الانتقاء الطبيعي: الآلية والأدلة والأنواع والأمثلة - مادة الاحياء - 2025

و الانتقاء الطبيعي هو آلية التطور التي اقترحها عالم الطبيعة البريطاني تشارلز داروين، حيث هناك هو نجاح الإنجاب الفرق بين الأفراد في عدد السكان.

يعمل الانتقاء الطبيعي من حيث تكاثر الأفراد الذين يحملون أليلات معينة ، مما يترك ذرية أكثر من الأفراد الآخرين بأليلات مختلفة. يتكاثر هؤلاء الأفراد أكثر وبالتالي يزيدون تواترهم. تؤدي عملية الانتقاء الطبيعي الدارويني إلى عمليات التكيف.

المصدر: انظر المصدر ، عبر ويكيميديا ​​كومنز في ضوء علم الوراثة السكانية ، يُعرَّف التطور بأنه تباين ترددات الأليل في السكان. هناك نوعان من العمليات أو الآليات التطورية التي تؤدي إلى هذا التغيير: الانتقاء الطبيعي والانحراف الجيني.

تشارلز داروين

أسيء فهم الانتقاء الطبيعي منذ أن أعلن داروين لأول مرة أفكاره الرائدة. بالنظر إلى السياق السياسي والاجتماعي في ذلك الوقت ، تم استقراء نظريات الطبيعة بشكل خاطئ للمجتمعات البشرية ، والعبارات الناشئة التي تنتشر اليوم في وسائل الإعلام والأفلام الوثائقية مثل "البقاء للأصلح".

ما هو الانتقاء الطبيعي؟

الانتقاء الطبيعي هو الآلية التي اقترحها عالم الطبيعة البريطاني تشارلز داروين في عام 1859. تمت معالجة هذا الموضوع بتفصيل كبير في رائعته "أصل الأنواع".

إنها واحدة من أهم الأفكار في مجال علم الأحياء ، لأنها تشرح كيف نشأت جميع أشكال الحياة التي يمكننا تقديرها اليوم. إنه مشابه لأفكار علماء عظماء في تخصصات أخرى ، مثل إسحاق نيوتن ، على سبيل المثال.

يشرح داروين من خلال العديد من الأمثلة التي لوحظت خلال أسفاره كيف أن الأنواع ليست كيانات ثابتة في الوقت المناسب ويقترح أنها جميعًا تأتي من سلف مشترك.

على الرغم من وجود العشرات من تعريفات الانتقاء الطبيعي ، إلا أن أبسطها وأكثرها واقعية هو تعريف Stearns & Hoekstra (2000): "الانتقاء الطبيعي هو التباين في النجاح الإنجابي المرتبط بسمة وراثية".

تجدر الإشارة إلى أن التطور والانتقاء الطبيعي لا يسعيان إلى هدف أو هدف محدد. إنها تنتج فقط كائنات حية تتكيف مع بيئتها ، دون أي نوع من المواصفات للتكوين المحتمل الذي سيكون لهذه الكائنات الحية.

آلية

يعبر بعض المؤلفين عن أن الانتقاء الطبيعي هو حتمية رياضية ، لأنه يحدث كلما تحققت ثلاثة افتراضات ، والتي سنرى أدناه:

الاختلاف

الأفراد الذين ينتمون إلى السكان يظهرون اختلافات. في الواقع ، التباين شرط لا غنى عنه لحدوث العمليات التطورية.

يحدث التباين في الكائنات الحية على مستويات مختلفة ، من الاختلافات في النيوكليوتيدات التي تشكل الحمض النووي إلى الأشكال والتغيرات في السلوك. كلما خفضنا المستوى ، وجدنا المزيد من الاختلاف.

التوريث

يجب أن تكون الخاصية وراثية. يجب أن تنتقل هذه الاختلافات الموجودة في السكان من الآباء إلى الأطفال. للتحقق مما إذا كانت السمة قابلة للتوريث ، يتم استخدام معلمة تسمى "القابلية للتوريث" ، والتي تُعرّف على أنها نسبة التباين المظهري بسبب التباين الجيني.

رياضيا ، يتم التعبير عنها كـ h ² = V _G / (V _G + V _E). حيث V _G هو التباين الجيني و V _E هو نتاج التباين للبيئة.

هناك طريقة بسيطة للغاية وبديهية لقياس التوريث: قياس شخصية الوالدين مقابل. شخصية في الأطفال. على سبيل المثال ، إذا أردنا تأكيد قابلية التوريث لحجم المنقار في الطيور ، فنحن نقيس حجم y في الوالدين ونرسمهم مقابل الحجم في النسل.

في حال لاحظنا أن الرسم البياني يميل إلى خط (فإن r ² قريب من 1) يمكننا أن نستنتج أن الخصائص قابلة للتوريث.

الحرف المتغير مرتبط بـ

الشرط الأخير لكي يعمل الانتقاء الطبيعي في المجتمع هو علاقة السمة باللياقة - تحدد هذه المعلمة قدرة الأفراد على التكاثر والبقاء على قيد الحياة ، وتتراوح من 0 إلى 1.

بمعنى آخر ، يجب أن تزيد هذه الخاصية من النجاح الإنجابي لحاملها.

مثال افتراضي: ذيل السناجب

سنجاب كابابا

لنأخذ مجموعة سنجاب افتراضية ونفكر فيما إذا كان الانتقاء الطبيعي قد يؤثر عليها أم لا.

أول شيء يجب علينا فعله هو التحقق مما إذا كان هناك تباين في عدد السكان. يمكننا القيام بذلك عن طريق قياس الشخصيات ذات الأهمية. لنفترض أننا وجدنا تباينًا في الذيل: هناك متغيرات بذيل طويل وذيل قصير.

بعد ذلك ، يجب أن نؤكد ما إذا كانت خاصية "حجم قائمة الانتظار" قابلة للتوريث. للقيام بذلك ، نقيس طول ذيل الوالدين ونرسمه مقابل طول ذيل الأطفال. إذا وجدنا علاقة خطية بين المتغيرين ، فهذا يعني أن التوريث مرتفع بالفعل.

أخيرًا ، يجب أن نؤكد أن حجم الذيل يزيد من النجاح التناسلي للناقل.

قد يسمح الذيل الأقصر للأفراد بالتحرك بسهولة أكبر (هذا ليس صحيحًا بالضرورة ، فهو لأغراض تعليمية بحتة) ، ويسمح لهم بالهروب من الحيوانات المفترسة بنجاح أكبر من الحاملات طويلة الذيل.

وبالتالي ، على مر الأجيال ، فإن خاصية "الإجهاد القصير" ستكون أكثر تواترًا في السكان. هذا هو التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي. ونتيجة هذه العملية البسيطة - لكنها قوية جدًا - هي التكيفات.

دليل

الانتقاء الطبيعي ، والتطور بشكل عام ، مدعومان بأدلة قوية بشكل غير عادي من مختلف التخصصات ، بما في ذلك علم الحفريات والبيولوجيا الجزيئية والجغرافيا.

سجل الحفريات

سجل الحفريات هو أوضح دليل على أن الأنواع ليست كيانات ثابتة ، كما كان يعتقد قبل زمن داروين.

التنادد

يجد المتحدرين مع التعديلات التي نشأت في أصل النوع دعمًا في الهياكل المتجانسة - الهياكل ذات الأصل المشترك ، ولكن يمكن أن تقدم بعض الاختلافات.

على سبيل المثال ، الذراع البشرية وجناح الخفاش وزعانف الحوت هي هياكل متجانسة ، لأن السلف المشترك لكل هذه السلالات كان له نفس نمط العظام في الجزء العلوي منها. في كل مجموعة ، تم تعديل الهيكل اعتمادًا على نمط حياة الكائن الحي.

البيولوجيا الجزيئية

وبنفس الطريقة ، فإن التقدم في علم الأحياء الجزيئي يسمح لنا بمعرفة التسلسلات في الكائنات الحية المختلفة ولا شك في أن هناك أصلًا مشتركًا.

ملاحظة مباشرة

أخيرًا ، قد نلاحظ آلية الانتقاء الطبيعي في العمل. بعض المجموعات ذات الأجيال القصيرة جدًا ، مثل البكتيريا والفيروسات ، تجعل من الممكن مراقبة تطور المجموعة في فترة زمنية قصيرة. المثال النموذجي هو تطور المضادات الحيوية.

ما ليس الانتقاء الطبيعي؟

على الرغم من أن التطور هو العلم الذي يجعل علم الأحياء منطقيًا - على حد تعبير عالم الأحياء الشهير Dobzhansky "لا شيء منطقي في علم الأحياء إلا في ضوء التطور" - هناك العديد من المفاهيم الخاطئة في علم الأحياء التطوري والآليات المرتبطة به. يكون.

يبدو أن الانتقاء الطبيعي مفهوم شائع ، ليس فقط للأكاديميين ، ولكن أيضًا لعامة الناس. ومع ذلك ، على مر السنين ، تم تشويه الفكرة وتحريفها في كل من الأوساط الأكاديمية ووسائل الإعلام.

إنه ليس البقاء للأصلح

عند ذكر "الانتقاء الطبيعي" يكاد يكون من المستحيل عدم استحضار عبارات مثل "البقاء للأصلح أو الأصلح". على الرغم من أن هذه العبارات شائعة جدًا وقد تم استخدامها على نطاق واسع في الأفلام الوثائقية وما شابه ، إلا أنها لا تعبر بدقة عن معنى الانتقاء الطبيعي.

الانتقاء الطبيعي مرتبط بشكل مباشر بتكاثر الأفراد والبقاء على قيد الحياة بشكل غير مباشر. منطقيا ، كلما طالت حياة الفرد ، زادت احتمالية تكاثره. ومع ذلك ، فإن الاتصال المباشر للآلية هو التكاثر.

وبنفس الطريقة ، فإن الكائن الحي "الأقوى" أو "الأكثر رياضية" لا يتكاثر دائمًا بكميات أكبر. لهذه الأسباب ، يجب التخلي عن العبارة المعروفة.

إنه ليس مرادفًا للتطور

التطور هو عملية من خطوتين: واحدة تسبب التباين (الطفرة وإعادة التركيب) ، وهي عشوائية ، والخطوة الثانية التي تحدد التغيير في ترددات الأليل في المجتمع.

يمكن أن تحدث هذه المرحلة الأخيرة عن طريق الانتقاء الطبيعي أو عن طريق الانجراف الجيني أو الجيني. لذلك ، فإن الانتقاء الطبيعي هو الجزء الثاني فقط من هذه الظاهرة الأكبر التي تسمى التطور.

أنواع وأمثلة

هناك تصنيفات مختلفة للاختيار. الأول يصنف أحداث الاختيار وفقًا لتأثيرها على المتوسط ​​والتباين في توزيع التردد للحرف المدروس. هذه هي: اختيار الاستقرار والتوجيه والتشويش

لدينا أيضًا تصنيف آخر يعتمد على تباين اللياقة وفقًا لتكرار الأنماط الجينية المختلفة في السكان. هذه هي الاختيار المعتمد على التردد الموجب والسالب.

أخيرًا ، هناك الاختيار الصعب والناعم. يعتمد هذا التصنيف على وجود منافسة بين الأفراد في المجتمع وحجم ضغط الاختيار. سوف نصف أهم ثلاثة أنواع للاختيار أدناه:

استقرار الاختيار

يوجد اختيار مستقر عندما يكون الأفراد الذين لديهم شخصية "متوسطة" أو أكثر تكرارا (أولئك الذين هم في أعلى نقطة في توزيع التردد) هم أصحاب أعلى لياقة.

في المقابل ، فإن الأفراد الذين تم العثور عليهم في ذيول الجرس ، بعيدًا عن المتوسط ​​، يتم التخلص منهم عبر الأجيال.

في نموذج الاختيار هذا ، يظل المتوسط ​​ثابتًا عبر الأجيال ، بينما ينخفض ​​التباين.

يعتبر وزن الطفل عند الولادة مثالاً تقليديًا على استقرار الانتقاء. على الرغم من أن التطورات الطبية خففت من هذا الضغط الانتقائي بإجراءات مثل الولادة القيصرية ، إلا أن الحجم غالبًا ما يكون عاملاً حاسمًا.

يفقد الأطفال الصغار الحرارة بسرعة ، بينما يعاني الأطفال الأثقل من المتوسط ​​من مشاكل في الولادة.

إذا سعى الباحث إلى دراسة نوع الانتقاء الذي يحدث في مجتمع معين وقام فقط بتحديد متوسط ​​الخاصية ، فقد يصل إلى استنتاجات خاطئة ، معتقدًا أن التطور لا يحدث في المجتمع. لهذا السبب ، من المهم قياس تباين الشخصية.

اختيار الاتجاه

يقترح نموذج اختيار الاتجاه أن الأفراد الموجودين في أحد ذيول توزيع التردد يظلون على قيد الحياة عبر الأجيال ، سواء كان ذلك في القطاع الأيسر أو الأيمن.

في نماذج التحديد الاتجاهي ، يتحول المتوسط ​​عبر الأجيال ، بينما يظل التباين ثابتًا.

إن ظاهرة الانتقاء الاصطناعي الذي يقوم به البشر على حيواناتهم الأليفة ونباتاتهم هي اختيار اتجاهي نموذجي. بشكل عام ، من المفترض أن تكون الحيوانات (على سبيل المثال ، الماشية) أكبر ، وتنتج المزيد من الحليب ، وتكون أقوى ، إلخ. نفس الشيء يحدث في النباتات.

على مر الأجيال ، يختلف متوسط ​​الشخصية المختارة للسكان وفقًا للضغط. في حالة البحث عن أبقار أكبر ، سيزداد المتوسط.

في النظام البيولوجي الطبيعي ، يمكننا أن نأخذ على سبيل المثال فرو حيوان ثديي صغير معين. إذا انخفضت درجة الحرارة باستمرار في موطنها ، فسيتم اختيار تلك المتغيرات التي لها طبقة سميكة من خلال طفرة عشوائية.

اختيار معطل

يعمل الاختيار التخريبي عن طريق تفضيل الأفراد الأبعد عن المتوسط. مع مرور الأجيال ، يزداد تكرار طوابير الانتظار ، بينما يبدأ الأفراد الذين كانوا قريبين من المتوسط ​​في الانخفاض.

في هذا النموذج ، يمكن الحفاظ على المتوسط ​​ثابتًا ، بينما يزداد التباين - يصبح المنحنى أوسع وأوسع حتى ينتهي بالقسم إلى قسمين.

يقترح أن هذا النوع من الاختيار يمكن أن يؤدي إلى أحداث انتواع ، بشرط أن يحدث عزل مناسب بين الشكلين الموجودين في نهايات الذيل.

على سبيل المثال ، قد يكون لبعض أنواع الطيور اختلافات ملحوظة في منقارها. افترض أن هناك بذورًا مثالية للمناقير الصغيرة جدًا وبذورًا مثالية للمناقير الكبيرة جدًا ، لكن مناقير الوسط لا تحصل على الغذاء المناسب.

وبالتالي ، فإن الطرفين المتطرفين سيزدادان في التكرار ، وإذا تم توفير الظروف المناسبة التي تهيئ أحداث الانتواع ، فقد يصبح الأفراد الذين لديهم اختلافات مختلفة في الذروة نوعين جديدين بمرور الوقت.

المصدر: Ealbert17 ، من ويكيميديا ​​كومنز

المراجع

1. Audesirk، T.، Audesirk، G.، & Byers، BE (2004). علم الأحياء: العلم والطبيعة. تعليم بيرسون.
2. داروين ، سي (1859). حول أصول الأنواع عن طريق الانتقاء الطبيعي. موراي.
3. فريمان ، س. ، وهيرون ، جي سي (2002). التحليل التطوري. برنتيس هول.
4. فوتويما ، دي جي (2005). تطور. سيناور.
5. هيكمان ، سي بي ، روبرتس ، إل إس ، لارسون ، إيه ، أوبر ، دبليو سي ، وجاريسون سي (2001). المبادئ المتكاملة لعلم الحيوان (المجلد 15). نيويورك: ماكجرو هيل.
6. رايس ، س. (2007). موسوعة التطور. حقائق في الملف.
7. راسل ، ب ، هيرتز ، ب ، وماكميلان ، ب. (2013). علم الأحياء: العلم الديناميكي. نيلسون للتعليم.
8. سولير ، م. (2002). التطور: أساس علم الأحياء. مشروع الجنوب.