PEMILIHAN SEMULA JADI: MEKANISME, BUKTI, JENIS DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

Pemilihan semula jadi adalah mekanisme evolusi yang dicadangkan oleh naturalis Inggeris Charles Darwin, di mana terdapat perbezaan pembiakan yang berjaya di antara individu dalam populasi.

Pemilihan semula jadi bertindak dari segi pembiakan individu yang membawa alel tertentu, meninggalkan lebih banyak keturunan daripada individu lain dengan alel yang berbeza. Individu ini menghasilkan lebih banyak dan dengan itu meningkatkan kekerapannya. Proses pemilihan semula jadi Darwin menimbulkan penyesuaian.

Sumber: lihat Sumber, melalui Wikimedia Commons Berdasarkan genetik populasi, evolusi didefinisikan sebagai variasi frekuensi alel dalam populasi. Terdapat dua proses atau mekanisme evolusi yang membawa kepada perubahan ini: pemilihan semula jadi dan penyimpangan gen.

Charles Darwin

Pemilihan semula jadi telah disalahpahami sejak Darwin pertama kali mengemukakan idea-idea inovatifnya. Mengingat konteks politik dan sosial pada masa itu, teori-teori naturalis secara keliru diekstrapolasi kepada masyarakat manusia, muncul ungkapan-ungkapan yang hari ini disebarkan oleh media dan dokumentari seperti "survival of the fittest."

Apakah pemilihan semula jadi?

Pemilihan semula jadi adalah mekanisme yang dicadangkan oleh naturalis Britain Charles Darwin pada tahun 1859. Subjek ini diperlakukan dengan terperinci dalam karya agungnya The Origin of Species.

Ini adalah salah satu idea yang paling penting dalam bidang biologi, kerana ia menjelaskan bagaimana semua bentuk kehidupan yang dapat kita hargai hari ini berasal. Ini setanding dengan idea-idea saintis hebat dalam disiplin lain, seperti Isaac Newton, misalnya.

Darwin menerangkan melalui banyak contoh yang diperhatikan semasa perjalanannya bagaimana spesies bukan entiti yang tidak berubah pada waktunya dan mencadangkan agar semuanya berasal dari nenek moyang bersama.

Walaupun terdapat puluhan definisi pemilihan semula jadi, yang paling sederhana dan paling konkrit adalah definisi Stearns & Hoekstra (2000): "pemilihan semula jadi adalah variasi dalam kejayaan pembiakan yang berkaitan dengan sifat yang dapat diwariskan".

Perlu disebutkan bahawa evolusi, dan pemilihan semula jadi, tidak mencapai tujuan atau objektif tertentu. Ia hanya menghasilkan organisma yang disesuaikan dengan persekitarannya, tanpa jenis spesifikasi konfigurasi yang mungkin dimiliki oleh organisma ini.

Mekanisme

Sebilangan pengarang menyatakan bahawa pemilihan semula jadi adalah sesuatu yang tidak dapat dielakkan matematik, kerana ia berlaku setiap kali tiga postulat dipenuhi, yang akan kita lihat di bawah:

Variasi

Individu yang tergolong dalam populasi menunjukkan variasi. Pada hakikatnya, variasi adalah satu syarat penting untuk proses evolusi berlaku.

Variasi dalam organisma berlaku pada tahap yang berbeda, dari variasi nukleotida yang membentuk DNA hingga morfologi dan variasi tingkah laku. Semasa kita menurunkan tahap, kita dapati lebih banyak variasi.

Keturunan

Ciri itu mesti diwarisi. Variasi ini terdapat dalam populasi mesti berpindah dari ibu bapa kepada anak-anak. Untuk memverifikasi apakah sifat dapat diwariskan, parameter yang disebut "heritabilitas" digunakan, yang didefinisikan sebagai bahagian varian fenotipik disebabkan oleh variasi genetik.

Secara matematik, dinyatakan sebagai h ² = V _G / (V _G + V _E ). Di mana V _G adalah varians genetik dan V _E adalah produk varians persekitaran.

Terdapat kaedah yang sangat mudah dan intuitif untuk mengukur keturunan: ukuran watak ibu bapa vs. watak pada kanak-kanak. Sebagai contoh, jika kita ingin mengesahkan keturunan saiz paruh pada burung, kita mengukur ukuran y pada orang tua dan memetakannya berbanding ukuran pada keturunan.

Sekiranya kita melihat bahawa grafik cenderung ke garis (r ² mendekati 1) kita dapat menyimpulkan bahawa ciri-ciri itu boleh diwarisi.

Perwatakan yang berbeza-beza adalah berkaitan dengan

Keadaan terakhir untuk pemilihan semula jadi untuk bertindak dalam populasi adalah hubungan sifat dengan kecergasan - parameter ini mengukur kemampuan individu untuk membiak dan bertahan, dan bervariasi dari 0 hingga 1.

Dengan kata lain, ciri ini mesti meningkatkan kejayaan pembiakan pembawanya.

Contoh hipotesis: ekor tupai

Tupai Kaibaba

Mari kita mengambil populasi tupai hipotesis dan memikirkan sama ada pemilihan semula jadi mungkin berlaku di atasnya.

Perkara pertama yang mesti kita lakukan adalah memeriksa sama ada terdapat perbezaan dalam populasi. Kita boleh melakukan ini dengan mengukur watak yang diminati. Anggaplah kita menemui variasi pada ekor: ada varian dengan ekor panjang dan ekor pendek.

Selepas itu, kita mesti mengesahkan apakah ciri "ukuran beratur" boleh diwarisi. Untuk melakukan ini, kami mengukur panjang ekor ibu bapa dan merancangnya dengan panjang ekor anak-anak. Sekiranya kita menjumpai hubungan linear antara kedua-dua pemboleh ubah, itu bermaksud bahawa memang, heritabiliti itu tinggi.

Akhirnya, kita mesti mengesahkan bahawa ukuran ekor meningkatkan kejayaan pembiakan pembawa.

Ekor yang lebih pendek mungkin membolehkan individu bergerak dengan lebih mudah (ini tidak semestinya benar, ia adalah untuk tujuan pendidikan semata-mata), dan membolehkan mereka melepaskan pemangsa dengan lebih berjaya daripada pembawa ekor panjang.

Oleh itu, sepanjang generasi, ciri "regangan pendek" akan lebih kerap berlaku pada populasi. Ini adalah evolusi dengan pemilihan semula jadi. Dan hasil proses yang mudah ini - tetapi sangat kuat - adalah penyesuaian.

Bukti

Pemilihan semula jadi, dan evolusi secara umum, disokong oleh bukti yang sangat kuat dari pelbagai disiplin ilmu, termasuk paleontologi, biologi molekul, dan geografi.

Rekod fosil

Catatan fosil adalah bukti paling jelas bahawa spesies bukan entiti yang tidak berubah, seperti yang difikirkan sebelum zaman Darwin.

Homologi

Keturunan dengan pengubahsuaian yang ditimbulkan pada asal usul spesies, mendapat sokongan dalam struktur homologis - struktur dengan asal yang sama, tetapi itu dapat menunjukkan variasi tertentu.

Contohnya, lengan manusia, sayap kelelawar, dan sirip paus adalah struktur yang homolog satu sama lain, kerana nenek moyang semua keturunan ini mempunyai corak tulang yang sama di bahagian atasnya. Dalam setiap kumpulan, struktur telah diubah bergantung pada gaya hidup organisma.

Biologi molekul

Dengan cara yang sama, kemajuan dalam biologi molekul memungkinkan kita mengetahui urutan dalam organisma yang berbeza dan tidak ada keraguan bahawa ada asal usul.

Pemerhatian langsung

Akhirnya, kita dapat melihat mekanisme pemilihan semula jadi dalam tindakan. Kumpulan tertentu dengan masa generasi yang sangat pendek, seperti bakteria dan virus, memungkinkan untuk melihat evolusi kumpulan dalam jangka waktu yang singkat. Contoh tipikal ialah evolusi antibiotik.

Apa yang bukan pemilihan semula jadi?

Walaupun evolusi adalah sains yang masuk akal mengenai biologi - untuk memetik ahli biologi terkenal Dobzhansky "tidak ada yang masuk akal dalam biologi kecuali berdasarkan evolusi" - terdapat banyak kesalahpahaman dalam biologi evolusi dan mekanisme yang berkaitan. adalah.

Pemilihan semula jadi nampaknya merupakan konsep yang popular, bukan hanya untuk akademik, tetapi juga untuk masyarakat umum. Namun, selama bertahun-tahun, idea itu telah diputarbelitkan dan disalahartikan baik di akademik dan di media.

Ini bukan survival of the fittest

Ketika menyebut "pemilihan semula jadi", hampir mustahil untuk tidak menyusun ungkapan seperti "survival of the fittest or the fittest." Walaupun frasa ini sangat popular dan telah digunakan secara meluas dalam dokumentari dan sejenisnya, mereka tidak secara tepat menyatakan maksud pemilihan semula jadi.

Pemilihan semula jadi secara langsung berkaitan dengan pembiakan individu dan secara tidak langsung dengan kelangsungan hidup. Secara logiknya, semakin lama seseorang hidup, semakin besar kemungkinannya untuk membiak. Walau bagaimanapun, hubungan langsung mekanisme adalah dengan pembiakan.

Dengan cara yang sama, organisma "lebih kuat" atau "lebih atletik" tidak selalu berkembang biak dalam kuantiti yang lebih besar. Atas sebab-sebab ini, ungkapan yang terkenal mesti ditinggalkan.

Ia tidak sinonim dengan evolusi

Evolusi adalah proses dua langkah: proses yang menyebabkan variasi (mutasi dan penggabungan semula), yang secara rawak, dan langkah kedua yang menentukan perubahan frekuensi alel dalam populasi.

Tahap terakhir ini boleh berlaku dengan pemilihan semula jadi atau oleh genetik atau penyimpangan genetik. Oleh itu, pemilihan semula jadi hanyalah bahagian kedua dari fenomena yang lebih besar ini yang disebut evolusi.

Jenis dan contoh

Terdapat pelbagai klasifikasi pemilihan. Yang pertama mengklasifikasikan peristiwa pemilihan mengikut pengaruhnya terhadap min dan varians dalam taburan frekuensi watak yang dikaji. Ini adalah: pemilihan stabil, terarah dan mengganggu

Kami juga mempunyai klasifikasi lain yang bergantung pada variasi kecergasan mengikut kekerapan pelbagai genotip dalam populasi. Ini adalah pilihan yang bergantung pada frekuensi positif dan negatif.

Terakhir, ada pilihan yang sukar dan lembut. Pengelasan ini bergantung kepada wujudnya persaingan antara individu dalam populasi dan besarnya tekanan pemilihan. Kami akan menerangkan tiga jenis pilihan yang paling penting di bawah:

Menstabilkan pemilihan

Terdapat pemilihan yang stabil apabila individu yang mempunyai watak "rata-rata" atau lebih kerap (mereka yang berada pada titik tertinggi dalam taburan frekuensi) adalah mereka yang mempunyai kecergasan tertinggi.

Sebaliknya, individu yang terdapat di ekor loceng, jauh dari rata-rata, tersingkir dari generasi ke generasi.

Dalam model pemilihan ini, min tetap berterusan sepanjang generasi, sementara variansnya menurun.

Contoh klasik pemilihan stabil ialah berat badan anak semasa lahir. Walaupun kemajuan perubatan telah mengurangkan tekanan selektif ini dengan prosedur seperti pembedahan caesarean, ukuran sering menjadi faktor penentu.

Bayi kecil kehilangan haba dengan cepat, sementara bayi yang secara signifikan lebih berat daripada rata-rata menghadapi masalah kelahiran.

Sekiranya seorang penyelidik ingin mengkaji jenis pemilihan yang berlaku pada populasi tertentu dan hanya mengukur rata-rata ciri tersebut, dia mungkin membuat kesimpulan yang salah, percaya bahawa evolusi tidak berlaku pada populasi tersebut. Atas sebab ini, penting untuk mengukur varians watak.

Pemilihan arah

Model pemilihan arah menunjukkan bahawa individu yang berada di salah satu ekor taburan frekuensi dapat bertahan sepanjang generasi, sama ada sektor kiri atau kanan.

Dalam model pemilihan arah, min berubah mengikut generasi, sementara varians tetap berterusan.

Fenomena pemilihan buatan yang dilakukan oleh manusia terhadap haiwan dan tumbuhan domestiknya adalah pemilihan arah khas. Secara amnya, haiwan ini (misalnya, lembu) lebih besar, menghasilkan lebih banyak susu, lebih kuat, dll. Perkara yang sama berlaku pada tanaman.

Selama beberapa generasi, nilai watak penduduk yang dipilih berbeza mengikut tekanan. Sekiranya lembu yang lebih besar dicari, rata-rata akan meningkat.

Dalam sistem biologi semula jadi, kita dapat mengambil contoh bulu mamalia kecil tertentu. Sekiranya suhu sentiasa menurun di habitatnya, varian yang mempunyai lapisan lebih tebal akan dipilih dengan mutasi rawak.

Pemilihan mengganggu

Pemilihan mengganggu berfungsi dengan memihak kepada individu yang paling jauh dari rata-rata. Ketika generasi berlalu, barisan meningkat dalam frekuensi, sementara individu yang sebelumnya hampir dengan rata-rata mulai berkurang.

Dalam model ini, rata-rata dapat dijaga tetap, sementara varians meningkat - kurva semakin lebar dan lebih lebar sehingga akhirnya terbahagi dua.

Disarankan agar pemilihan jenis ini dapat menyebabkan peristiwa spesiasi, asalkan pengasingan yang cukup terjadi antara kedua morfologi yang terletak di ujung ekor.

Sebagai contoh, spesies burung tertentu mungkin mempunyai variasi yang ketara pada paruhnya. Anggaplah ada biji yang optimum untuk paruh yang sangat kecil dan biji yang optimum untuk paruh yang sangat besar, tetapi paruh perantaraan tidak mendapat makanan yang sesuai.

Oleh itu, kedua-dua ekstrem akan meningkat dalam frekuensi dan, jika keadaan yang sesuai diberikan yang mendorong kejadian spesiasi, mungkin dengan berlalunya masa individu dengan variasi puncak yang berbeza akan menjadi dua spesies baru.

Sumber: Ealbert17, dari Wikimedia Commons

Rujukan

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: sains dan alam semula jadi. Pendidikan Pearson.
2. Darwin, C. (1859). Mengenai asal usul spesies melalui pemilihan semula jadi. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusi. Dewan Prentice.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip bersepadu zoologi (Jilid 15). New York: McGraw-Hill.
6. Rice, S. (2007). Ensiklopedia Evolusi. Fakta dalam Fail.
7. Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biologi: Sains Dinamik. Pendidikan Nelson.
8. Soler, M. (2002). Evolusi: asas Biologi. Projek Selatan.