Hinweise zu den Arten der natürlichen Auswahl der Evolution (mit Beispielen)
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über verschiedene Arten natürlicher Evolution mit Beispielen.
Auswahl ist der Prozess, durch den Organismen, die physisch, physiologisch und verhaltensmäßig besser an die Umwelt angepasst sind, überleben und sich vermehren; Die nicht so gut angepassten Organismen können sich weder reproduzieren noch sterben.
Bild mit freundlicher Genehmigung: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg
Die ehemaligen Organismen geben ihre erfolgreichen Charaktere an die nächste Generation weiter, die letzteren jedoch nicht. Die Auswahl hängt von der Existenz phänotypischer Variationen innerhalb der Population ab und ist Teil des Mechanismus, durch den sich eine Art an ihre Umgebung anpasst.
Eine Bevölkerung hat drei Arten von Individuen, basierend auf ihrer Größe, der Größe, der Größe und der Größe. Es gibt drei Arten von Selektionsverfahren, die in natürlichen und künstlichen Populationen vorkommen und als stabilisierend, gerichtet und störend beschrieben werden.
1. Stabilisierende Auswahl (Auswuchtauswahl):
Diese Art der Auswahl bevorzugt durchschnittliche Personen und eliminiert kleine Personen. Es reduziert die Variation und fördert daher keine evolutionäre Veränderung. Es behält jedoch den Mittelwert von Generation zu Generation bei. Wenn wir eine grafische Bevölkerungskurve zeichnen, ist sie glockenförmig.
Beispiel:
Sie kommt in allen Populationen vor und neigt dazu, Extreme aus der Bevölkerung zu beseitigen, z. B. gibt es eine optimale Flügellänge für einen Falken einer bestimmten Größe mit einer bestimmten Lebensweise in einer gegebenen Umgebung. Durch die Stabilisierung der Selektion, die auf unterschiedlichen Brutpotentialen beruht, werden die Falken mit Flügelspannweiten, die größer oder kleiner als diese optimale Länge sind, eliminiert.
2. Richtungsauswahl (progressive Auswahl):
Bei dieser Auswahl ändert sich die Bevölkerung in eine bestimmte Richtung. Dies bedeutet, dass diese Art der Auswahl kleine oder große Einzelpersonen bevorzugt, und weitere Personen dieser Art werden in der nächsten Generation anwesend sein. Die mittlere Größe der Bevölkerung ändert sich.
Beispiele:
Evolution von DDT-resistenten Stechmücken, industrieller Melanismus in gepfefferter Motte und Evolution von Giraffen.
3. Störende Auswahl (Diversifizierung):
Diese Art der Auswahl bevorzugt sowohl kleine als auch große Personen. Es beseitigt die meisten Mitglieder mit mittlerem Ausdruck und erzeugt somit zwei Peaks in der Verteilung des Merkmals, die zur Entwicklung zweier unterschiedlicher Populationen führen können. Diese Art der Selektion steht der stabilisierenden Selektion entgegen und ist in der Natur selten, sie ist jedoch sehr wichtig, um evolutionäre Veränderungen herbeizuführen.
Beispiel:
Stebbins und seine Mitarbeiter untersuchten ein Beispiel für die störende Selektion einer Sonnenblumenpopulation im Sacramento Valley in Kalifornien über einen Zeitraum von 12 Jahren. Zu Beginn war die genetisch variable Population dieser Sonnenblumen ein Hybrid zwischen zwei Arten. Nach fünf Jahren hatte sich diese Bevölkerung in zwei durch eine Grasfläche getrennte Subpopulationen aufgeteilt.
Eine dieser Subpopulationen besetzte eine relativ trockene und andere besetzte, vergleichsweise nasse Stelle. Während der nächsten sieben Jahre schwankte die Bevölkerungsgröße aufgrund der Niederschlagsunterschiede stark, die Unterschiede zwischen den beiden Teilpopulationen wurden jedoch beibehalten.
Beispiele natürlicher Selektion:
1. Industrieller Melanismus:
Es ist eine Anpassung, bei der die Motten in den Industriegebieten Melaninpigmente entwickelten, um ihren Körper an die Baumstämme anzupassen. Das Problem des industriellen Melanismus bei Motten wurde ursprünglich von RA Fischer und EB Ford untersucht. und in letzter Zeit von HBD Kettlewell.
Das Auftreten des industriellen Melanismus ist eng mit dem Fortschritt der industriellen Revolution in Großbritannien im 19. Jahrhundert verbunden. Es ist in mehreren Arten von Motten aufgetreten. Von diesen ist die Pfeffermotte (Biston betularia) die am intensivsten untersuchte.
Industrieller Melanismus kann wie folgt kurz beschrieben werden.
(i) Die gepfefferte Motte gab es in zwei Sorten (Formen): hell (weiß) und melanisch (schwarz).
(ii) In der Vergangenheit war die Baumrinde von weißlichen Flechten bedeckt, so dass weiße Motten unbemerkt von Raubvögeln geflüchtet waren.
(iii) Nach der Industrialisierung wurden die Rinden von Rauch bedeckt, sodass die weißen Motten von Vögeln selektiv aufgenommen wurden.
(iv) Schwarze Motten konnten jedoch nicht beobachtet werden, so dass es ihnen gelang, zu überleben, was dazu führte, dass mehr schwarze Motten und weniger weiße Motten lebten.
Der industrielle Melanismus unterstützt also die Evolution durch natürliche Auslese.
2. Resistenz von Insekten gegen Pestizide:
Das DDT, das später im Jahr 1945 zum Einsatz kam, galt als wirksames Insektizid gegen Haushaltsschädlinge wie Stechmücken, Stubenfliegen, Läuse usw. Aber innerhalb von zwei bis drei Jahren nach Einführung dieses Insektizids war DDT resistent Mücken tauchten in der Bevölkerung auf. Diese Mutantenstämme, die gegen DDT resistent sind, etablierten sich bald in der Bevölkerung und ersetzten die DDT-empfindlichen Stechmücken zu einem großen Teil.
3. Antibiotikaresistenz bei Bakterien:
Dies gilt auch für krankheitsverursachende Bakterien, gegen die wir Antibiotika oder Medikamente einsetzen, um diese Bakterien abzutöten. Wenn eine Bakterienpopulation auf ein bestimmtes Antibiotikum trifft, sterben die empfindlichen Personen. Einige Bakterien mit Mutationen werden jedoch resistent gegen das Antibiotikum. Solche resistenten Bakterien überleben und vermehren sich schnell, wenn die Konkurrenzbakterien gestorben sind.
Bald werden die die Resistenz liefernden Gene weit verbreitet und die gesamte Bakterienpopulation wird resistent.
Genetische Basis der Anpassung des Lederberg-Replikationsversuchs zur Veranschaulichung der Rolle der natürlichen Selektion (Abb. 7.54):
Durch ein Experiment konnten Joshua Lederberg und Esther Lederberg zeigen, dass es Mutationen gibt, die eigentlich vor einer Adaptation sind. Im Allgemeinen werden Bakterien durch Ausplattieren verdünnter Suspensionszellen auf halbfesten Agarplatten kultiviert, die ein vollständiges Medium mit einem Antibiotikum wie Penicillin enthalten. Nach einiger Zeit erscheinen Kolonien auf den Agarplatten. Jede dieser Kolonien entwickelt sich aus einer einzigen Bakterienzelle durch mitotische Zellteilungen. Lederberg inokulierte Bakterien auf einer Agarplatte und erhielt eine Platte mit mehreren Bakterienkolonien. Diese Platte wird als "Masterplatte" bezeichnet.
Sie bildeten dann mehrere Repliken aus dieser Masterplatte. Dafür nahmen sie eine sterile Samtscheibe, die auf einem Holzblock montiert war und auf die Masterplatte gedrückt wurde. Einige Bakterienzellen jeder Kolonie klebten am Samtstoff. Durch das Pressen dieses Samtes auf neue Agarplatten mit minimalem Medium konnten sie exakte Nachbildungen der Masterplatte erhalten.
Dies war auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Bakterienzellen durch den Samt von einer Platte auf die andere übertragen wurden. Danach versuchten sie, Replikate auf den Agarplatten eines Minimalmediums herzustellen, das ein Antibiotikum Penicillin enthielt. Die Replikakolonien wurden nicht gebildet. Die neuen wachsenden Kolonien waren von Natur aus gegen Streptomycin / Penicillin resistent.
Die neuen, nicht wachsenden Kolonien waren empfindliche Kolonien. Daher gab es in einigen Bakterienzellen eine Anpassung, um auf einem das Antibiotikum enthaltenden Medium (Penicillin) zu wachsen. Dies bewies, dass Mutationen aufgetreten waren, bevor Bakterien Penicillin ausgesetzt wurden.
4. Sichelzellenanämie:
Eines der besten Beispiele wurde in der menschlichen Bevölkerung entdeckt, die im tropischen und subtropischen Afrika lebt. Das Sichelzellengen produziert eine abweichende Form des Proteins Hämoglobin, die sich durch eine einzige Aminosäure vom normalen Hämoglobin unterscheidet. Bei Menschen, die für dieses abnorme Hämoglobin homozygot sind, werden die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) sichelförmig, und dieser Zustand wird als Sichelzellenanämie bezeichnet.
Die von dieser Krankheit betroffenen Menschen sterben in der Regel vor dem reproduktiven Alter an einer schweren hämolytischen Anämie. Trotz seiner nachteiligen Natur hat das Gen in einigen Teilen Afrikas eine hohe Häufigkeit, wo auch Malaria häufig vorkommt. Anschließend wurde entdeckt, dass die Heterozygoten für das Sichelzellmerkmal außergewöhnlich resistent gegen Malaria sind.
In einigen Teilen Afrikas sterben Menschen, die für das normale Gen homozygot sind, an Malaria, und diejenigen, die an Sichelzellenanämie homozygot sind, neigen dazu, an schwerer Anämie zu sterben. während die heterozygoten Individuen überleben und den selektiven Vorteil gegenüber einer der beiden Homozygoten haben. Sichelzellenanämie wird durch die Substitution von Glutaminsäure durch Valin an der sechsten Position der Beta-Kette des Hämoglobins verursacht.
5. Mangel an Glucose-6-phosphatdehydrogenase (G-6-PD):
Es tritt bei manchen Personen als angeborener Irrtum des Stoffwechsels auf. Es wird auch als Favismus bezeichnet, weil Bohnen bei den Patienten Hämolyse verursachen. Antimalariamittel wie Primaquin verursachen bei solchen Personen eine Hämolyse. Die Hämolyse beruht auf der Produktion von H 2 0 2, das aufgrund eines Glucose-6-PD-Mangels nicht entfernt wird, und das Ergebnis ist ein Mangel an NADPH 2 . Der Malariaparasit kann die Schizogonie bei Patienten mit Glucose-6-PD-Mangel aufgrund des vorzeitigen Todes von Erythrozyten nicht abschließen.
6. Genetischer Polymorphismus:
Polymorphismus spielt eine bedeutende Rolle im Prozess der natürlichen Selektion. Es wird definiert als das Vorhandensein von zwei oder mehr Formen derselben Spezies innerhalb derselben Population und kann für biochemische, morphologische und Verhaltensmerkmale gelten. Es gibt zwei Formen des Polymorphismus Ausgeglichener Polymorphismus und vorübergehender Polymorphismus.
Ausgewogener Polymorphismus:
Dies tritt auf, wenn verschiedene Formen in derselben Population in einer stabilen Umgebung nebeneinander existieren. Am deutlichsten wird es durch die Existenz der beiden Geschlechter in Tieren und Pflanzen. Die genotypischen Frequenzen der verschiedenen Formen zeigen ein Gleichgewicht, da jede Form einen selektiven Vorteil gleicher Intensität aufweist. Beim Menschen sind die Blutgruppen А, В, AB und О Beispiele für einen ausgewogenen Polymorphismus.
Während die genotypischen Häufigkeiten in verschiedenen Populationen variieren können, bleiben sie von Generation zu Generation innerhalb dieser Population konstant. Dies liegt daran, dass keiner von ihnen einen selektiven Vorteil gegenüber dem anderen hat.
Statistiken zeigen, dass weiße Männer der Blutgruppe О eine höhere Lebenserwartung haben als andere Blutgruppen, aber interessanterweise haben sie auch ein erhöhtes Risiko, ein Zwölffingerdarm-Geschwür zu entwickeln, das durchbohren und zum Tod führen kann. Rotgrüne Farbenblindheit beim Menschen ist ein weiteres Beispiel für Polymorphismus, ebenso wie das Vorhandensein von Arbeitern, Drohnen und Königinnen in sozialen Insekten und von Nadeläugigen und Tränenäffchen in Primeln.
Transienter Polymorphismus:
Dies tritt auf, wenn in einer Bevölkerung, die einem starken Selektionsdruck ausgesetzt ist, unterschiedliche Formen oder Morphe existieren. Die Häufigkeit des phänotypischen Erscheinungsbildes jeder Form wird durch die Intensität des Selektionsdrucks bestimmt, wie z. B. die melanischen und nichtmelanischen Formen der Pfeffermotte. Ein vorübergehender Polymorphismus gilt normalerweise in Situationen, in denen eine Form allmählich durch eine andere ersetzt wird.
