตว์และพืชรู้ได้อย่างไรว่าฤดูหนาวกำลังจะมาถึง? เมื่อเริ่มมีน้ำค้างแข็ง? ไม่ นี่ไม่ใช่ตัวชี้ที่เชื่อถือได้มากนัก ความผันผวนของอุณหภูมิในระยะสั้นอาจทำให้เข้าใจผิดได้มาก หากในบางปีอากาศอุ่นขึ้นเร็วกว่าปกติ ก็ไม่ได้หมายความว่าฤดูใบไม้ผลิจะมาถึงแล้ว ผู้ที่ตอบสนองเร็วเกินไปต่อสัญญาณที่ไม่น่าเชื่อถือนี้มีความเสี่ยงที่จะถูกทิ้งไว้โดยไม่มีลูกหลาน เป็นการดีกว่าที่จะรอสัญญาณฤดูใบไม้ผลิที่เชื่อถือได้มากขึ้น - เพิ่มเวลากลางวัน ในสัตว์สายพันธุ์ส่วนใหญ่ สัญญาณนี้เองที่กระตุ้นให้เกิดกลไกการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในการทำงานที่สำคัญ เช่น วงจรการสืบพันธุ์ การลอกคราบ การย้ายถิ่น ฯลฯ ชมาลเฮาเซนแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการปรับตัวแบบสากลเหล่านี้เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการเลือกที่มีเสถียรภาพ

ดังนั้น การเลือกที่มีเสถียรภาพ การกวาดล้างการเบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐาน ทำให้เกิดกลไกทางพันธุกรรมที่แข็งขันเพื่อให้แน่ใจว่าการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตมีความเสถียรและการก่อตัวของฟีโนไทป์ที่เหมาะสมที่สุดโดยอิงจากจีโนไทป์ต่างๆ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่มั่นคงของสิ่งมีชีวิตในช่วงความผันผวนของสภาวะภายนอกที่คุ้นเคยกับสายพันธุ์

f) การเลือกก่อกวน (แยกส่วน)

ข้าว. 6.

การเลือกที่ก่อกวนโปรดปรานการอนุรักษ์ประเภทที่รุนแรงและการกำจัดประเภทกลาง เป็นผลให้เกิดการอนุรักษ์และเพิ่มประสิทธิภาพของความหลากหลาย การคัดเลือกแบบไม่ต่อเนื่องดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายที่พบในดินแดนเดียวกัน และรักษารูปแบบทางฟีโนไทป์ที่แตกต่างกันหลายรูปแบบ โดยเสียค่าใช้จ่ายสำหรับบุคคลที่มีบรรทัดฐานโดยเฉลี่ย หากสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไปมากจนสัตว์ส่วนใหญ่สูญเสียความเหมาะสม บุคคลที่มีความเบี่ยงเบนอย่างมากจากบรรทัดฐานโดยเฉลี่ยจะได้เปรียบ แบบฟอร์มดังกล่าวจะเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็วและมีรูปแบบใหม่หลายรูปแบบบนพื้นฐานของกลุ่มเดียว

แบบจำลองการคัดเลือกแบบก่อกวนอาจเป็นสถานการณ์ของการเกิดขึ้นของปลานักล่าแคระในแหล่งอาหารที่มีอาหารน้อย บ่อยครั้งที่กระรอกอายุน้อยไม่มีอาหารเพียงพอในรูปของปลาทอด ในกรณีนี้ข้อได้เปรียบจะไปถึงตัวที่เติบโตเร็วที่สุดซึ่งมีขนาดที่รวดเร็วมากซึ่งทำให้พวกมันกินพวกมันได้ ในทางกลับกันผู้กินผึ้งที่มีอัตราการเติบโตล่าช้าสูงสุดจะอยู่ในตำแหน่งที่ได้เปรียบเนื่องจากขนาดที่เล็กทำให้พวกมันยังคงเป็นแพลงก์ตอนเป็นเวลานาน สถานการณ์ดังกล่าวโดยการคัดเลือกอย่างมีเสถียรภาพสามารถนำไปสู่การเกิดขึ้นของปลานักล่าสองตัวได้

ดาร์วินให้ตัวอย่างที่น่าสนใจเกี่ยวกับแมลง - ผู้อาศัยในเกาะเล็ก ๆ ในมหาสมุทร พวกมันบินได้อย่างสวยงามหรือไม่มีปีกเลย เห็นได้ชัดว่าแมลงเหล่านี้ถูกลมกระโชกพัดพาไปในทะเล มีเพียงผู้ที่สามารถทนต่อลมหรือไม่บินได้เลยเท่านั้นที่รอดชีวิต การคัดเลือกในทิศทางนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าบนเกาะมาเดรามีแมลงปีกแข็งจาก 550 สายพันธุ์ 200 ชนิดไม่สามารถบินได้

อีกตัวอย่างหนึ่ง: ในป่าที่ดินเป็นสีน้ำตาล หอยทากบนโลกมักจะมีเปลือกสีน้ำตาลและสีชมพู ในพื้นที่ที่มีหญ้าหยาบและสีเหลืองมีสีเหลืองมากกว่า เป็นต้น

ประชากรที่ถูกปรับให้เข้ากับแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกันทางนิเวศวิทยาอาจครอบครองพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่อยู่ติดกัน ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ชายฝั่งทะเลของรัฐแคลิฟอร์เนีย พืช Gilia achilleaefolia มีตัวแทนจากสองเชื้อชาติ เผ่าพันธุ์หนึ่งคือเผ่าพันธุ์ “พระอาทิตย์” เติบโตบนพื้นหญ้าที่เปิดโล่งและหันหน้าไปทางทิศใต้ ในขณะที่เผ่าพันธุ์ “ร่มเงา” พบได้ในสวนไม้โอ๊กและเรดวูดอันร่มรื่น เผ่าพันธุ์เหล่านี้มีขนาดกลีบต่างกัน - เป็นลักษณะทางพันธุกรรม

ผลลัพธ์หลักของการคัดเลือกนี้คือการก่อตัวของความหลากหลายของประชากร เช่น การปรากฏตัวของหลายกลุ่มที่แตกต่างกันในลักษณะบางอย่างหรือการแยกประชากรที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันซึ่งอาจเป็นสาเหตุของความแตกต่าง

บทสรุป

เช่นเดียวกับปัจจัยวิวัฒนาการเบื้องต้นอื่นๆ การคัดเลือกโดยธรรมชาติทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในอัตราส่วนของอัลลีลในกลุ่มยีนของประชากร ในวิวัฒนาการ การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีบทบาทที่สร้างสรรค์ โดยการยกเว้นจีโนไทป์ที่มีค่าการปรับตัวต่ำจากการสืบพันธุ์ โดยคงไว้ซึ่งการผสมผสานของยีนที่ดีซึ่งมีข้อดีที่แตกต่างกัน เขาจึงเปลี่ยนภาพความแปรปรวนของจีโนไทป์ ซึ่งเริ่มแรกพัฒนาภายใต้อิทธิพลของปัจจัยสุ่มในทิศทางที่สะดวกทางชีวภาพ

บรรณานุกรม

วลาโซวา Z.A. ชีววิทยา. คู่มือนักเรียน - มอสโก, 2540

Green N. Biology - มอสโก, 2546

กัมลยัค แอล.วี. ชีววิทยาในคำถามและคำตอบ - มินสค์, 1994

เลเมซ่า เอ็น.เอ. คู่มือชีววิทยา - มินสค์, 2541

หลักคำสอนเรื่องการคัดเลือกโดยธรรมชาติถูกสร้างขึ้นโดย Charles Darwin และ A. Wallace ซึ่งถือว่าเป็นพลังสร้างสรรค์หลักที่กำกับกระบวนการวิวัฒนาการและกำหนดรูปแบบเฉพาะของมัน

การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นกระบวนการที่บุคคลส่วนใหญ่ที่มีลักษณะทางพันธุกรรมที่เป็นประโยชน์ตามเงื่อนไขที่กำหนดสามารถอยู่รอดและละทิ้งลูกหลานได้

จากการประเมินการคัดเลือกโดยธรรมชาติจากมุมมองของพันธุศาสตร์ เราสามารถสรุปได้ว่าโดยพื้นฐานแล้วการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะเลือกการกลายพันธุ์เชิงบวกและการผสมผสานทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เพิ่มความอยู่รอดในประชากร และปฏิเสธการกลายพันธุ์เชิงลบและการรวมกันที่ทำให้การอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตแย่ลง อย่างหลังก็แค่ตาย การคัดเลือกโดยธรรมชาติยังสามารถทำหน้าที่ในระดับการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต เมื่อบุคคลที่อ่อนแอลงจะไม่ให้กำเนิดลูกหลานที่เต็มเปี่ยม หรือไม่ทิ้งลูกหลานเลย (เช่น ตัวผู้ที่สูญเสียการผสมพันธุ์จะต่อสู้กับคู่แข่งที่แข็งแกร่งกว่า พืชในสภาพที่มีแสงหรือ ภาวะขาดสารอาหาร เป็นต้น)

ในกรณีนี้ ไม่เพียงแต่จะเลือกหรือละทิ้งคุณสมบัติเชิงบวกหรือเชิงลบเฉพาะของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจีโนไทป์ทั้งหมดที่มีลักษณะเหล่านี้ (รวมถึงคุณลักษณะอื่น ๆ อีกมากมายที่มีอิทธิพลต่อเส้นทางต่อไปและความเร็วของกระบวนการวิวัฒนาการ)

รูปแบบของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ในปัจจุบัน การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีสามรูปแบบหลัก ซึ่งมีอยู่ในตำราเรียนเกี่ยวกับชีววิทยาทั่วไป

การรักษาเสถียรภาพของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การคัดเลือกโดยธรรมชาติรูปแบบนี้เป็นลักษณะของสภาพการดำรงอยู่ที่มั่นคงซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลานาน ดังนั้นในประชากรจึงมีการสะสมของการปรับตัวและการคัดเลือกจีโนไทป์ (และฟีโนไทป์ที่พวกมันสร้างขึ้น) ที่เหมาะสมกับสภาพที่มีอยู่โดยเฉพาะ เมื่อประชากรเข้าถึงชุดของการปรับตัวที่เหมาะสมและเพียงพอต่อการอยู่รอดในสภาวะที่กำหนด การเลือกที่มีเสถียรภาพจะเริ่มดำเนินการ โดยตัดความแปรปรวนที่รุนแรงออกไป และสนับสนุนการอนุรักษ์ลักษณะเฉพาะอนุรักษ์นิยมโดยเฉลี่ยบางส่วน การกลายพันธุ์และการรวมตัวกันทางเพศทั้งหมดที่นำไปสู่การเบี่ยงเบนจากบรรทัดฐานนี้จะถูกกำจัดโดยการรักษาเสถียรภาพของการคัดเลือก

ตัวอย่างเช่นความยาวของแขนขาของกระต่ายควรช่วยให้พวกมันเคลื่อนไหวได้เร็วและมั่นคงเพียงพอเพื่อให้พวกมันหลบหนีจากนักล่าที่ไล่ตาม หากแขนขาสั้นเกินไป กระต่ายจะไม่สามารถหนีจากผู้ล่าได้ และจะกลายเป็นเหยื่ออย่างง่ายดายก่อนที่จะมีเวลาคลอด นี่คือวิธีที่พาหะของยีนขาสั้นถูกกำจัดออกจากประชากรกระต่าย หากแขนขายาวเกินไป การวิ่งของกระต่ายจะไม่มั่นคง พวกมันจะล้มลง และผู้ล่าจะสามารถตามทันพวกมันได้อย่างง่ายดาย สิ่งนี้จะนำไปสู่การกำจัดพาหะของยีนขายาวออกจากประชากรกระต่าย เฉพาะบุคคลที่มีความยาวแขนขาที่เหมาะสมและอัตราส่วนที่เหมาะสมกับขนาดของร่างกายเท่านั้นจึงจะสามารถอยู่รอดและให้กำเนิดลูกหลานได้ นี่คือการแสดงตัวเลือกที่มีเสถียรภาพ ภายใต้แรงกดดัน จีโนไทป์ที่แตกต่างจากค่าเฉลี่ยและบรรทัดฐานที่สมเหตุสมผลภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดจะถูกกำจัดออกไป การก่อตัวของสีป้องกัน (พราง) ยังเกิดขึ้นในสัตว์หลายชนิด

เช่นเดียวกับรูปร่างและขนาดของดอกไม้ ซึ่งจะช่วยให้แมลงผสมเกสรได้อย่างยั่งยืน หากดอกไม้มีกลีบดอกที่แคบเกินไปหรือมีเกสรตัวผู้และเกสรตัวเมียสั้นเกินไป แมลงก็จะไม่สามารถเข้าถึงพวกมันด้วยอุ้งเท้าและงวงได้ และดอกไม้จะไม่ผสมเกสรและจะไม่ผลิตเมล็ด ดังนั้นการก่อตัวของขนาดและรูปร่างที่เหมาะสมของดอกไม้และช่อดอกจึงเกิดขึ้น

ตลอดระยะเวลาการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพเป็นเวลานานมาก สิ่งมีชีวิตบางชนิดอาจเกิดขึ้นโดยที่ฟีโนไทป์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเลยเป็นเวลาหลายล้านปี แม้ว่าจีโนไทป์ของพวกมันจะมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลานี้ก็ตาม ตัวอย่าง ได้แก่ ปลาซีลาแคนท์ครีบพู ฉลาม แมงป่อง และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ

การเลือกขับรถ

รูปแบบของการเลือกนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม เมื่อการเลือกโดยตรงเกิดขึ้นในทิศทางของปัจจัยที่เปลี่ยนแปลง นี่คือวิธีที่การกลายพันธุ์สะสมและการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัจจัยนี้ และนำไปสู่การเบี่ยงเบนจากบรรทัดฐานโดยเฉลี่ย ตัวอย่างคือการสร้างเมลานินทางอุตสาหกรรมซึ่งปรากฏตัวในผีเสื้อกลางคืนเบิร์ชและผีเสื้อกลางคืนชนิดอื่น ๆ เมื่อภายใต้อิทธิพลของเขม่าอุตสาหกรรมลำต้นของต้นเบิร์ชก็มืดลงและผีเสื้อสีขาว (ผลของการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพ) กลายเป็นที่สังเกตได้ชัดเจนกับพื้นหลังนี้ ซึ่ง ทำให้นกถูกกินอย่างรวดเร็ว ประโยชน์ที่ได้รับคือพันธุ์กลายพันธุ์สีเข้ม ซึ่งประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์ในสภาวะใหม่และกลายเป็นรูปแบบที่โดดเด่นในประชากรมอดเบิร์ช

การเปลี่ยนแปลงค่าเฉลี่ยของลักษณะไปสู่ปัจจัยที่ออกฤทธิ์สามารถอธิบายลักษณะของสัตว์ที่ชอบความร้อนและความเย็น ชอบความชื้นและทนแล้ง ชอบเกลือและรูปแบบในตัวแทนต่างๆ ของโลกสิ่งมีชีวิต

ผลจากการผลักดันการคัดเลือก มีหลายกรณีที่มีการปรับตัวของเชื้อรา แบคทีเรีย และเชื้อโรคอื่นๆ ของโรคของมนุษย์ สัตว์ และพืช ไปเป็นยาและยาฆ่าแมลงต่างๆ นี่คือลักษณะที่ปรากฏของรูปแบบที่ต้านทานต่อสารเหล่านี้

ในระหว่างการเลือกการขับขี่ โดยทั่วไปจะไม่เกิดความแตกต่าง (การแตกแขนง) ของอักขระ และอักขระบางตัวและจีโนไทป์ที่มีอักขระเหล่านั้นจะถูกแทนที่ด้วยตัวอื่นอย่างราบรื่น โดยไม่สร้างรูปแบบการนำส่งหรือเบี่ยงเบน

การเลือกที่ก่อกวนหรือก่อกวน

ด้วยรูปแบบของการคัดเลือกนี้ การปรับตัวที่หลากหลายมากจะได้รับข้อได้เปรียบ และลักษณะขั้นกลางที่พัฒนาขึ้นภายใต้เงื่อนไขของการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพจะไม่เหมาะสมในเงื่อนไขใหม่และพาหะของพวกมันก็ตายไป

ภายใต้อิทธิพลของการเลือกที่ก่อกวน จะเกิดความแปรปรวนสองรูปแบบขึ้นไป ซึ่งมักนำไปสู่ความหลากหลาย - การมีอยู่ของรูปแบบฟีโนไทป์สองรูปแบบขึ้นไป สิ่งนี้สามารถอำนวยความสะดวกได้ด้วยสภาพความเป็นอยู่ที่แตกต่างกันภายในขอบเขต ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของประชากรท้องถิ่นจำนวนมากภายในสายพันธุ์ (ที่เรียกว่าประเภทนิเวศน์)

ตัวอย่างเช่นการตัดหญ้าอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดเสียงสั่นขนาดใหญ่ของประชากรสองคนในโรงงานซึ่งจะมีการแพร่พันธุ์อย่างแข็งขันในเดือนมิถุนายนและสิงหาคมเนื่องจากการตัดหญ้าเป็นประจำทำให้เกิดการกำจัดประชากรโดยเฉลี่ยในเดือนกรกฎาคม

ด้วยการดำเนินการคัดเลือกที่ก่อกวนเป็นเวลานาน การก่อตัวของสองสายพันธุ์ขึ้นไปอาจเกิดขึ้น อาศัยอยู่ในดินแดนเดียวกัน แต่มีความเคลื่อนไหวในเวลาที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น ความแห้งแล้งบ่อยครั้งในช่วงกลางฤดูร้อน ซึ่งไม่เอื้ออำนวยต่อเชื้อรา ทำให้เกิดการปรากฏตัวของสายพันธุ์และรูปแบบในฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง

ดิ้นรนเพื่อการดำรงอยู่

การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่เป็นกลไกหลักในการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

Charles Darwin ดึงความสนใจไปที่ความจริงที่ว่าโดยธรรมชาติแล้วมีแนวโน้มการพัฒนาที่ขัดแย้งกันอยู่สองประการ: 1) ความปรารถนาในการสืบพันธุ์และการตั้งถิ่นฐานอย่างไม่ จำกัด และ 2) การมีประชากรมากเกินไปการฝูงชนจำนวนมากอิทธิพลของประชากรอื่นและสภาพความเป็นอยู่ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่และการจำกัดการพัฒนาชนิดพันธุ์และจำนวนประชากร นั่นคือสายพันธุ์นี้พยายามที่จะครอบครองแหล่งที่อยู่อาศัยที่เป็นไปได้ทั้งหมดเพื่อการดำรงอยู่ของมัน แต่ความเป็นจริงมักจะรุนแรง ส่งผลให้จำนวนชนิดพันธุ์และแหล่งที่อยู่อาศัยถูกจำกัดอย่างมาก มันคือการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ท่ามกลางภูมิหลังของการกลายพันธุ์ที่สูงและความแปรปรวนรวมกันระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ซึ่งนำไปสู่การแจกจ่ายลักษณะเฉพาะ และผลที่ตามมาโดยตรงคือการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่มีสามรูปแบบหลัก

การต่อสู้ข้ามสายพันธุ์

แบบฟอร์มนี้ตามชื่อที่แนะนำ ดำเนินการในระดับเฉพาะเจาะจง กลไกของมันคือความสัมพันธ์ทางชีวภาพที่ซับซ้อนซึ่งเกิดขึ้นระหว่างสายพันธุ์:

Amensalism คือการสร้างความเสียหายให้กับประชากรกลุ่มหนึ่งต่อประชากรอีกกลุ่มหนึ่ง (เช่น การปล่อยยาปฏิชีวนะ การเหยียบย่ำหญ้าและรังของสัตว์เล็กโดยสัตว์ใหญ่โดยไม่ได้รับผลประโยชน์ใดๆ ให้กับตัวเอง)

การแข่งขันคือการต่อสู้แย่งชิงแหล่งโภชนาการและทรัพยากรทั่วไป (สำหรับอาหาร น้ำ แสงสว่าง ออกซิเจน ฯลฯ)

การปล้นสะดม - การกินอาหารโดยเสียค่าใช้จ่ายของสายพันธุ์อื่น แต่วงจรการพัฒนาของผู้ล่าและเหยื่อนั้นไม่เกี่ยวข้องกันหรือเกี่ยวข้องกันไม่ดี

Commensalism (freeloading) - commensal ใช้ชีวิตโดยเสียค่าใช้จ่ายของสิ่งมีชีวิตอื่นโดยไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตหลัง (ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียและเชื้อราจำนวนมากอาศัยอยู่บนพื้นผิวของรากใบและผลของพืชโดยกินสารคัดหลั่ง)

ความร่วมมือระหว่างกันเป็นความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกันสำหรับทั้งสองสายพันธุ์ แต่ไม่ได้บังคับ (สุ่ม) สำหรับพวกมัน (เช่น นกบางตัวแปรงฟันจระเข้ ใช้เศษอาหารของพวกมันและปกป้องสัตว์นักล่าตัวใหญ่ ความสัมพันธ์ระหว่างปูฤาษีกับ ดอกไม้ทะเล ฯลฯ );

การร่วมกันเป็นความสัมพันธ์เชิงบวกและบังคับสำหรับทั้งสองประเภท (เช่น mycorrhizae, ไลเคน symbioses, จุลินทรีย์ในลำไส้ ฯลฯ ) พันธมิตรไม่สามารถพัฒนาได้หากไม่มีกันและกัน หรือการพัฒนาของพวกเขาจะแย่ลงหากไม่มีพันธมิตร

การรวมกันของการเชื่อมต่อเหล่านี้สามารถปรับปรุงหรือทำให้สภาพความเป็นอยู่และอัตราการแพร่พันธุ์ของประชากรในธรรมชาติดีขึ้นหรือแย่ลง

การต่อสู้แบบเฉพาะเจาะจง

รูปแบบของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่นี้เกี่ยวข้องกับการมีจำนวนประชากรมากเกินไป เมื่อการแข่งขันเกิดขึ้นระหว่างบุคคลในสายพันธุ์เดียวกันเพื่อที่อยู่อาศัย - เพื่อทำรัง เพื่อแสง (ในพืช) ความชื้น สารอาหาร อาณาเขตสำหรับการล่าสัตว์หรือแทะเล็มหญ้า (ในสัตว์ ) ฯลฯ มันปรากฏตัวเช่นในการต่อสู้และการต่อสู้ในสัตว์และในที่ร่มของคู่แข่งเนื่องจากการเจริญเติบโตของพืชเร็วขึ้น

รูปแบบการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่แบบเดียวกันนี้ยังรวมถึงการต่อสู้เพื่อตัวเมีย (การแข่งขันผสมพันธุ์) ในสัตว์หลายชนิด เมื่อเฉพาะตัวผู้ที่แข็งแกร่งที่สุดเท่านั้นที่สามารถละทิ้งลูกหลานได้ และตัวผู้ที่อ่อนแอและด้อยกว่าจะถูกแยกออกจากระบบสืบพันธุ์ และยีนของพวกมันจะไม่ถูกส่งต่อไปยังลูกหลาน

ส่วนหนึ่งของการต่อสู้ในรูปแบบนี้คือการดูแลลูกหลานซึ่งมีอยู่ในสัตว์หลายชนิดและช่วยลดการเสียชีวิตในกลุ่มคนรุ่นใหม่

การต่อสู้กับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต

การต่อสู้ในรูปแบบนี้รุนแรงที่สุดในรอบหลายปีด้วยสภาพอากาศที่รุนแรง เช่น ความแห้งแล้งอย่างรุนแรง น้ำท่วม น้ำค้างแข็ง ไฟไหม้ ลูกเห็บ การปะทุ ฯลฯ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ เฉพาะบุคคลที่แข็งแกร่งที่สุดและแข็งแกร่งที่สุดเท่านั้นที่สามารถอยู่รอดและละทิ้งลูกหลานได้

บทบาทของการคัดเลือกสิ่งมีชีวิตต่อวิวัฒนาการของโลกอินทรีย์

ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในวิวัฒนาการ (รวมถึงพันธุกรรม ความแปรปรวน และปัจจัยอื่นๆ) คือการคัดเลือก

วิวัฒนาการสามารถแบ่งออกเป็นธรรมชาติและประดิษฐ์ วิวัฒนาการทางธรรมชาติเรียกว่าวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ ยกเว้นอิทธิพลโดยตรงของมนุษย์

วิวัฒนาการประดิษฐ์เรียกว่าวิวัฒนาการที่มนุษย์ดำเนินการเพื่อพัฒนารูปแบบของสิ่งมีชีวิตที่สนองความต้องการของเขา

การคัดเลือกมีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการทั้งทางธรรมชาติและทางธรรมชาติ

การคัดเลือกคือการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตที่ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่กำหนดมากขึ้น หรือการคัดแยกรูปแบบที่ไม่ตรงตามเกณฑ์ที่กำหนด

ในเรื่องนี้การเลือกสองรูปแบบมีความโดดเด่น - ประดิษฐ์และเป็นธรรมชาติ

บทบาทที่สร้างสรรค์ของการคัดเลือกโดยมนุษย์คือการที่บุคคลเข้าใกล้การเพาะพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ สายพันธุ์ของจุลินทรีย์อย่างสร้างสรรค์ โดยผสมผสานวิธีการคัดเลือกและคัดเลือกสิ่งมีชีวิตต่างๆ เข้าด้วยกัน เพื่อสร้างลักษณะเฉพาะที่เหมาะสมกับความต้องการของมนุษย์มากที่สุด

การคัดเลือกโดยธรรมชาติคือการอยู่รอดของบุคคลที่ได้รับการปรับให้เข้ากับเงื่อนไขการดำรงอยู่ที่เฉพาะเจาะจงมากที่สุด และความสามารถในการปล่อยให้ลูกหลานทำงานได้อย่างสมบูรณ์ภายใต้เงื่อนไขการดำรงอยู่ที่กำหนด

จากการวิจัยทางพันธุกรรม ทำให้สามารถแยกแยะการคัดเลือกโดยธรรมชาติได้สองประเภท - การทำให้เสถียรและการขับขี่

การรักษาเสถียรภาพเป็นการคัดเลือกโดยธรรมชาติประเภทหนึ่งซึ่งมีเฉพาะบุคคลเหล่านั้นเท่านั้นที่รอดชีวิตโดยมีลักษณะที่สอดคล้องกับสภาพแวดล้อมเฉพาะที่กำหนดอย่างเคร่งครัด และสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะใหม่อันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์จะตายหรือไม่ให้กำเนิดลูกหลานที่เต็มเปี่ยม

ตัวอย่างเช่น พืชได้รับการปรับให้เข้ากับการผสมเกสรโดยแมลงชนิดใดชนิดหนึ่งที่กำหนด (โดยกำหนดขนาดขององค์ประกอบของดอกไม้และโครงสร้างของมันไว้อย่างเคร่งครัด) มีการเปลี่ยนแปลง - ขนาดคัพเพิ่มขึ้น แมลงแทรกซึมเข้าไปในดอกไม้ได้อย่างอิสระโดยไม่ต้องสัมผัสเกสรตัวผู้เนื่องจากละอองเรณูไม่ตกบนตัวแมลงซึ่งป้องกันความเป็นไปได้ในการผสมเกสรดอกไม้ดอกต่อไป สิ่งนี้จะนำไปสู่ความจริงที่ว่าพืชจะไม่ผลิตลูกหลานและลักษณะผลลัพธ์จะไม่ได้รับการสืบทอด หากกลีบเลี้ยงมีขนาดเล็กมาก โดยทั่วไปการผสมเกสรก็เป็นไปไม่ได้ เนื่องจากแมลงจะไม่สามารถเจาะดอกไม้ได้

การคัดเลือกที่มีเสถียรภาพทำให้สามารถยืดระยะเวลาการดำรงอยู่ทางประวัติศาสตร์ของสายพันธุ์ได้ เนื่องจากไม่อนุญาตให้ลักษณะของสายพันธุ์ถูก "กัดเซาะ"

การเลือกขับเคลื่อนคือการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นที่พัฒนาลักษณะใหม่ที่ช่วยให้พวกมันสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมใหม่

ตัวอย่างของการเลือกขับรถคือการอยู่รอดของผีเสื้อสีเข้มกับพื้นหลังของลำต้นเบิร์ชรมควันในกลุ่มผีเสื้อสีอ่อน

บทบาทของการขับเคลื่อนการคัดเลือกคือความเป็นไปได้ของการเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งเมื่อรวมกับปัจจัยวิวัฒนาการอื่น ๆ ทำให้การเกิดขึ้นของความหลากหลายสมัยใหม่ของโลกอินทรีย์เป็นไปได้

บทบาทที่สร้างสรรค์ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติคือผ่านการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ในรูปแบบต่างๆ สิ่งมีชีวิตจะพัฒนาลักษณะเฉพาะที่ช่วยให้พวกมันปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่กำหนดได้อย่างเต็มที่ที่สุด ลักษณะที่เป็นประโยชน์เหล่านี้ได้รับการแก้ไขในสิ่งมีชีวิตเนื่องจากการอยู่รอดของบุคคลที่มีลักษณะดังกล่าวและการสูญพันธุ์ของบุคคลที่ไม่มีลักษณะที่เป็นประโยชน์

ตัวอย่างเช่น กวางเรนเดียร์ถูกปรับตัวให้เข้ากับชีวิตในทุ่งทุนดราขั้วโลก เขาสามารถมีชีวิตอยู่ที่นั่นและให้กำเนิดลูกที่อุดมสมบูรณ์ได้ตามปกติหากเขาสามารถรับอาหารได้ตามปกติ อาหารของกวางคือมอส (มอสกวางเรนเดียร์ ไลเคน) เป็นที่ทราบกันว่าทุ่งทุนดรามีฤดูหนาวที่ยาวนานและอาหารซ่อนอยู่ใต้หิมะปกคลุมซึ่งกวางจำเป็นต้องทำลาย สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อกวางมีขาที่แข็งแรงมากและมีกีบกว้าง หากรับรู้ถึงสัญญาณเหล่านี้เพียงข้อเดียว กวางก็จะไม่รอด ดังนั้นในกระบวนการวิวัฒนาการ มีเพียงบุคคลเหล่านั้นเท่านั้นที่รอดชีวิตโดยมีลักษณะสองประการที่อธิบายไว้ข้างต้น (นี่คือสาระสำคัญของบทบาทที่สร้างสรรค์ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับกวางเรนเดียร์)

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างการคัดเลือกโดยธรรมชาติและการคัดเลือกโดยธรรมชาติ พวกเขาคือ:

1) การคัดเลือกโดยมนุษย์ดำเนินการโดยมนุษย์และการคัดเลือกโดยธรรมชาตินั้นเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมภายนอก

2) ผลลัพธ์ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติคือสัตว์สายพันธุ์ใหม่ พันธุ์พืช และสายพันธุ์ของจุลินทรีย์ที่มีลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ และด้วยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตใหม่ (ใด ๆ ก็ตาม) เกิดขึ้นด้วยลักษณะที่ช่วยให้สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะแวดล้อมที่กำหนดอย่างเคร่งครัด ;

3) ในระหว่างการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ลักษณะที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตไม่เพียงแต่ไม่มีประโยชน์เท่านั้น แต่ยังอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตที่กำหนด (แต่มีประโยชน์สำหรับกิจกรรมของมนุษย์) ด้วยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ลักษณะผลลัพธ์จะมีประโยชน์สำหรับสิ่งมีชีวิตที่กำหนดในสภาพแวดล้อมที่กำหนดและจำเพาะของการดำรงอยู่ของมัน เนื่องจากพวกมันช่วยให้อยู่รอดได้ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมนี้

4) การคัดเลือกโดยธรรมชาติได้ดำเนินการตั้งแต่การปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตบนโลกและการคัดเลือกโดยธรรมชาตินั้นดำเนินการตั้งแต่การเลี้ยงสัตว์และการมาถึงของการเกษตรเท่านั้น (การปลูกพืชในสภาวะพิเศษ)

ดังนั้นการคัดเลือกจึงเป็นพลังขับเคลื่อนที่สำคัญที่สุดของวิวัฒนาการและเกิดขึ้นได้ผ่านการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ (อย่างหลังหมายถึงการคัดเลือกโดยธรรมชาติ)

การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นผลมาจากการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ มันขึ้นอยู่กับความพิเศษของการอยู่รอดและการจากไปของลูกหลานโดยบุคคลที่ปรับตัวได้มากที่สุดของแต่ละสายพันธุ์และการตายของสิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวได้น้อย

ในภายใต้เงื่อนไขของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะกำจัดรูปแบบที่ยังไม่ได้ดัดแปลงและรักษาความเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมที่สอดคล้องกับทิศทางของสภาพการดำรงอยู่ที่เปลี่ยนแปลงไป มีการเปลี่ยนแปลงบรรทัดฐานของปฏิกิริยาหรือการขยายตัว (บรรทัดฐานของปฏิกิริยาเรียกว่าความสามารถของร่างกายในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงที่ปรับตัวต่อการกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม บรรทัดฐานของปฏิกิริยาคือขีดจำกัดของความแปรปรวนของการเปลี่ยนแปลงที่ควบคุมโดยจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตที่กำหนด) การเลือกรูปแบบนี้ถูกค้นพบโดย Charles Darwin และถูกเรียกว่า ขับรถ .

ตัวอย่างคือการแทนที่ผีเสื้อกลางคืนเบิร์ชรูปแบบสีอ่อนดั้งเดิมด้วยรูปแบบสีเข้ม ทางตะวันออกเฉียงใต้ของอังกฤษ ในอดีต มีผีเสื้อที่มีรูปแบบสีอ่อน บ้างก็พบมีสีเข้มด้วย ในพื้นที่ชนบท การใช้สีอ่อนบนเปลือกไม้เบิร์ชนั้นเป็นสิ่งที่ป้องกันได้ พวกมันมองไม่เห็นในขณะที่สีเข้มกลับโดดเด่นเหนือพื้นหลังสีอ่อนและกลายเป็นเหยื่อของนกได้ง่าย ในเขตอุตสาหกรรม เนื่องจากมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่มีเขม่าอุตสาหกรรม รูปแบบสีเข้มจึงได้เปรียบและแทนที่สีอ่อนได้อย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ ผีเสื้อกลางคืนจาก 700 สายพันธุ์ในประเทศนี้ ตลอด 120 ปีที่ผ่านมา ผีเสื้อกลางคืน 70 สายพันธุ์จึงเปลี่ยนสีอ่อนเป็นสีเข้ม ภาพเดียวกันนี้พบเห็นได้ในเขตอุตสาหกรรมอื่นๆ ของยุโรป ตัวอย่างที่คล้ายกัน ได้แก่ การปรากฏตัวของแมลงที่ดื้อยาฆ่าแมลง จุลินทรีย์ในรูปแบบที่ดื้อยาปฏิชีวนะ การแพร่กระจายของหนูที่ดื้อยาพิษ เป็นต้น

นักวิทยาศาสตร์ในประเทศ I. I. Shmalgauzen ค้นพบ ทำให้มีเสถียรภาพ รูปร่างการคัดเลือกซึ่งดำเนินการภายใต้เงื่อนไขการดำรงอยู่คงที่ การเลือกรูปแบบนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อรักษาบรรทัดฐานที่มีอยู่ ในกรณีนี้ ความคงที่ของบรรทัดฐานของปฏิกิริยาจะคงอยู่ตราบใดที่สภาพแวดล้อมยังคงมีเสถียรภาพ ในขณะที่บุคคลที่เบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐานโดยเฉลี่ยจะหายไปจากประชากร ตัวอย่างเช่น ในช่วงที่มีหิมะตกและลมแรง นกกระจอกปีกสั้นและปีกยาวตาย แต่ตัวที่มีขนาดปีกโดยเฉลี่ยจะรอดชีวิตได้ หรืออีกตัวอย่างหนึ่ง: ความคงตัวของชิ้นส่วนของดอกไม้เมื่อเปรียบเทียบกับอวัยวะของพืชเนื่องจากสัดส่วนของดอกไม้ถูกปรับให้เข้ากับขนาดของแมลงผสมเกสร (ผึ้งบัมเบิลบีไม่สามารถเจาะกลีบดอกไม้ที่แคบเกินไปได้ งวงของผีเสื้อไม่สามารถสัมผัสเกสรตัวผู้สั้นเกินไปและมีกลีบดอกยาวได้) เป็นเวลากว่าล้านปี การคัดเลือกอย่างมีเสถียรภาพช่วยปกป้องสายพันธุ์จากการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ แต่ตราบเท่าที่สภาพความเป็นอยู่ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ

มีความโดดเด่นอีกด้วย น้ำตาไหล, หรือก่อกวน , การคัดเลือกที่ดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย: ไม่ใช่เพียงลักษณะเดียวที่ถูกเลือก แต่มีหลายลักษณะที่แตกต่างกัน ซึ่งแต่ละลักษณะเอื้อต่อการอยู่รอดภายในขอบเขตที่แคบของช่วงประชากร ด้วยเหตุนี้ประชากรจึงถูกแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม ตัวอย่างเช่น หมาป่าบางตัวในเทือกเขาคิทสกิลของสหรัฐอเมริกาดูเหมือนสุนัขเกรย์ฮาวด์สีอ่อนและล่ากวาง ในขณะที่หมาป่าตัวอื่นในบริเวณเดียวกันที่หนักกว่าและมีขาสั้นมักจะโจมตีฝูงแกะ การเลือกแบบก่อกวนดำเนินการภายใต้เงื่อนไขของการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในสภาพแวดล้อม: รูปแบบที่มีการเปลี่ยนแปลงหลายทิศทางจะอยู่รอดได้ในบริเวณรอบนอกของประชากร พวกมันก่อให้เกิดกลุ่มใหม่ซึ่งการเลือกที่มีเสถียรภาพมีผลใช้บังคับ ไม่มีรูปแบบการคัดเลือกใดเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปแบบที่บริสุทธิ์ เนื่องจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลงและกระทำร่วมกันโดยรวม อย่างไรก็ตาม ในบางช่วงเวลาทางประวัติศาสตร์ รูปแบบหนึ่งของการคัดเลือกอาจเป็นผู้นำ

การคัดเลือกโดยธรรมชาติทุกรูปแบบประกอบขึ้นเป็นกลไกเดียว ซึ่งดำเนินการตามพื้นฐานทางสถิติในฐานะตัวควบคุมไซเบอร์เนติกส์ เพื่อรักษาความสมดุลของประชากรกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ บทบาทที่สร้างสรรค์ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่เพียงแต่เพื่อกำจัดสิ่งที่ไม่ได้ปรับตัวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการควบคุมการปรับตัวที่เกิดขึ้นใหม่ด้วย (ผลของการกลายพันธุ์และการรวมตัวกันใหม่) “การเลือก” ในซีรีส์อันยาวนานเฉพาะรุ่นที่เหมาะสมที่สุดในรุ่นที่กำหนดให้ เงื่อนไขการดำรงอยู่ ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของรูปแบบชีวิตใหม่มากขึ้นเรื่อยๆ

รูปแบบของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. ชีววิทยาในตาราง M. , 2000)

แบบฟอร์มการคัดเลือก การแสดงภาพกราฟิก คุณสมบัติของการคัดเลือกโดยธรรมชาติแต่ละรูปแบบ
การขับขี่ เพื่อประโยชน์ของบุคคลที่มีมูลค่าลักษณะเฉพาะที่เบี่ยงเบนไปจากมูลค่าที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ในประชากร นำไปสู่การรวมบรรทัดฐานใหม่ของปฏิกิริยาของร่างกายซึ่งสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป
II การทรงตัว มุ่งเป้าไปที่การรักษาค่าเฉลี่ยของลักษณะที่กำหนดขึ้นในประชากร ผลลัพธ์ของการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพคือความคล้ายคลึงกันอย่างมากของแต่ละบุคคลของพืชหรือสัตว์ที่พบในประชากรใดๆ
ก่อกวนหรือก่อกวน ชอบลักษณะทางฟีโนไทป์ที่เหมาะสมที่สุดมากกว่าหนึ่งลักษณะและกระทำต่อรูปแบบระดับกลาง ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของความหลากหลายทางฟีโนไทป์และการแยกตัวของประชากร

การคัดเลือกโดยธรรมชาติเพิ่มโอกาสในการอยู่รอดและการคงอยู่ของทั้งสายพันธุ์ โดยอยู่ในระดับเดียวกับการกลายพันธุ์ การอพยพ และการเปลี่ยนแปลงของยีน กลไกพื้นฐานของวิวัฒนาการทำงานได้อย่างไร้ที่ติ แต่มีเงื่อนไขว่าจะไม่มีใครขัดขวางการทำงานของมัน

การคัดเลือกโดยธรรมชาติคืออะไร?

ความหมายของคำนี้ให้โดย Charles Darwin นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เขายอมรับว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นกระบวนการที่กำหนดความอยู่รอดและการสืบพันธุ์ของบุคคลเท่านั้นที่ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อม ตามทฤษฎีของดาร์วิน การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมแบบสุ่มมีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการ

  • การรวมตัวกันใหม่ของจีโนไทป์
  • การกลายพันธุ์และการรวมกัน

การคัดเลือกโดยธรรมชาติในมนุษย์

ในช่วงเวลาของการแพทย์และวิทยาศาสตร์อื่นๆ ที่ยังไม่พัฒนา มีเพียงบุคคลที่มีระบบภูมิคุ้มกันแข็งแรงและร่างกายแข็งแรงที่มั่นคงเท่านั้นที่รอดชีวิต พวกเขาไม่รู้ว่าจะดูแลทารกแรกเกิดที่คลอดก่อนกำหนดอย่างไร ไม่ได้ใช้ยาปฏิชีวนะในการรักษา ไม่ได้ทำการผ่าตัด และต้องรับมือกับความเจ็บป่วยด้วยตัวเอง การคัดเลือกโดยธรรมชาติในหมู่ผู้คนได้เลือกตัวแทนที่แข็งแกร่งที่สุดของมนุษยชาติเพื่อการสืบพันธุ์ต่อไป

ในโลกที่เจริญแล้ว ไม่ใช่เรื่องปกติที่จะต้องมีลูกหลานจำนวนมาก และในครอบครัวส่วนใหญ่จะมีลูกไม่เกินสองคน ผู้ซึ่งต้องขอบคุณสภาพความเป็นอยู่และการแพทย์สมัยใหม่ จึงสามารถมีชีวิตอยู่จนแก่เฒ่าได้ ก่อนหน้านี้ ครอบครัวต่างๆ มีบุตรตั้งแต่ 12 คนขึ้นไป และมีผู้รอดชีวิตได้ไม่เกิน 4 คนภายใต้สภาพที่เอื้ออำนวย การคัดเลือกโดยธรรมชาติในมนุษย์นำไปสู่ความจริงที่ว่าคนส่วนใหญ่ที่เข้มแข็ง แข็งแรงเป็นพิเศษ และรอดชีวิตมาได้ ต้องขอบคุณยีนพูลที่ทำให้มนุษยชาติยังมีชีวิตอยู่บนโลก

เหตุผลในการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ทุกชีวิตบนโลกค่อยๆ พัฒนาขึ้นจากสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายที่สุดไปจนถึงสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนที่สุด ตัวแทนของชีวิตบางรูปแบบที่ไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ไม่สามารถอยู่รอดและไม่สามารถสืบพันธุ์ได้ ยีนของพวกมันไม่ได้ถูกส่งต่อไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป บทบาทของการคัดเลือกโดยธรรมชาติในวิวัฒนาการได้นำไปสู่การเกิดขึ้นของความสามารถในระดับเซลล์ในการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว สาเหตุของการคัดเลือกโดยธรรมชาติได้รับอิทธิพลจากปัจจัยง่ายๆ หลายประการ:

  1. การคัดเลือกโดยธรรมชาติได้ผลเมื่อมีลูกหลานมากกว่าที่จะอยู่รอดได้
  2. มีความแปรปรวนทางพันธุกรรมในยีนของสิ่งมีชีวิต
  3. ความแตกต่างทางพันธุกรรมเป็นตัวกำหนดความอยู่รอดและความสามารถในการสืบพันธุ์ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

สัญญาณของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตใด ๆ นั้นเป็นความคิดสร้างสรรค์ของธรรมชาติและไม่ใช่ความตั้งใจของเธอ แต่เป็นสิ่งจำเป็น การดำเนินงานในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันมันไม่ยากที่จะเดาว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะรักษาลักษณะใดไว้ทั้งหมดนี้มีจุดมุ่งหมายที่วิวัฒนาการของสายพันธุ์เพิ่มความต้านทานต่ออิทธิพลภายนอก:

  1. ปัจจัยการคัดเลือกมีบทบาทสำคัญ หากในการคัดเลือกแบบประดิษฐ์บุคคลเลือกลักษณะของสายพันธุ์ที่จะรักษาและชนิดใดที่ไม่ (เช่นเมื่อผสมพันธุ์สุนัขสายพันธุ์ใหม่) ดังนั้นด้วยการคัดเลือกโดยธรรมชาติชัยชนะที่แข็งแกร่งที่สุดในการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ของมัน
  2. วัสดุสำหรับการคัดเลือกคือการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ซึ่งเป็นสัญญาณที่สามารถช่วยในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพความเป็นอยู่ใหม่หรือเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ
  3. ผลที่ตามมาคืออีกขั้นตอนหนึ่งของการคัดเลือกโดยธรรมชาติอันเป็นผลมาจากการสร้างสายพันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะที่เป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมบางอย่าง
  4. ความเร็วของการดำเนินการ - แม่ธรรมชาติไม่รีบร้อน เธอคิดถึงทุกขั้นตอน ดังนั้นการคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงมีอัตราการเปลี่ยนแปลงที่ต่ำ ในขณะที่การคัดเลือกโดยธรรมชาตินั้นมีอัตราที่รวดเร็ว

การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีผลอย่างไร?

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีระดับความสามารถในการปรับตัวเป็นของตัวเอง และเป็นไปไม่ได้ที่จะพูดด้วยความมั่นใจว่าสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งจะมีพฤติกรรมอย่างไรในสภาพแวดล้อมที่ไม่คุ้นเคย การต่อสู้เพื่อความอยู่รอดและความแปรปรวนทางพันธุกรรมเป็นแก่นแท้ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ มีตัวอย่างมากมายของพืชและสัตว์ที่นำมาจากทวีปอื่น และหยั่งรากได้ดีกว่าในสภาพความเป็นอยู่ใหม่ ผลลัพธ์ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติคือการเปลี่ยนแปลงที่ได้รับทั้งชุด

  • การปรับตัว - การปรับตัวให้เข้ากับเงื่อนไขใหม่
  • สิ่งมีชีวิตหลากหลายรูปแบบ - เกิดขึ้นจากบรรพบุรุษร่วมกัน
  • ความก้าวหน้าทางวิวัฒนาการ – เพิ่มความซับซ้อนของสายพันธุ์

การคัดเลือกโดยธรรมชาติแตกต่างจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติอย่างไร?

มีความปลอดภัยที่จะกล่าวได้ว่าเกือบทุกอย่างที่มนุษย์บริโภคจะต้องผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่ช้าก็เร็ว ความแตกต่างพื้นฐานเพียงอย่างเดียวคือเมื่อทำการเลือก "ของเขา" บุคคลจะแสวงหาผลประโยชน์ของตนเอง ต้องขอบคุณการคัดเลือกที่ทำให้เขาได้รับผลิตภัณฑ์ที่คัดสรรและพัฒนาสัตว์สายพันธุ์ใหม่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่ได้มุ่งเน้นไปที่ประโยชน์ของมนุษยชาติ แต่แสวงหาผลประโยชน์ของสิ่งมีชีวิตชนิดนี้เท่านั้น

การคัดเลือกโดยธรรมชาติและการคัดเลือกโดยธรรมชาติมีอิทธิพลต่อชีวิตของทุกคนเท่าเทียมกัน พวกเขาต่อสู้เพื่อชีวิตของทารกที่คลอดก่อนกำหนด เช่นเดียวกับชีวิตของคนที่มีสุขภาพดี แต่ในขณะเดียวกัน การคัดเลือกโดยธรรมชาติก็ฆ่าคนขี้เมาที่แช่แข็งจนตายบนท้องถนน โรคร้ายแรงคร่าชีวิตของคนธรรมดา คนที่จิตใจไม่มั่นคงกระทำ การฆ่าตัวตาย ภัยพิบัติทางธรรมชาติกระทบพื้นโลก

ประเภทของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

เหตุใดตัวแทนของสายพันธุ์บางชนิดจึงสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน รูปแบบของการคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่ใช่กฎธรรมชาติที่เป็นลายลักษณ์อักษร:

  1. การเลือกขับเคลื่อนเกิดขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงและสายพันธุ์ต้องปรับตัว โดยจะรักษามรดกทางพันธุกรรมในบางทิศทาง
  2. การคัดเลือกที่มีเสถียรภาพมุ่งเป้าไปที่บุคคลที่มีความเบี่ยงเบนจากบรรทัดฐานทางสถิติโดยเฉลี่ย เพื่อสนับสนุนบุคคลโดยเฉลี่ยในสายพันธุ์เดียวกัน
  3. การเลือกที่ก่อกวนเกิดขึ้นเมื่อบุคคลที่มีตัวบ่งชี้รุนแรงสามารถอยู่รอดได้ และไม่ใช่กับบุคคลทั่วไป จากการคัดเลือกดังกล่าว จึงสามารถเกิดขึ้นได้ 2 สายพันธุ์ใหม่พร้อมกัน มักพบในพืช
  4. การเลือกเพศขึ้นอยู่กับการสืบพันธุ์ เมื่อบทบาทสำคัญไม่ได้แสดงโดยความสามารถในการเอาชีวิตรอด แต่ด้วยความน่าดึงดูดใจ ผู้หญิงโดยไม่คำนึงถึงสาเหตุของพฤติกรรมเลือกผู้ชายที่สวยและสดใส

เหตุใดมนุษย์จึงสามารถลดอิทธิพลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติลงได้?

ความก้าวหน้าทางการแพทย์ก้าวหน้าไปมาก คนที่ควรจะตายอยู่รอด พัฒนา และมีลูกเป็นของตัวเอง โดยการถ่ายทอดพันธุกรรมให้กับพวกเขา พวกเขาให้กำเนิดเผ่าพันธุ์ที่อ่อนแอ การคัดเลือกโดยธรรมชาติและการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ขัดแย้งกันทุกชั่วโมง ธรรมชาติมีวิธีที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ในการควบคุมผู้คน และมนุษย์ก็พยายามที่จะตามให้ทัน จึงเป็นการป้องกันการคัดเลือกโดยธรรมชาติ มนุษยธรรมนำไปสู่คนที่ดูอ่อนแอ

วิทยาลัยสารพัดช่าง Snezhinsky

รายงานทางชีววิทยาในหัวข้อ:

“การคัดเลือกโดยธรรมชาติ”

เสร็จสิ้นโดย: นักศึกษาชั้นปีที่ 1

กลุ่มเอฟ-18ดี

ยาคูนินา เอเลน่า

ตรวจสอบโดย: Budalova I.B.

สเนชินสค์ 2009


การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ก) การเลือกที่ไม่เสถียร

ข) การเลือกเพศ

ค) การเลือกกลุ่ม

d) การเลือกทิศทาง (การขับขี่)

d) การเลือกที่มีเสถียรภาพ

f) การเลือกก่อกวน (แยกส่วน)

บทสรุป

บรรณานุกรม

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ- ผลของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ มันขึ้นอยู่กับความพิเศษของการอยู่รอดและการจากไปของลูกหลานโดยบุคคลที่ปรับตัวได้มากที่สุดในแต่ละสายพันธุ์และการตายของสิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวน้อยกว่า

กระบวนการกลายพันธุ์ ความผันผวนของจำนวนประชากร และการแยกตัวทำให้เกิดความแตกต่างทางพันธุกรรมภายในสายพันธุ์ แต่การกระทำของพวกเขาไม่มีทิศทาง วิวัฒนาการเป็นกระบวนการโดยตรงที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาการปรับตัว โดยมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในโครงสร้างและหน้าที่ของสัตว์และพืช มีปัจจัยวิวัฒนาการเพียงทิศทางเดียวเท่านั้น - การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

บุคคลบางคนหรือทั้งกลุ่มสามารถเลือกได้ ผลจากการคัดเลือกกลุ่ม ลักษณะและคุณสมบัติมักจะสะสมซึ่งไม่เอื้ออำนวยต่อแต่ละบุคคล แต่มีประโยชน์ต่อประชากรและทั้งสายพันธุ์ (ผึ้งที่ต่อยตาย แต่การโจมตีศัตรูจะช่วยครอบครัวได้) ไม่ว่าในกรณีใด การคัดเลือกจะรักษาสิ่งมีชีวิตที่ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่กำหนดได้มากที่สุดและดำเนินการภายในประชากร ดังนั้นจึงเป็นประชากรที่เป็นสาขาการคัดเลือก

การคัดเลือกโดยธรรมชาติควรเข้าใจว่าเป็นการสืบพันธุ์แบบเลือกสรร (ดิฟเฟอเรนเชียล) ของจีโนไทป์ (หรือยีนเชิงซ้อน) ในกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การอยู่รอดหรือการตายของแต่ละบุคคลไม่ได้สำคัญมากนัก แต่เป็นความสำคัญในการสืบพันธุ์ที่แตกต่างกัน ความสำเร็จในการสืบพันธุ์ของบุคคลต่างๆ สามารถทำหน้าที่เป็นเกณฑ์วิวัฒนาการทางพันธุกรรมที่มีวัตถุประสงค์ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ความสำคัญทางชีวภาพของบุคคลที่ให้กำเนิดลูกหลานนั้นพิจารณาจากการมีส่วนร่วมของจีโนไทป์ต่อกลุ่มยีนของประชากร การคัดเลือกจากรุ่นสู่รุ่นตามฟีโนไทป์นำไปสู่การเลือกจีโนไทป์ เนื่องจากไม่ใช่ลักษณะ แต่เป็นยีนเชิงซ้อนที่ส่งต่อไปยังลูกหลาน สำหรับวิวัฒนาการ ไม่เพียงแต่จีโนไทป์เท่านั้นที่มีความสำคัญ แต่ยังรวมถึงฟีโนไทป์และความแปรปรวนของฟีโนไทป์ด้วย

ในระหว่างการแสดงออก ยีนสามารถมีอิทธิพลต่อลักษณะหลายอย่าง ดังนั้นขอบเขตของการคัดเลือกอาจไม่เพียงแต่รวมถึงคุณสมบัติที่เพิ่มโอกาสในการทิ้งลูกหลานเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงลักษณะที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสืบพันธุ์ด้วย พวกเขาถูกเลือกโดยอ้อมอันเป็นผลมาจากความสัมพันธ์

ก) การเลือกที่ไม่เสถียร

การเลือกที่ไม่เสถียร- นี่คือการทำลายความสัมพันธ์ในร่างกายด้วยการคัดเลือกอย่างเข้มข้นในแต่ละทิศทางโดยเฉพาะ ตัวอย่างคือกรณีที่การคัดเลือกมุ่งเป้าไปที่การลดความก้าวร้าวส่งผลให้วงจรการผสมพันธุ์ไม่มั่นคง

การเลือกการทำให้เสถียรทำให้บรรทัดฐานของปฏิกิริยาแคบลง อย่างไรก็ตาม ในธรรมชาติ มักมีกรณีที่ช่องทางนิเวศน์ของสายพันธุ์อาจกว้างขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ในกรณีนี้ บุคคลและประชากรที่มีบรรทัดฐานปฏิกิริยาที่กว้างกว่าจะได้รับข้อได้เปรียบในการคัดเลือก ขณะเดียวกันก็รักษาค่าเฉลี่ยของลักษณะไว้เหมือนเดิม การคัดเลือกโดยธรรมชาติรูปแบบนี้ได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยนักวิวัฒนาการชาวอเมริกัน จอร์จ จี. ซิมป์สัน ภายใต้ชื่อการคัดเลือกแบบแรงเหวี่ยง เป็นผลให้เกิดกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับการเลือกที่เสถียร: การกลายพันธุ์ที่มีอัตราการเกิดปฏิกิริยากว้างกว่าจะได้เปรียบ


ดังนั้น ประชากรของกบทะเลสาบที่อาศัยอยู่ในสระน้ำที่มีแสงสว่างต่างกัน โดยมีพื้นที่สลับกันที่รกไปด้วยแหน กก กก ธูปฤาษี และมี "หน้าต่าง" ของน้ำเปิด จึงมีลักษณะของความแปรปรวนของสีที่หลากหลาย (อันเป็นผลมาจากรูปแบบที่ไม่เสถียรของ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ) ในทางตรงกันข้ามในแหล่งน้ำที่มีแสงสว่างและสีสม่ำเสมอ (บ่อที่รกไปด้วยแหนหรือบ่อเปิด) ช่วงของความแปรปรวนของสีของกบนั้นแคบ (เป็นผลมาจากการกระทำของรูปแบบการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่มีเสถียรภาพ)

ดังนั้นการเลือกรูปแบบที่ไม่มั่นคงใน ไปที่การขยายตัวของบรรทัดฐานของปฏิกิริยา

ข) การเลือกเพศ

การเลือกเพศ- การคัดเลือกโดยธรรมชาติภายในเพศเดียวโดยมุ่งเป้าไปที่การพัฒนาลักษณะที่ให้โอกาสในการทิ้งลูกหลานจำนวนมากที่สุดเป็นหลัก

ตัวผู้จากหลายสายพันธุ์แสดงลักษณะทางเพศรองไว้อย่างชัดเจน ซึ่งเมื่อมองแวบแรกดูเหมือนจะไม่สามารถปรับตัวได้ เช่น หางของนกยูง ขนสีสดใสของนกสวรรค์และนกแก้ว หงอนสีแดงของไก่โต้ง สีสันอันน่าหลงใหลของปลาเขตร้อน เพลงประกอบ ของนกและกบ ฯลฯ คุณสมบัติหลายอย่างเหล่านี้ทำให้อายุการใช้งานของพาหะมีความซับซ้อนและทำให้ผู้ล่าสังเกตเห็นได้ง่าย ดูเหมือนว่าลักษณะเหล่านี้ไม่ได้ให้ข้อได้เปรียบใดๆ แก่พาหะในการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ แต่กระนั้น ลักษณะเหล่านี้ก็มีแพร่หลายมากในธรรมชาติ การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีบทบาทอย่างไรในการเกิดขึ้นและการแพร่กระจายของพวกมัน?

เรารู้อยู่แล้วว่าการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตเป็นสิ่งสำคัญ แต่ไม่ใช่องค์ประกอบเดียวของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ องค์ประกอบที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความน่าดึงดูดใจของบุคคลเพศตรงข้าม ชาร์ลส์ ดาร์วิน เรียกปรากฏการณ์นี้ว่าการเลือกเพศ เขาได้กล่าวถึงรูปแบบการคัดเลือกนี้เป็นครั้งแรกใน On the Origin of Species จากนั้นจึงวิเคราะห์อย่างละเอียดใน The Descent of Man และ Sexual Selection เขาเชื่อว่า “รูปแบบของการคัดเลือกนี้ไม่ได้ถูกกำหนดโดยการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ในความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ระหว่างกันหรือกับเงื่อนไขภายนอก แต่โดยการแข่งขันระหว่างบุคคลที่มีเพศเดียวกัน ซึ่งมักจะเป็นผู้ชาย เพื่อการครอบครองของบุคคลอื่น เพศ."

การเลือกเพศเป็นการคัดเลือกโดยธรรมชาติเพื่อความสำเร็จในการสืบพันธุ์ ลักษณะที่ลดความอยู่รอดของโฮสต์สามารถเกิดขึ้นและแพร่กระจายได้หากข้อได้เปรียบที่พวกมันมีต่อความสำเร็จในการสืบพันธุ์นั้นมากกว่าข้อเสียในการอยู่รอดอย่างมีนัยสำคัญ ผู้ชายที่มีอายุสั้นแต่ผู้หญิงชอบ จึงให้กำเนิดลูกหลานจำนวนมาก มีสมรรถภาพโดยรวมสูงกว่าผู้ชายที่มีอายุยืนยาวแต่ให้กำเนิดลูกหลานน้อยมาก ในสัตว์หลายชนิด ตัวผู้ส่วนใหญ่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์เลย ในแต่ละรุ่นการแข่งขันที่ดุเดือดเกิดขึ้นระหว่างชายกับหญิง การแข่งขันนี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยตรงและแสดงออกในรูปแบบของการต่อสู้เพื่ออาณาเขตหรือการต่อสู้ในทัวร์นาเมนต์ นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้ในรูปแบบทางอ้อมและถูกกำหนดโดยการเลือกของผู้หญิง ในกรณีที่ผู้หญิงเลือกผู้ชาย การแข่งขันของผู้ชายจะแสดงออกมาผ่านการแสดงรูปลักษณ์ที่หรูหราหรือพฤติกรรมการเกี้ยวพาราสีที่ซับซ้อน ผู้หญิงเลือกผู้ชายที่ชอบที่สุด ตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้เป็นผู้ชายที่ฉลาดที่สุด แต่ทำไมผู้หญิงถึงชอบผู้ชายสดใส?

ข้าว. 7. นกสีสันสดใสเกิดขึ้นในวิวัฒนาการเนื่องจากการคัดเลือกทางเพศ


ความฟิตของผู้หญิงขึ้นอยู่กับว่าเธอสามารถประเมินสมรรถภาพศักยภาพของพ่อในอนาคตของลูก ๆ ของเธอได้อย่างเป็นกลางเพียงใด เธอจะต้องเลือกผู้ชายที่ลูกชายของเขาจะปรับตัวได้สูงและน่าดึงดูดสำหรับผู้หญิง

มีการเสนอสมมติฐานหลักสองประการเกี่ยวกับกลไกการเลือกเพศ

ตามสมมติฐาน "ลูกชายที่น่าดึงดูด" ตรรกะของการเลือกผู้หญิงค่อนข้างแตกต่าง หากผู้ชายที่มีสีสันสดใสดึงดูดใจผู้หญิงไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม ก็คุ้มค่าที่จะเลือกพ่อที่มีสีสันสดใสให้กับลูกชายในอนาคต เพราะลูกชายของเขาจะได้รับยีนที่มีสีสันสดใสและจะน่าดึงดูดใจสำหรับผู้หญิงในรุ่นต่อไป ดังนั้นการตอบรับเชิงบวกจึงเกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่ความจริงที่ว่าจากรุ่นสู่รุ่นความสว่างของขนนกของตัวผู้จะรุนแรงมากขึ้นเรื่อย ๆ กระบวนการนี้ยังคงเติบโตต่อไปจนกว่าจะถึงขีดจำกัดของการมีชีวิต ลองจินตนาการถึงสถานการณ์ที่ผู้หญิงเลือกผู้ชายที่มีหางยาวกว่า ตัวผู้หางยาวให้กำเนิดลูกมากกว่าตัวผู้ที่มีหางสั้นและกลาง จากรุ่นสู่รุ่น ความยาวของหางจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากตัวเมียเลือกตัวผู้ที่ไม่ได้มีขนาดหางที่แน่นอน แต่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดเฉลี่ย ในที่สุด หางก็ยาวจนทำให้ความมีชีวิตชีวาของตัวผู้สมดุลกับความน่าดึงดูดในสายตาของตัวเมีย

ในการอธิบายสมมติฐานเหล่านี้ เราพยายามทำความเข้าใจตรรกะของการกระทำของนกตัวเมีย อาจดูเหมือนว่าเราคาดหวังมากเกินไปจากพวกเขา จนการคำนวณสมรรถภาพที่ซับซ้อนเช่นนี้แทบจะเป็นไปไม่ได้สำหรับพวกเขา ในความเป็นจริงแล้ว ผู้หญิงไม่ได้มีเหตุผลในการเลือกผู้ชายมากไปกว่าพฤติกรรมอื่นๆ เลย เมื่อสัตว์รู้สึกกระหายน้ำ มันไม่ได้ให้เหตุผลว่าควรดื่มน้ำเพื่อคืนสมดุลของเกลือและน้ำในร่างกาย แต่สัตว์จะไปที่หลุมรดน้ำเพราะรู้สึกกระหาย เมื่อผึ้งงานต่อยนักล่าที่โจมตีรัง เธอไม่ได้คำนวณว่าการเสียสละตนเองครั้งนี้จะทำให้น้องสาวของเธอแข็งแรงขึ้นได้มากเพียงใด - เธอทำตามสัญชาตญาณ ในทำนองเดียวกันผู้หญิงเมื่อเลือกผู้ชายที่สดใสให้ทำตามสัญชาตญาณ - พวกเขาชอบหางที่สว่าง บรรดาผู้ที่มีสัญชาตญาณแสดงพฤติกรรมที่แตกต่างออกไป ทุกคนก็ไม่ละทิ้งลูกหลาน ดังนั้นเราจึงพูดคุยกันไม่ใช่ตรรกะของผู้หญิง แต่เป็นตรรกะของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่และการคัดเลือกโดยธรรมชาติ - กระบวนการที่ไร้ขอบเขตและเป็นอัตโนมัติซึ่งกระทำอย่างต่อเนื่องจากรุ่นสู่รุ่น ได้สร้างความหลากหลายที่น่าทึ่งของรูปร่าง สี และสัญชาตญาณที่ เราสังเกตในโลกของธรรมชาติที่มีชีวิต

ค) การเลือกกลุ่ม

การเลือกกลุ่ม หรือเรียกอีกอย่างว่าการเลือกกลุ่มเป็นการสืบพันธุ์ที่แตกต่างกันของประชากรในท้องถิ่นที่แตกต่างกัน W. Wright เปรียบเทียบระบบประชากรสองประเภท ได้แก่ ประชากรต่อเนื่องขนาดใหญ่และชุดอาณานิคมกึ่งแยกเดี่ยวขนาดเล็ก โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพทางทฤษฎีของการคัดเลือก สันนิษฐานว่าขนาดโดยรวมของระบบประชากรทั้งสองเท่ากันและสิ่งมีชีวิตผสมพันธุ์กันได้อย่างอิสระ

ในประชากรจำนวนมากที่ต่อเนื่องกัน การคัดเลือกค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มความถี่ของการกลายพันธุ์แบบถอยที่น่าพึงพอใจแต่พบได้ยาก ยิ่งไปกว่านั้น แนวโน้มใดๆ ที่จะเพิ่มความถี่ของอัลลีลที่ดีใดๆ ในส่วนหนึ่งของประชากรจำนวนมากที่กำหนดจะถูกแก้ไขโดยการผสมข้ามสายพันธุ์กับประชากรย่อยที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งอัลลีลนั้นหาได้ยาก ในทำนองเดียวกัน การผสมยีนใหม่ที่น่าพึงพอใจซึ่งก่อตัวขึ้นในกลีบท้องถิ่นบางกลีบของประชากรที่กำหนดจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ และถูกกำจัดออกไปอันเป็นผลมาจากการผสมข้ามกับบุคคลจากกลีบข้างเคียง

ปัญหาเหล่านี้ส่วนใหญ่หมดไปในระบบประชากรที่มีโครงสร้างคล้ายกับเกาะต่างๆ จำนวนมาก การเลือกที่นี่หรือการเลือกร่วมกับการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมสามารถเพิ่มความถี่ของอัลลีลที่หายากบางชนิดในโคโลนีขนาดเล็กหนึ่งหรือหลายโคโลนีได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ การผสมยีนใหม่ที่เป็นประโยชน์สามารถเกิดขึ้นได้อย่างง่ายดายในโคโลนีขนาดเล็กหนึ่งแห่งหรือมากกว่านั้น การแยกออกจากกันช่วยปกป้องกลุ่มยีนของโคโลนีเหล่านี้จากการ "ท่วม" อันเป็นผลมาจากการย้ายถิ่นจากอาณานิคมอื่นที่ไม่มียีนที่ดีเช่นนั้น และจากการข้ามไปกับพวกมัน จนถึงจุดนี้ แบบจำลองได้รวมเฉพาะการเลือกเฉพาะบุคคลหรือสำหรับบางอาณานิคม การเลือกเฉพาะบุคคลรวมกับการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรม

ตอนนี้เราสมมติว่าสภาพแวดล้อมที่ระบบประชากรนี้ตั้งอยู่มีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นผลมาจากความสามารถในการปรับตัวของจีโนไทป์ก่อนหน้านี้ลดลง ในสภาพแวดล้อมใหม่ ยีนใหม่ที่เป็นประโยชน์หรือการรวมกันของยีนที่ถูกสร้างขึ้นในบางอาณานิคมจะมีมูลค่าการปรับตัวที่มีศักยภาพสูงสำหรับระบบประชากรโดยรวม ตอนนี้เงื่อนไขทั้งหมดพร้อมแล้วสำหรับการเลือกกลุ่มที่จะเข้ามามีบทบาท อาณานิคมที่มีการปรับตัวน้อยกว่าจะค่อยๆ ลดลงและตายไป และอาณานิคมที่ได้รับการปรับตัวมากกว่าจะขยายและแทนที่พวกมันไปทั่วพื้นที่ที่ถูกครอบครองโดยระบบประชากรที่กำหนด ระบบประชากรแบบแบ่งย่อยดังกล่าวได้รับคุณลักษณะการปรับตัวชุดใหม่อันเป็นผลมาจากการคัดเลือกส่วนบุคคลภายในบางอาณานิคม ตามด้วยการสืบพันธุ์ที่แตกต่างกันของอาณานิคมต่างๆ การรวมกันของการเลือกกลุ่มและรายบุคคลสามารถสร้างผลลัพธ์ที่ไม่สามารถทำได้โดยการเลือกรายบุคคลเพียงอย่างเดียว

เป็นที่ยอมรับว่าการเลือกกลุ่มเป็นกระบวนการลำดับที่สองที่เสริมกระบวนการหลักของการคัดเลือกรายบุคคล สำหรับกระบวนการลำดับที่สอง การเลือกกลุ่มจะต้องดำเนินการอย่างช้าๆ ซึ่งอาจช้ากว่าการเลือกรายบุคคลมาก การต่ออายุประชากรจะใช้เวลานานกว่าการอัปเดตรายบุคคล

แนวคิดของการเลือกกลุ่มได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในบางวงการแต่ถูกปฏิเสธโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ พวกเขาแย้งว่ารูปแบบที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกันของการเลือกแต่ละกลุ่มสามารถสร้างผลกระทบทั้งหมดที่เกิดจากการเลือกกลุ่มได้ เวดทำการทดลองผสมพันธุ์กับแมลงปีกแข็ง (Tribolium castaneum) หลายครั้งเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของการคัดเลือกกลุ่ม และพบว่าแมลงเต่าทองตอบสนองต่อการคัดเลือกประเภทนี้ นอกจากนี้ เมื่อการเลือกบุคคลและกลุ่มกระทำต่อลักษณะหนึ่งพร้อมกันและเป็นไปในทิศทางเดียวกัน อัตราการเปลี่ยนแปลงของลักษณะนี้จะสูงกว่าในกรณีของการเลือกรายบุคคลเพียงอย่างเดียว (แม้แต่การย้ายถิ่นฐานในระดับปานกลาง (6 และ 12%) ก็ไม่ได้ป้องกัน ประชากรที่แตกต่างที่เกิดจากการคัดเลือกกลุ่ม


คุณสมบัติอย่างหนึ่งของโลกอินทรีย์ที่ยากจะอธิบายบนพื้นฐานของการคัดเลือกส่วนบุคคล แต่ถือได้ว่าเป็นผลมาจากการเลือกกลุ่มคือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ แม้ว่าแบบจำลองจะถูกสร้างขึ้นโดยการเลือกแต่ละบุคคลชื่นชอบการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ แต่แบบจำลองเหล่านั้นดูเหมือนจะไม่สมจริง การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นกระบวนการที่สร้างความแปรปรวนของการรวมตัวกันใหม่ในประชากรผสมพันธุ์ สิ่งที่ได้ประโยชน์จากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศไม่ใช่จีโนไทป์ของพ่อแม่ซึ่งจะสลายไปในระหว่างกระบวนการรวมตัวกันใหม่ แต่เป็นจำนวนประชากรของคนรุ่นต่อๆ ไป ซึ่งความแปรปรวนจะเพิ่มขึ้น นี่แสดงถึงการมีส่วนร่วมเป็นปัจจัยหนึ่งในกระบวนการคัดเลือกในระดับประชากร

ช)

ข้าว. 1. รูปแบบการขับเคลื่อนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ


การเลือกทิศทาง (การขับขี่)ได้รับการอธิบายโดย Charles Darwin และหลักคำสอนสมัยใหม่ในการเลือกการขับขี่ได้รับการพัฒนาโดย J. Simpson

สาระสำคัญของรูปแบบของการเลือกนี้คือทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรมของประชากรแบบก้าวหน้าหรือทิศทางเดียวซึ่งแสดงให้เห็นในการเปลี่ยนแปลงในค่าเฉลี่ยของลักษณะที่เลือกไปสู่ความเข้มแข็งหรืออ่อนแอ มันเกิดขึ้นในกรณีที่ประชากรอยู่ในกระบวนการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ หรือเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมอย่างค่อยเป็นค่อยไป ตามมาด้วยการเปลี่ยนแปลงของประชากรอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมภายนอกในระยะยาว กิจกรรมชีวิตและการสืบพันธุ์อาจได้รับจากบุคคลบางสายพันธุ์ที่มีความเบี่ยงเบนจากบรรทัดฐานโดยเฉลี่ย สิ่งนี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางพันธุกรรม การเกิดขึ้นของการปรับตัวแบบใหม่เชิงวิวัฒนาการ และการปรับโครงสร้างองค์กรของสายพันธุ์ เส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงจะเปลี่ยนไปในทิศทางของการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะการดำรงอยู่ใหม่

รูปที่ 2 การพึ่งพาความถี่ของมอดเบิร์ชในรูปแบบสีเข้มกับระดับมลภาวะในบรรยากาศ

รูปแบบสีอ่อนมองไม่เห็นบนลำต้นเบิร์ชที่ปกคลุมไปด้วยไลเคน ด้วยการพัฒนาอย่างเข้มข้นของอุตสาหกรรม ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินทำให้ไลเคนตายในพื้นที่อุตสาหกรรม และเป็นผลให้ค้นพบเปลือกไม้สีเข้ม เมื่อเทียบกับพื้นหลังสีเข้ม ผีเสื้อกลางคืนที่มีสีอ่อนถูกนกโรบินและนกดงกัด ในขณะที่รูปแบบเมลานิกซึ่งสังเกตเห็นได้น้อยกว่าบนพื้นหลังสีเข้ม รอดชีวิตและแพร่พันธุ์ได้สำเร็จ ในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา ผีเสื้อมากกว่า 80 สายพันธุ์ได้พัฒนารูปแบบความมืด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าภาวะเมลานิซึมทางอุตสาหกรรม การขับเคลื่อนการคัดเลือกนำไปสู่การเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่


ข้าว. 3. ภาวะเมลามีนทางอุตสาหกรรม ผีเสื้อรูปแบบสีเข้มจะมองไม่เห็นบนลำต้นสีเข้ม และผีเสื้อสีอ่อนจะมองไม่เห็นบนลำต้นที่มีสีอ่อน

แมลง กิ้งก่า และหญ้าอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งมีสีเขียวหรือสีน้ำตาล ส่วนชาวทะเลทรายมีสีเหมือนทราย ขนของสัตว์ที่อาศัยอยู่ในป่า เช่น เสือดาว มีจุดเล็กๆ แต้มสีเหมือนแสงจ้าของดวงอาทิตย์ และขนของเสือเลียนแบบสีและเงาของก้านกกหรือกก สีนี้เรียกว่าการป้องกัน

ในสัตว์นักล่านั้นก่อตั้งขึ้นเนื่องจากการที่เจ้าของสามารถแอบเข้าไปหาเหยื่อโดยไม่มีใครสังเกตเห็นและในสิ่งมีชีวิตที่เป็นเหยื่อเนื่องจากความจริงที่ว่าเหยื่อยังคงสังเกตเห็นผู้ล่าได้น้อยลง เธอปรากฏตัวได้อย่างไร? การกลายพันธุ์จำนวนมากทำให้เกิดและยังคงให้รูปแบบที่หลากหลายซึ่งมีสีต่างกัน ในหลายกรณี สีของสัตว์นั้นใกล้เคียงกับพื้นหลังของสภาพแวดล้อมเช่น ซ่อนสัตว์มีบทบาทในการปกป้อง สัตว์เหล่านั้นที่มีสีป้องกันแสดงออกมาได้ไม่ดีนักก็ถูกทิ้งไว้โดยไม่มีอาหารหรือตกเป็นเหยื่อเอง และญาติของพวกมันซึ่งมีสีป้องกันที่ดีกว่า ก็ได้รับชัยชนะในการต่อสู้เพื่อความอยู่รอดแบบข้ามจำเพาะ

การเลือกทิศทางรองรับการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ซึ่งการผสมพันธุ์แบบเลือกสรรของบุคคลที่มีลักษณะฟีโนไทป์ที่ต้องการจะเพิ่มความถี่ของลักษณะเหล่านั้นในประชากร ในการทดลองหลายครั้ง ฟัลคอนเนอร์ได้เลือกหนูที่มีน้ำหนักมากที่สุดจากกลุ่มหนูอายุ 6 สัปดาห์ และปล่อยให้พวกมันผสมพันธุ์กัน เขาทำเช่นเดียวกันกับหนูที่เบาที่สุด การเลือกผสมพันธุ์ตามน้ำหนักตัวนำไปสู่การสร้างประชากรสองกลุ่ม โดยกลุ่มหนึ่งมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น และอีกกลุ่มหนึ่งมีน้ำหนักลดลง

หลังจากหยุดการคัดเลือกแล้ว ก็ไม่มีกลุ่มใดกลับมามีน้ำหนักเดิม (ประมาณ 22 กรัม) นี่แสดงให้เห็นว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติสำหรับลักษณะฟีโนไทป์นำไปสู่การเลือกจีโนไทป์และการสูญเสียอัลลีลบางส่วนโดยประชากรทั้งสอง

ง) การเลือกที่มีเสถียรภาพ

ข้าว. 4. รูปแบบการรักษาเสถียรภาพของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การเลือกที่มีเสถียรภาพภายใต้สภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างคงที่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติมุ่งเป้าไปที่บุคคลที่มีลักษณะเบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐานโดยเฉลี่ยในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่ง

การเลือกที่มีเสถียรภาพจะรักษาสถานะของประชากรที่รับประกันความเหมาะสมสูงสุดภายใต้สภาวะการดำรงอยู่คงที่ ในแต่ละรุ่น บุคคลที่เบี่ยงเบนไปจากค่าที่เหมาะสมโดยเฉลี่ยสำหรับลักษณะการปรับตัวจะถูกลบออก

มีการอธิบายตัวอย่างการกระทำของการรักษาเสถียรภาพในธรรมชาติไว้มากมายแล้ว ตัวอย่างเช่น เมื่อดูเผินๆ ดูเหมือนว่าการมีส่วนร่วมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในกลุ่มยีนของคนรุ่นต่อไปควรมาจากบุคคลที่มีอัตราการเจริญพันธุ์สูงสุด

อย่างไรก็ตาม การสังเกตประชากรนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตามธรรมชาติแสดงให้เห็นว่าไม่เป็นเช่นนั้น ยิ่งมีลูกไก่หรือลูกอยู่ในรังมากเท่าไร การให้อาหารพวกมันก็ยากมากขึ้นเท่านั้น แต่ละตัวก็จะเล็กลงและอ่อนแอลงเท่านั้น ส่งผลให้บุคคลที่มีภาวะเจริญพันธุ์โดยเฉลี่ยมีความเหมาะสมที่สุด

พบว่ามีการคัดเลือกเข้าหาค่าเฉลี่ยจากลักษณะที่หลากหลาย ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ทารกแรกเกิดที่มีน้ำหนักน้อยมากและมีน้ำหนักมากมีแนวโน้มที่จะเสียชีวิตตั้งแต่แรกเกิดหรือในสัปดาห์แรกของชีวิตมากกว่าทารกแรกเกิดที่มีน้ำหนักเฉลี่ย การศึกษาขนาดปีกของนกที่ตายหลังพายุ พบว่าส่วนใหญ่มีปีกที่เล็กหรือใหญ่เกินไป และในกรณีนี้ บุคคลโดยเฉลี่ยกลับกลายเป็นคนที่ปรับตัวได้มากที่สุด

อะไรคือสาเหตุของการปรากฏตัวอย่างต่อเนื่องของรูปแบบที่ปรับตัวได้ไม่ดีในสภาวะการดำรงอยู่คงที่? เหตุใดการคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงไม่สามารถเคลียร์ประชากรที่มีรูปแบบเบี่ยงเบนที่ไม่พึงประสงค์ได้เพียงครั้งเดียวและสำหรับทั้งหมด? เหตุผลไม่ใช่เพียงการเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของการกลายพันธุ์ใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ เท่านั้น เหตุผลก็คือจีโนไทป์เฮเทอโรไซกัสมักจะเหมาะสมที่สุด เมื่อข้ามพวกมันจะแยกจากกันอย่างต่อเนื่องและลูกหลานของพวกมันก็จะให้กำเนิดลูกหลานที่เป็นโฮโมไซกัสโดยมีสมรรถภาพร่างกายลดลง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าความหลากหลายที่สมดุล

รูปที่ 5 แผนที่การแพร่กระจายของโรคเคียวในพื้นที่ที่มีโรคมาลาเรีย สีบ่งบอกถึงบริเวณที่มีโรคมาลาเรีย พื้นที่แรเงาแสดงอุบัติการณ์ของโรคเคียวเซลล์สูง

ตัวอย่างที่ทราบกันอย่างกว้างขวางที่สุดของภาวะความหลากหลายดังกล่าวคือโรคโลหิตจางชนิดเคียว โรคเลือดที่รุนแรงนี้เกิดขึ้นในคนที่เป็นโฮโมไซกัสในตรอกฮีโมโกลบินกลายพันธุ์ (Hb S) และนำไปสู่การเสียชีวิตตั้งแต่อายุยังน้อย ในประชากรมนุษย์ส่วนใหญ่ ความถี่ของตรอกนี้ต่ำมากและประมาณเท่ากับความถี่ของการเกิดตรอกนี้เนื่องจากการกลายพันธุ์ อย่างไรก็ตาม พบได้บ่อยในพื้นที่ต่างๆ ของโลกที่มีโรคมาลาเรียพบบ่อย ปรากฎว่าเฮเทอโรไซโกตสำหรับ Hb S มีความต้านทานต่อโรคมาลาเรียได้สูงกว่าโฮโมไซโกตในตรอกปกติ ด้วยเหตุนี้ ในประชากรที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีโรคมาลาเรีย ความต่างกันของตรอกโฮโมไซกัสที่อันตรายถึงชีวิตนี้จึงถูกสร้างขึ้นและรักษาไว้อย่างเสถียร

การคัดเลือกที่มีเสถียรภาพเป็นกลไกในการสะสมความแปรปรวนในประชากรธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่น I.I. Shmalgauzen เป็นคนแรกที่ดึงความสนใจไปที่คุณลักษณะของการเลือกที่มีเสถียรภาพนี้ เขาแสดงให้เห็นว่าแม้ในสภาวะการดำรงอยู่ที่มั่นคง การคัดเลือกโดยธรรมชาติหรือวิวัฒนาการก็ไม่ยุติลง แม้ว่าจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงทางฟีโนไทป์ แต่ประชากรก็ไม่หยุดพัฒนา โครงสร้างทางพันธุกรรมของมันเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา การคัดเลือกที่มีเสถียรภาพจะสร้างระบบทางพันธุกรรมที่รับประกันการก่อตัวของฟีโนไทป์ที่เหมาะสมที่สุดที่คล้ายคลึงกันบนพื้นฐานของจีโนไทป์ที่หลากหลาย กลไกทางพันธุกรรมเช่นการครอบงำ การ epistasis การกระทำเสริมของยีน การแทรกซึมที่ไม่สมบูรณ์ และวิธีการอื่น ๆ ในการซ่อนความแปรปรวนทางพันธุกรรมเป็นหนี้การดำรงอยู่ของพวกมันในการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพ

รูปแบบการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่มีเสถียรภาพช่วยปกป้องจีโนไทป์ที่มีอยู่จากอิทธิพลการทำลายล้างของกระบวนการกลายพันธุ์ซึ่งอธิบายตัวอย่างเช่นการมีอยู่ของรูปแบบโบราณเช่นแฮตเตเรียและแปะก๊วย

ต้องขอบคุณการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพ “ฟอสซิลที่มีชีวิต” ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างคงที่จึงอยู่รอดมาได้จนถึงทุกวันนี้:

1. hatteria ซึ่งมีลักษณะของสัตว์เลื้อยคลานในยุคมีโซโซอิก

2. ซีลาแคนท์ ซึ่งเป็นลูกหลานของปลาครีบกลีบ แพร่หลายในยุคพาลีโอโซอิก

3. หนูพันธุ์อเมริกาเหนือ - สัตว์มีกระเป๋าหน้าท้องที่รู้จักกันมาตั้งแต่ยุคครีเทเชียส

รูปแบบการคัดเลือกที่มีเสถียรภาพจะทำงานได้ตราบเท่าที่เงื่อนไขที่นำไปสู่การก่อตัวของลักษณะเฉพาะหรือทรัพย์สินยังคงอยู่

สิ่งสำคัญคือต้องทราบที่นี่ว่าความคงที่ของเงื่อนไขไม่ได้หมายความว่าเงื่อนไขไม่เปลี่ยนรูป สภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงสม่ำเสมอตลอดทั้งปี การคัดเลือกที่มีเสถียรภาพจะปรับประชากรให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลเหล่านี้ วงจรการสืบพันธุ์มีกำหนดเวลาให้ตรงกัน ดังนั้นสัตว์เล็กจะเกิดในฤดูกาลนั้นของปีซึ่งมีแหล่งอาหารมากที่สุด การเบี่ยงเบนทั้งหมดจากวงจรที่เหมาะสมที่สุดซึ่งทำซ้ำทุกปี จะถูกกำจัดโดยการเลือกที่เสถียร ลูกหลานที่เกิดเร็วเกินไปจะตายเพราะขาดอาหาร ส่วนลูกหลานที่เกิดช้าเกินไปไม่มีเวลาเตรียมตัวสำหรับฤดูหนาว สัตว์และพืชรู้ได้อย่างไรว่าฤดูหนาวกำลังจะมาถึง? เมื่อเริ่มมีน้ำค้างแข็ง? ไม่ นี่ไม่ใช่ตัวชี้ที่เชื่อถือได้มากนัก ความผันผวนของอุณหภูมิในระยะสั้นอาจทำให้เข้าใจผิดได้มาก หากในบางปีอากาศอุ่นขึ้นเร็วกว่าปกติ ก็ไม่ได้หมายความว่าฤดูใบไม้ผลิจะมาถึงแล้ว ผู้ที่ตอบสนองเร็วเกินไปต่อสัญญาณที่ไม่น่าเชื่อถือนี้มีความเสี่ยงที่จะถูกทิ้งไว้โดยไม่มีลูกหลาน เป็นการดีกว่าที่จะรอสัญญาณฤดูใบไม้ผลิที่เชื่อถือได้มากขึ้น - เพิ่มเวลากลางวัน ในสัตว์สายพันธุ์ส่วนใหญ่ สัญญาณนี้เองที่กระตุ้นให้เกิดกลไกการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในการทำงานที่สำคัญ เช่น วงจรการสืบพันธุ์ การลอกคราบ การย้ายถิ่น ฯลฯ ชมาลเฮาเซนแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการปรับตัวแบบสากลเหล่านี้เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการเลือกที่มีเสถียรภาพ

ดังนั้น การเลือกที่มีเสถียรภาพ การกวาดล้างการเบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐาน ทำให้เกิดกลไกทางพันธุกรรมที่แข็งขันเพื่อให้แน่ใจว่าการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตมีความเสถียรและการก่อตัวของฟีโนไทป์ที่เหมาะสมที่สุดโดยอิงจากจีโนไทป์ต่างๆ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่มั่นคงของสิ่งมีชีวิตในช่วงความผันผวนของสภาวะภายนอกที่คุ้นเคยกับสายพันธุ์

f) การเลือกก่อกวน (แยกส่วน)

ข้าว. 6. รูปแบบการก่อกวนของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

การเลือกที่ก่อกวนโปรดปรานการอนุรักษ์ประเภทที่รุนแรงและการกำจัดประเภทกลาง เป็นผลให้เกิดการอนุรักษ์และเพิ่มประสิทธิภาพของความหลากหลาย การคัดเลือกแบบไม่ต่อเนื่องดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายที่พบในดินแดนเดียวกัน และรักษารูปแบบทางฟีโนไทป์ที่แตกต่างกันหลายรูปแบบ โดยเสียค่าใช้จ่ายสำหรับบุคคลที่มีบรรทัดฐานโดยเฉลี่ย หากสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไปมากจนสัตว์ส่วนใหญ่สูญเสียความเหมาะสม บุคคลที่มีความเบี่ยงเบนอย่างมากจากบรรทัดฐานโดยเฉลี่ยจะได้เปรียบ แบบฟอร์มดังกล่าวจะเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็วและมีรูปแบบใหม่หลายรูปแบบบนพื้นฐานของกลุ่มเดียว

แบบจำลองการคัดเลือกแบบก่อกวนอาจเป็นสถานการณ์ของการเกิดขึ้นของปลานักล่าแคระในแหล่งอาหารที่มีอาหารน้อย บ่อยครั้งที่กระรอกอายุน้อยไม่มีอาหารเพียงพอในรูปของปลาทอด ในกรณีนี้ข้อได้เปรียบจะไปถึงตัวที่เติบโตเร็วที่สุดซึ่งมีขนาดที่รวดเร็วมากซึ่งทำให้พวกมันกินพวกมันได้ ในทางกลับกันผู้กินผึ้งที่มีอัตราการเติบโตล่าช้าสูงสุดจะอยู่ในตำแหน่งที่ได้เปรียบเนื่องจากขนาดที่เล็กทำให้พวกมันยังคงเป็นแพลงก์ตอนเป็นเวลานาน สถานการณ์ดังกล่าวโดยการคัดเลือกอย่างมีเสถียรภาพสามารถนำไปสู่การเกิดขึ้นของปลานักล่าสองตัวได้

ดาร์วินยกตัวอย่างที่น่าสนใจเกี่ยวกับแมลงที่อาศัยอยู่ในเกาะเล็กๆ ในมหาสมุทร พวกมันบินได้อย่างสวยงามหรือไม่มีปีกเลย เห็นได้ชัดว่าแมลงเหล่านี้ถูกลมกระโชกพัดพาไปในทะเล มีเพียงผู้ที่สามารถทนต่อลมหรือไม่บินได้เลยเท่านั้นที่รอดชีวิต การคัดเลือกในทิศทางนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าบนเกาะมาเดรามีแมลงปีกแข็งจาก 550 สายพันธุ์ 200 ชนิดไม่สามารถบินได้

อีกตัวอย่างหนึ่ง: ในป่าที่ดินเป็นสีน้ำตาล หอยทากบนโลกมักจะมีเปลือกสีน้ำตาลและสีชมพู ในพื้นที่ที่มีหญ้าหยาบและสีเหลืองมีสีเหลืองมากกว่า เป็นต้น

ประชากรที่ถูกปรับให้เข้ากับแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกันทางนิเวศวิทยาอาจครอบครองพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่อยู่ติดกัน ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ชายฝั่งทะเลของรัฐแคลิฟอร์เนีย พืช Giliaachilleaefolia มีตัวแทนจากสองเชื้อชาติ เผ่าพันธุ์หนึ่งคือเผ่าพันธุ์ "พระอาทิตย์" เติบโตบนเนินหญ้าทางตอนใต้ที่เปิดโล่ง ในขณะที่เผ่าพันธุ์ "ร่มเงา" พบได้ในป่าโอ๊คอันร่มรื่นและสวนไม้เรดวู้ด เผ่าพันธุ์เหล่านี้มีขนาดกลีบต่างกัน - เป็นลักษณะทางพันธุกรรม

ผลลัพธ์หลักของการคัดเลือกนี้คือการก่อตัวของความหลากหลายของประชากร เช่น การปรากฏตัวของหลายกลุ่มที่แตกต่างกันในลักษณะบางอย่างหรือการแยกประชากรที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันซึ่งอาจเป็นสาเหตุของความแตกต่าง


บทสรุป

เช่นเดียวกับปัจจัยวิวัฒนาการเบื้องต้นอื่นๆ การคัดเลือกโดยธรรมชาติทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในอัตราส่วนของอัลลีลในกลุ่มยีนของประชากร ในวิวัฒนาการ การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีบทบาทที่สร้างสรรค์ โดยการยกเว้นจีโนไทป์ที่มีค่าการปรับตัวต่ำจากการสืบพันธุ์ โดยคงไว้ซึ่งการผสมผสานของยีนที่ดีซึ่งมีข้อดีที่แตกต่างกัน เขาจึงเปลี่ยนภาพความแปรปรวนของจีโนไทป์ ซึ่งเริ่มแรกพัฒนาภายใต้อิทธิพลของปัจจัยสุ่มในทิศทางที่สะดวกทางชีวภาพ

บรรณานุกรม

1) วลาโซวา Z.A. ชีววิทยา. คู่มือนักเรียน - มอสโก, 2540

2) Green N. Biology - มอสโก, 2546

3) คัมลยัค แอล.วี. ชีววิทยาในคำถามและคำตอบ - มินสค์, 1994

4) เลเมซ่า เอ็น.เอ. คู่มือชีววิทยา - มินสค์, 2541

กำลังโหลด...กำลังโหลด...