Как Работи Естественият Подбор

{h1}

Естественият подбор е идеята, че организмите, които са най-подходящи за оцеляване, предават своите черти. Научете повече за естествения процес на подбор.

Преди няколкостотин милиона години на сушата нямаше гръбначни животни. Единственият вид гръбначни животни в света бяха рибите, всички от които живееха под вода. Конкуренцията за храна беше интензивна. Някои видове риби, които живееха в близост до брега, развиха странна мутация-n: способността да се тласкат в калта и пясъка на брега с перките си. Това им дава достъп до хранителни източници, до които никоя друга риба не може да достигне. Предимството им даде по-голям репродуктивен успех, така че мутацията беше предадена заедно. Така го наричаме естествен подбор.

Естественият подбор е двигателят, който задвижва еволюция, Организмите, които са най-подходящи за оцеляване при техните особени обстоятелства, имат по-голям шанс да предадат своите черти на следващото поколение. Но растенията и животните взаимодействат по много сложни начини с други организми и тяхната среда. Тези фактори работят заедно за създаването на невероятно разнообразния спектър от форми на живот, присъстващи на Земята.

Разбирайки естествения подбор, можем да научим защо някои растения произвеждат цианид, защо зайците произвеждат толкова много потомство, как животните за първи път излязоха от океана, за да живеят на сушата и как някои бозайници в крайна сметка отново се върнаха. Можем дори да научим за микроскопичния живот, като бактерии и вируси, или да разберем как хората са станали хора.

Чарлз Дарвин измисли термина "естествена селекция". Обикновено ще го чуете заедно с често неразбраната еволюционна възлови фраза "естествен подбор"Но оцеляването на най-силните не е непременно кървавата битка със зъби и нокти за оцеляване, която сме склонни да постигнем (въпреки че понякога е така). По-скоро това е мярка за това колко ефективно е дървото разпръскване на семена; способност на рибата да намери безопасна хайвер, преди да снася яйцата си; умението, с което птица извлича семена от дълбоката ароматна чаша на цвете; устойчивостта на бактерията към антибиотици.

С малко помощ от самия Дарвин ще научим за естествения подбор и как той създаде изумителната сложност и многообразие на живота на планетата Земя.

Разбиране на еволюцията

Сканиращата електронна микрография (SEM) на бактериите Campylobacter fetus, увеличена 4 976 пъти

Сканираща електронна микрография (SEM) на Campylobacter плод бактерии, увеличени 4 976 пъти

Еволюцията е резултат от тенденцията някои организми да имат по-добър репродуктивен успех от други - естествена селекция.

Важно е да запомните, че различията между индивидите, дори индивидите от различни поколения, не представляват еволюция. Това са само вариации на черти, Чертите са характеристики, които са унаследим - те могат да се предават от едно поколение на следващо. Не всички черти са физически - способността да се толерира близък контакт с хората е черта, която се разви при кучетата. Ето пример, който помага да се обяснят тези понятия:


Баскетболистите обикновено са високи, докато жокеите обикновено са къси. Това е изменение на чертата на височината. Високите родители са склонни да имат високи деца, така че можем да видим, че чертата е наследствена.

А сега си представете, че възникват някои условия, които правят по-вероятно жокеите да се възпроизвеждат успешно, отколкото баскетболистите. Жокеите имат деца по-често и тези деца са склонни да са къси. Баскетболистите имат по-малко деца, така че има по-малко високи хора. След няколко поколения средната височина на хората намалява. Хората са се развили, за да бъдат по-къси.

Еволюцията е свързана с промените, но какъв е механизмът, който причинява тези промени? Всяко живо същество има всичко за неговата конструкция, закодирано в специална химическа структура, наречена ДНК. В рамките на ДНК са химични последователности, които определят определена характеристика или набор от черти. Тези последователности са известни като гени. Частта от всеки ген, която води до различна експресия на черти, се нарича an алел, Тъй като черта е израз на алел, тенденцията определена черта да се проявява в популация се обозначава като алелна честота, По същество еволюцията е промяна в честотите на алелите в течение на няколко поколения.

Различните алели (и следователно различни черти) се създават по три начина:

  • Мутациите са случайни промени, които настъпват в гените. Те са сравнително редки, но в продължение на хиляди поколения могат да добавят много дълбоки промени. Мутациите могат да въведат черти, които са напълно нови и никога досега не са се появявали при този вид.
  • Полово размножаване смесва гените на всеки родител чрез разделяне, разбиване и смесване на хромозоми (нишките, които съдържат ДНК) по време на създаването на всяка сперма и яйцеклетка. Когато спермата и яйцеклетката се комбинират, някои гени от мъжкия родител и някои гени от женския родител се смесват на случаен принцип, създавайки уникална смесица от алели в тяхното потомство. -
  • Бактериите, които не се възпроизвеждат сексуално, могат да абсорбират парченца ДНК, които срещат, и да ги включат в свой генетичен код чрез различни методи на генетична рекомбинация [източник: Победи].

Самата сексуална репродукция е продукт на естествения подбор - организмите, които смесват гени по този начин, получават достъп до по-голямо разнообразие от черти, което ги прави по-склонни да намерят правилните черти за оцеляване. За по-подробна информация за еволюцията, прегледайте как работи Evolution.

След това ще направим страница от Чарлз Дарвин и ще разберем за какво е фитнес.

Какво е население?

А население е определена група от организми. От гледна точка на еволюционната наука, населението обикновено се отнася до група организми, които имат репродуктивен достъп един до друг. Например, зебрите, които живеят по равнините на Африка, са население. Ако други зебри са живели в Южна Америка (никой не прави, но нека се преструваме, че правят заради примера), те биха представлявали различно население, защото са твърде далеч, за да се чифтосват с африканските зебри. Лъвовете, които живеят на равнините на Африка, също са различно население, защото лъвовете и зебрите биологично не могат да се чифтосват помежду си.

фитнес

Самият човек, Чарлз Дарвин

Самият човек, Чарлз Дарвин

Фитнесът е ключът към естествения подбор. Не говорим за това колко повторения морски вид може да изгори във фитнеса - биологична годност е способността на организма да оцелява достатъчно дълго, за да се възпроизвежда. Освен това, това отразява и способността на организма да се възпроизвежда добре. Не е достатъчно едно дърво да създаде куп семена. Тези семена се нуждаят от способността да се озоват в плодородна почва с достатъчно ресурси, за да покълнат и да растат.

Фитнесът и естественият подбор първо бяха обяснени подробно от Чарлз Дарвин, който наблюдаваше дивата природа по света, правеше обилни бележки, след което се опитваше да разбере какво е видял. Естественият подбор вероятно се обяснява най-добре с думите му, взети от неговата забележителна работа „За произхода на видовете“.

Организмите показват вариации на чертите, "Многобройните малки разлики, които се появяват в потомството на същите родители, могат да бъдат наречени индивидуални различия. Никой не предполага, че всички индивиди от един и същи вид са хвърлени в една и съща действителна форма."

Раждат се повече организми, отколкото някога биха могли да бъдат подкрепени от ресурсите на планетата, "Всяко същество... трябва да претърпи унищожаване в определен период от живота си, в противен случай, на принципа на геометричното увеличение, броят му бързо ще стане толкова голям", че никоя държава не може да подкрепи продукта. "

Следователно всички организми трябва да се борят, за да живеят, "Тъй като се произвеждат повече индивиди, отколкото е възможно да оцелеят, във всеки случай трябва да има борба за съществуване, или един индивид с друг от същия вид, или с индивидите на отделни видове, или с физическите условия на живот."

Някои черти предлагат предимства в борбата, "Можем ли да се съмняваме... че хората, имащи някакво предимство, колкото и да е леко, спрямо другите, биха имали най-добрия шанс да оцелеят и да се размножат?"

Организмите, които имат тези черти, е по-вероятно да се възпроизведат успешно и да предадат чертите на следващото поколение, "Най-малките разлики могат да превърнат добре балансираната скала в борбата за живот и така да бъдат запазени."

Успешните вариации се натрупват през поколенията, тъй като организмите са изложени на натиск на популацията. "Естественият подбор действа изключително чрез запазването и натрупването на вариации, които са от полза при условията, на които е изложено всяко същество. Крайният резултат е, че всяко същество има тенденция да се подобрява и подобрява по отношение на своите условия."

Нека да се задълбочим в концепцията за натиска на населението.

Налягане на населението

Жирафи и акациеви дървета, Кения, Природен резерват Самбуру

Жирафи и акациеви дървета, Кения, Природен резерват Самбуру

Процесът на естествен подбор може да бъде ускорен изключително много от силния натиск на населението. Население налягане е обстоятелство, което затруднява оцеляването на организмите. Винаги има някакъв натиск на населението, но събития като наводнения, суши или нови хищници могат да го увеличат. Под високо налягане повече членове на населението ще умрат преди да се размножат. Това означава, че само тези индивиди с черти, които им позволяват да се справят с новия натиск, ще оцелеят и ще предадат своите алели на следващото поколение. Това може да доведе до драстични промени в алелните честоти в рамките на едно или две поколения.

Ето един пример - представете си популация от жирафи с индивиди, които варират на височина от 10 фута до 20 фута височина. Един ден огън с четка се промъква и унищожава цялата растителност под 15 фута. Само жирафите по-високи от 15 фута могат да достигнат до по-високите листа за хранене. Жирафите под тази височина изобщо не могат да намерят храна. Повечето от тях гладуват, преди да могат да се възпроизведат. В следващото поколение се раждат много малко къси жирафи. Средната височина на населението се е повишила с няколко фута.

Има и други начини за бързо и драстично влияние върху честотата на алелите. Един от начините е a затрудняване на населението, При голяма популация алелите са равномерно разпределени в цялата популация. Ако някакво събитие, като болест или суша, изтрие голям процент от населението, останалите индивиди могат да имат честота на алелите, много различна от по-голямата популация. По чиста случайност те могат да имат висока концентрация на алели, които бяха сравнително редки преди. Докато тези индивиди се възпроизвеждат, предишните редки черти стават средно за населението.

Най- основател ефект може също да доведе до бърза еволюция. Това се случва, когато малък брой индивиди мигрират на ново място, „основавайки“ нова популация, която вече не се свързва със старото население. Точно както при препятствието на населението, тези индивиди могат да имат необичайни честоти на алелите, което води до следващите поколения да имат много различни черти от първоначалната популация, от която мигрираха основателите.

Разликата между бавни и постепенни промени през много поколения (постепенност) и бързи промени при високо налягане на населението, пресечени с дълги периоди на еволюционна стабилност (пунктирано равновесие) е продължаващ дебат в еволюционната наука.

След това ще се опитаме да разберем как са се развили някои черти, които не изглежда да са от полза за отделния организъм, който носи чертата.

Еволюционна стабилност

Досега разглеждахме естествения подбор като агент на промяната. Когато огледаме света обаче, виждаме много животни, които са останали относително непроменени в продължение на десетки хиляди години - в някои случаи дори милиони години. Акулите са един пример. Оказва се, че естественият подбор е и агент на стабилност.

Понякога организмът достига състояние на еволюция, в което неговите черти са много добре приспособени към средата му. Когато нищо не се упражнява със силен натиск на населението върху това население, естественият подбор благоприятства честотата на алелите, която вече съществува. Когато мутациите причиняват нови черти, естественият подбор плеви тези черти, защото те не са толкова ефикасни, колкото останалите.

Суперганизмът срещу егоистичния ген

Гигантска двойка за чистене на паяк за риболов

Гигантски риболовен паяк чифтосване

Еволюционният биолог Ричард Докинс написа книга, наречена „Егоистичният ген“ през 70-те години. Книгата на Докинс пречупи еволюцията, като посочи, че естественият подбор благоприятства предаването на гени, а не самия организъм. След като организмът се възпроизведе успешно, естественият подбор не се интересува какво ще стане след. Това обяснява защо някои странни черти продължават да съществуват - черти, които сякаш причиняват вреда на организма, но ползват гените. При някои видове паяци женската изяжда мъжкия след чифтосване. Що се отнася до естествения подбор, мъжкият паяк, който умира 30 секунди след чифтосването, е също толкова успешен, колкото този, който живее пълноценен, богат живот.

След публикуването на „Егоистичният ген“ повечето биолози са съгласни, че идеите на Доукинс обясняват много за естествения подбор, но те не отговарят на всичко. Една от основните точки на залепване е алтруизъм, Защо хората (и много животински видове) правят добри неща за другите, дори когато тя не предлага пряка полза за тях? Изследванията показват, че това поведение е инстинктивно и се появява без културно обучение при кърмачета при хора [източник: CBC]. Появява се и при някои видове примати. Защо естественият подбор би благоприятствал инстинкта да помага на другите?

Една теория се върти наоколо родство, Хората, които са свързани с вас, споделят много от вашите гени. Помагането им може да помогне да се гарантира, че някои от вашите гени се предават. Представете си две семейства на ранни хора, като и двете се състезават за едни и същи хранителни източници. Едно семейство има алели за алтруизъм - те си помагат взаимно да ловуват и споделят храна. Другото семейство не прави - те ловуват отделно и всеки човек яде само всичко, което може да хване. Кооперативната група е по-вероятно да постигне репродуктивен успех, преминавайки по алелите за алтруизъм.

Биолозите също изследват концепция, известна като суперорганизъм, По същество това е организъм, изграден от много по-малки организми. Моделът супераганизъм е колонията на насекомите. В една колония мравки само кралицата и няколко мъжки някога ще предадат гените си на следващото поколение. Хиляди други мравки прекарват целия си живот като работници или дронове, без абсолютно никакъв шанс да предадат гените си директно. И все пак те работят, за да допринесат за успеха на колонията. По отношение на "егоистичния ген", това няма много смисъл. Но ако погледнете колонията на насекоми като един единствен организъм, съставен от много малки части (мравките), това е така. Всяка мравка работи за осигуряване на репродуктивния успех на колонията като цяло. Някои учени смятат, че концепцията за суперарганството може да се използва за обяснение на някои аспекти на човешката еволюция [източник: Wired Science].

Вестигиални и атавистични черти

Всички организми носят черти, които вече не им дават реална полза от гледна точка на естествения подбор. Ако чертата не навреди на организма, тогава естественият подбор няма да го премахне, така че тези черти остават в продължение на поколения. Резултатът: органи и поведение, които вече не служат на първоначалното си предназначение. Тези черти се наричат рудиментарен.

Има много примери само в човешкото тяло. Костта на опашката е остатъкът от опашката на предшественика и способността да размахвате ушите си е останала от по-ранен примат, който е бил в състояние да движи ушите си наоколо, за да определи звуци. Растенията също имат вестигиални черти. Много растения, които някога са се размножавали по полов път (изисквайки опрашване от насекоми), развиват способността да се размножават без асексуално. Вече не се нуждаят от насекоми, за да ги опрашват, но все пак произвеждат цветя, които първоначално са били необходими, за да примамят насекомите да посетят растението.

Понякога една мутация причинява вестигиална черта да се изрази по-пълно. Това е известно като атавизъм, Хората понякога се раждат с малки опашки. Доста често се срещат китове със задни крака. Понякога змиите имат еквивалент на ноктите на краката, въпреки че нямат пръсти. Или крака.

Примери от естествения подбор

Африкански слонове (Loxodonta africana), пресичащи река, резерват за дива природа Samburu Isiolo, Кения

Африкански слонове (Loxodonta africana) пресичане на река, резерват за диви животни Samburu Isiolo, Кения

Обикновено мислим за еволюцията като за нещо, което не виждаме да се случва пред очите ни, вместо това гледаме вкаменелости, за да намерим доказателства за това, че се е случвало в миналото. Всъщност еволюцията при интензивен натиск на населението се случва толкова бързо, че видяхме, че се случва в рамките на човешкия живот.

Африканските слонове обикновено имат големи бивни. Слоновата кост в бивниците е високо ценена от някои хора, така че ловците са ловували и убивали слонове, за да им откъснат бивни и да ги продават (обикновено незаконно) от десетилетия. Някои африкански слонове имат рядка черта - те изобщо не развиват бивни. През 1930 г. около 1% от всички слонове не са имали бивни. Ловците на слонова кост не си направиха труда да ги убиват, защото нямаше слонова кост, която да се възстанови. Междувременно слоновете с бивни са били убити от стотиците, много от тях преди някога да са имали възможност да се възпроизведат.

Алелите за „без бивни“ бяха предадени само за няколко поколения. Резултатът: 38% от слоновете в някои съвременни популации нямат бивни [източник: BBC News]. За съжаление, това наистина не е щастлив край за слоновете, тъй като техните бивни се използват за копаене и отбрана.

Бодецът, вредител, който изяжда и уврежда памучните култури, показа, че естественият подбор може да действа дори по-бързо, отколкото учените могат генетично да инжектират нещо. Някои култури от памук са генетично модифицирани, за да произведат токсин, който е вреден за повечето жировици. Малък брой епидемии имат мутация, която им дава имунитет към токсина. Те ядоха памука и заживяха, докато всички неимунизирани бондури умираха. Интензивното популационно налягане създава широк имунитет към токсина при целия вид в рамките на обхвата от само няколко години [източник: EurekAlert].

Някои видове детелина развиха мутация, която предизвика отровата цианид в клетките на растението. Това придава на детелината горчив вкус, което прави по-малко вероятно да се яде. Въпреки това, когато температурата падне под замръзване, някои клетки се разрушават, освобождавайки цианида в тъканите на растението и убивайки растението. В топъл климат естественият подбор действаше в полза на детелината, произвеждаща цианид, но където зимите са студени, нецианидната детелина беше предпочитана. Всеки вид съществува почти изключително във всеки климатичен район [източник: Purves].

Ами хората? Подлагаме ли се и на естествен подбор? Сигурно е, че ние бяхме - хората станахме хора, само защото асортимент от черти (по-големи мозъци, ходене изправени) дава предимства на тези примати, които са ги развили. Но ние сме способни да влияем пряко върху разпределението на нашите гени. Можем да използваме контрол на раждаемостта, така че онези, които са „най-подходящи“ по отношение на естествения подбор, изобщо да не предадат нашите гени. Ние използваме медицина и наука, за да позволим на много хора да живеят (и да се възпроизвеждат), които в противен случай не биха оцелели в миналото детство.Подобно на домашните животни, които отглеждаме, за да благоприятстват конкретно чертите, хората се влияят от един вид неестествен подбор.

Въпреки това, ние все още се развиваме. Някои хора имат по-голям репродуктивен успех от други и факторите, които влияят на това уравнение, добавят слой от сложност на човека в допълнение към вече сложните взаимодействия на животинския свят. С други думи, ние всъщност не знаем в какво ще се развием. Промяната е неизбежна, но не забравяйте, че естественият подбор не се интересува от това да направим „по-добри“ хора, само повече от нас.

Ако искате да научите повече за естествения подбор, еволюцията и теми като миграция и население, моля вижте следващата страница.


Видео Добавка: Работа с Фрезер - Бързо, Качественно, Лесно с Лара Морано 2.




Изследване


Какво Е Астрофотография?
Какво Е Астрофотография?

5 Места, Които Вече Усещат Ефектите От Изменението На Климата
5 Места, Които Вече Усещат Ефектите От Изменението На Климата

Наука Новини


Когато Светът Се Оцвети В Зелено: Възрастта На Фотосинтезата На Растенията Се Разкри
Когато Светът Се Оцвети В Зелено: Възрастта На Фотосинтезата На Растенията Се Разкри

Кометата „Каучукови Дуки“ Е Стресирана И Продължава Да Пропуква Врата Си
Кометата „Каучукови Дуки“ Е Стресирана И Продължава Да Пропуква Врата Си

Снежни Килими Пустинните Градове На Аризона
Снежни Килими Пустинните Градове На Аризона

Доктор Изпита Ново Лечение Върху Себе Си. Сега, Може Да Помогне На Другите С Тази Рядка Болест.
Доктор Изпита Ново Лечение Върху Себе Си. Сега, Може Да Помогне На Другите С Тази Рядка Болест.

Тестостеронът С Рецепта Получава Ново Предупреждение
Тестостеронът С Рецепта Получава Ново Предупреждение


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com