ملاحظات حول أنواع الانتقاء الطبيعي للتطور (مع أمثلة)
قراءة هذه المادة للتعرف على أنواع مختلفة من الانتقاء الطبيعي للتطور مع أمثلة!
الاختيار هو العملية التي بواسطتها تنجو وتتكاثر تلك الكائنات التي تظهر بشكل أفضل جسديًا وفيزيولوجيًا وسلوكيًا متكيّفة مع البيئة ؛ تلك الكائنات التي لم تتكيف بشكل جيد إما أنها لا تتكاثر أو تموت.
الصورة مجاملة: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg
الكائنات الحية السابقة تنقل شخصياتها الناجحة إلى الجيل التالي ، في حين أن هذه الكائنات لا تفعل ذلك. يعتمد الاختيار على وجود تباين مظهري داخل السكان وهو جزء من الآلية التي تتكيف بها الأنواع مع بيئتها.
يبلغ عدد السكان ثلاثة أنواع من الأفراد على أساس الحجم المتوسط والحجم الكبير والصغير. هناك ثلاثة أنواع من عملية الانتقاء التي تحدث في التجمعات الطبيعية والاصطناعية ، ويتم وصفها على أنها ثبات وتوجيهي وإعاقة.
1. اختيار الاستقرار (اختيار التوازن):
هذا النوع من الاختيار يفضّل الأفراد المتوسطين الحجم بينما يقضي على الأفراد صغار الحجم. إنه يقلل من التغير وبالتالي لا يشجع التغيير التطوري. ومع ذلك ، فإنه يحتفظ بالقيمة المتوسطة من جيل إلى جيل. إذا رسمنا منحنى رسوميًا للسكان ، فسيكون على شكل جرس.
مثال:
يحدث في جميع السكان ويميل إلى القضاء على التطرف من السكان ، على سبيل المثال ، هناك طول الجناح الأمثل لصقر من حجم معين مع نمط حياة معين في بيئة معينة. سيؤدي اختيار الاستقرار ، الذي يعمل من خلال الاختلافات في إمكانات التكاثر ، إلى القضاء على تلك الصقور ذات الأجنحة الممتدة بشكل أكبر أو أصغر من هذا الطول الأمثل.
2. اختيار الاتجاه (اختيار التقدمي):
في هذا الاختيار ، يتغير السكان باتجاه واحد معين. وهذا يعني أن هذا النوع من الاختيار يفضّل الأفراد الصغار والكبار الحجم وسيتواجد المزيد من الأفراد من هذا النوع في الجيل القادم. متوسط حجم السكان يتغير.
أمثلة:
تطور البعوض المقاوم للـ دي. دي. تي ، والميلانية الصناعية في الفراشات المتفتتة وتطور الزرافة.
3. اختيار التشويش (اختيار التنويع):
هذا النوع من الاختيار يفضّل الأفراد من أصحاب الحجم الصغير والكبير. إنه يزيل معظم الأعضاء بالتعبير المتوسط ، لذلك ينتج ذروتين في توزيع السمة التي قد تؤدي إلى تنمية مجتمعين مختلفين. هذا النوع من الانتقاء هو عكس اختيار الاستقرار وهو نادر في الطبيعة ولكنه مهم جدًا في إحداث تغيير تطوري.
مثال:
درس Stebbins وزملاؤه مثالا على انتقاء مضطرب في مجموعة من عباد الشمس في وادي ساكرامنتو في كاليفورنيا على مدى فترة 12 عاما. في البداية كان التعداد الوراثي المتغير لزهور عباد الشمس هجينًا بين نوعين. بعد خمس سنوات انقسمت هذه المجموعة إلى مجموعتين فرعيتين تفصل بينهما منطقة عشبية.
واحتل أحد هذه المجموعات السكانية الفرعية موقعًا جافًا نسبيًا ومواقع أخرى رطبة نسبياً مشغولة. خلال السنوات السبع التالية ، تذبذب حجم السكان بشكل كبير استجابةً للاختلافات في معدلات سقوط الأمطار ، ولكن تم الحفاظ على الاختلافات بين المجموعتين السكانيتين.
أمثلة على الانتقاء الطبيعي:
1. الصناعية melanism:
إنه تكيف حيث طوّر العث الذي يعيش في المناطق الصناعية أصباغ ملانين لتلائم جسمهم إلى جذوع الأشجار. تم دراسة مشكلة الصباغ الصناعي في العث من قبل RA Fischer و EB Ford. وفي الآونة الأخيرة ، من قبل HBD Kettlewell.
ويرتبط حدوث الصباغ الصناعي ارتباطًا وثيقًا بتقدم الثورة الصناعية في بريطانيا العظمى ، خلال القرن التاسع عشر. وقد حدث في العديد من أنواع mothes. من هذه ، العثة المتخلخلة (Biston betularia) هي الأكثر درسًا بشكل مكثف.
يمكن كتابة الصباغ الصناعي باختصار على النحو التالي.
(1) العث الفلفل موجود في سلالتين (أشكال): فاتحة اللون (أبيض) وميلاني (أسود).
(2) في الماضي ، كانت أشجار اللحاء مغطاة بأشجار بيضاء ، لذلك هربت العث الأبيض دون أن يلاحظها أحد من الطيور المفترسة.
(3) بعد أن تمت تغطية اللحاء بالتصنيع ، تم انتقاء العث الأبيض بشكل انتقائي من قبل الطيور.
(4) لكن العث الأسود هرب دون أن يلاحظها أحد حتى تمكنوا من البقاء على قيد الحياة مما أدى إلى مزيد من السكان من العث الأسود وعدد أقل من السكان من العث الأبيض.
وبالتالي فإن الصباغ الصناعي يدعم التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي.
2. مقاومة الحشرات للمبيدات:
ويعتقد أن مادة الـ دي. دي. تي التي استُخدمت في وقت لاحق في عام 1945 ، هي مبيد فعال للحشرات ضد الآفات المنزلية ، مثل البعوض ، والذباب ، وقمل الجسم ، وما إلى ذلك. ولكن ، في غضون سنتين إلى ثلاث سنوات من إدخال هذا المبيد الحشري ، توجد مقاومة جديدة للـ دي. دي. ظهر البعوض في السكان. وسرعان ما أصبحت هذه السلالات الطافرة ، المقاومة للـ دي. دي. تي ، راسخة في أوساط السكان ، واستبدلت إلى حد بعيد البعوض الأصلي المصاب بالدي دي تي.
3. مقاومة المضادات الحيوية في البكتيريا:
وينطبق هذا أيضًا على البكتيريا المسببة للأمراض التي نستخدم فيها المضادات الحيوية أو الأدوية لقتل هذه البكتيريا. عندما يصادف عدد من البكتيريا مضاد حيوي معين ، يموت الأشخاص الذين يتأثرون به. لكن بعض البكتيريا التي لديها طفرات تصبح مقاومة للمضاد الحيوي. هذه البكتيريا المقاومة البقاء على قيد الحياة وتتكاثر بسرعة كما ماتت البكتيريا المتنافسة.
سرعان ما تصبح المقاومة التي توفر الجينات منتشرة ومقاومة كاملة للبكتريا.
الأساس الوراثي للتكيّف لتجارب النسخ المطابقة لـ Lederberg لتوضيح دور الاختيار الطبيعي (الشكل 7.54):
من خلال تجربة استطاع جوشوا ليدربيرغ وإستر ليدربيرغ أن يظهرا أن هناك طفرات في الواقع قابلة للتكيف. تزرع البكتيريا بشكل عام عن طريق طلاء الخلايا البكتيرية المعلقة المخففة على لوحات أجار شبه صلبة تحتوي على وسط كامل مع مضاد حيوي مثل البنسلين. بعد بعض المستعمرات فترة تظهر على لوحات أجار. كل من هذه المستعمرات يتطور من خلية بكتيرية واحدة من قبل الانقسامات الخلوية الانقسامية. ليدربيرغ تلقيح البكتيريا على لوحة أجار وحصلت على لوحة مع عدة مستعمرات بكتيرية. تسمى هذه اللوحة باسم "لوحة رئيسية".
ثم شكلوا عدة نسخ طبق الأصل من هذه اللوحة الرئيسية. لهذا ، أخذوا قرصًا مخمليًا معقّمًا ، مثبتًا على كتلة خشبية ، تم ضغطه بلطف على اللوح الرئيسي. بعض خلايا البكتيريا من كل مستعمرة ملتصقة بالقماش المخملي. عن طريق الضغط على هذه المخمل على لوحات أجار جديدة من الحد الأدنى من المتوسط ، تمكنوا من الحصول على نسخ طبق الأصل من لوحة رئيسية.
وكان هذا يرجع إلى حقيقة أن الخلايا البكتيرية نقلت من لوحة إلى أخرى عن طريق المخملية. بعد ذلك حاولوا عمل نسخ متماثلة على صفائح أجار متوسطة الحجم تحتوي على بنسلين مضاد حيوي ، لم يتم تكوين المستعمرات المماثلة. المستعمرات الجديدة التي تنمو كانت مقاومة بشكل طبيعي للستربتوميسين / البنسلين.
المستعمرات الجديدة التي لم تنمو كانت مستعمرات حساسة. لذلك ، كان هناك تكيف في بعض الخلايا البكتيرية لتنمو على وسط يحتوي على المضاد الحيوي (البنسلين). وهذا يثبت حدوث طفرات قبل أن تتعرض البكتيريا للبنسلين.
4. فقر الدم المنجلي:
تم اكتشاف واحدة من أفضل الأمثلة في السكان البشريين ، الذين يسكنون في أفريقيا الاستوائية وشبه الاستوائية. ينتج جين الخلية المنجلية شكلا مختلفا من بروتين الهيموجلوبين ، والذي يختلف عن الهيموجلوبين الطبيعي بواسطة حمض أميني واحد. في الناس ، متماثل الزيجوت لهذا الهيموغلوبين غير الطبيعي ، خلايا الدم الحمراء (كرات الدم الحمراء) تصبح على شكل المنجل ، وهذا الشرط يوصف بأنه فقر الدم المنجلي.
الأشخاص المصابون بهذا المرض يموتون عادة قبل سن الإنجاب ، بسبب فقر الدم الانحلالي الشديد. وعلى الرغم من طبيعته غير المؤاتية ، فإن هذا الجين له تواتر عالٍ في بعض أجزاء أفريقيا ، حيث تتفشى الملاريا أيضاً. في وقت لاحق ، تم اكتشاف أن تكون متغايرة الزيجوت لخلية المنجل مقاومة بشكل استثنائي للملاريا.
وهكذا في بعض أجزاء من أفريقيا ، يميل الناس إلى جينات متماثلة الزيجوت العادية للموت ، ويميل هؤلاء المتماثلين إلى فقر الدم المنجلي إلى الموت بسبب فقر الدم الشديد. في حين أن الأفراد متغايرو الزي يعيش على قيد الحياة ولها ميزة انتقائية على أي من متماثلي الزيجوت. يحدث فقر الدم المنجلي نتيجة لاستبدال حمض الغلوتاميك بالحمض الأميني في المركز السادس لسلسلة بيتا من الهيموجلوبين.
5. نقص الجلوكوز 6-فوسفات ديهيدروجيناز (G-6-PD):
يحدث خطأ في التمثيل الغذائي في بعض الأشخاص. يطلق عليه أيضا favism لأن الفاصلات تسبب انحلال الدم في المرضى. الأدوية المضادة للملاريا مثل بريماكين يسبب انحلال الدم في هؤلاء الأشخاص. يعود سبب انحلال الدم إلى إنتاج H 2 0 2 الذي لم تتم إزالته بسبب نقص الغلوكوز 6-PD والنتيجة هي نقص NADPH 2 . طفيلي الملاريا لا يمكن أن يكمل schizogony في مرضى نقص الجلوكوز 6-PD بسبب الوفاة المبكرة من كرات الدم الحمراء.
6. تعدد الأشكال الجيني:
يلعب تعدد الأشكال دورا هاما في عملية الانتقاء الطبيعي. يتم تعريفه على أنه وجود شكلين أو أكثر من نفس النوع داخل نفس السكان ويمكن أن ينطبق على الخصائص البيوكيميائية والمورفولوجية والسلوكية. هناك نوعان من أشكال تعدد الأشكال متوازنة تعدد الأشكال وتعدد الأشكال العابرة.
تعدد الأشكال المتوازن:
يحدث هذا عندما تتعايش أشكال مختلفة في نفس المجموعة السكانية في بيئة مستقرة. يتضح بشكل أوضح من وجود الجنسين في الحيوانات والنباتات. تظهر التواترات الوراثية للأشكال المختلفة التوازن لأن كل شكل له ميزة انتقائية ذات كثافة متساوية. في البشر ، فإن وجود مجموعات الدم ، В ، AB و О هي أمثلة لتعدد الأشكال المتوازن.
في حين أن التواترات الوراثية بين المجموعات السكانية المختلفة قد تختلف ، فإنها تظل ثابتة من جيل إلى جيل داخل تلك المجموعة السكانية. هذا لأن أيا منهم ليس لديه ميزة انتقائية على الآخر.
تكشف الإحصائيات أن الرجال البيض في فصيلة الدم لديهم عمر متوقع أكبر من أولئك الذين ينتمون إلى مجموعات دم أخرى ، ولكن ، من المثير للاهتمام ، أن لديهم أيضًا خطرًا متزايدًا لتطور قرحة الاثني عشر التي قد تثقب وتؤدي إلى الموت. يعد عمى اللون الأحمر والأخضر في البشر مثالا آخر على تعدد الأشكال ، كما هو الحال في وجود العمال ، والطائرات بدون طيار والملكات في الحشرات الاجتماعية والأشكال ذات العينين والعينين الطينية في البراعم.
تعدد الأشكال العابر:
هذا ينشأ عندما أشكال مختلفة أو morphs ، موجودة في عدد السكان الذين يخضعون لضغط اختيار قوي. يتم تحديد وتيرة المظهر المظهري لكل شكل من خلال كثافة ضغط الاختيار ، مثل الأشكال الميلانية وغير الميلانية من العثة المتخلخلة. غالبًا ما ينطبق تعدد الأشكال العابر في الحالات التي يتم فيها استبدال نموذج بشكل تدريجي بآخر.
