自然選択メカニズム、証拠、種類および例



の 自然選択 イギリスの自然主義者チャールズ・ダーウィンによって提案された進化的メカニズムであり、そこでは個体群の個体間で差別的な生殖成功がある.

自然淘汰は、特定の対立遺伝子を持つ個体の繁殖の観点から機能し、異なる対立遺伝子を持つ他の個体よりも多くの子孫を残します。これらの個体はより繁殖し、したがって頻度を高めます。ダーウィンの自然選択過程は適応を引き起こす.

集団遺伝学に照らして、進化は集団における対立遺伝子頻度の変動として定義される。この変化を引き起こす2つのプロセスまたは進化のメカニズムがあります：自然選択と遺伝子ドリフト.

ダーウィンが革命的なアイデアを発表して以来、自然選択は誤って解釈されてきました。当時の政治的および社会的文脈を考えると、自然主義論は誤って人間社会に外挿され、メディアやドキュメンタリーによって「最強の生存」として今やウイルス化されている新たな表現が生まれました。.

索引

  • 1自然選択とは?
  • 2メカニズム
    • 2.1バリエーション
    • 2.2遺伝率
    • 2.3変化する性格はフィットネスに関連している
    • 2.4仮説の例：リスのしっぽ
  • 3証拠
    • 3.1化石記録
    • 3.2ホモロジー
    • 3.3分子生物学
    • 3.4直接観察
  • 4自然淘汰ではないもの?
    • 4.1適者生存ではない
    • 4.2進化と同義ではない
  • 5種類と例
    • 5.1安定化選択
    • 5.2方向選択
    • 5.3破壊的な選択
  • 6参考文献

自然選択とは?

自然淘汰はイギリスの自然主義者チャールズ・ダーウィンによって1859年に提案されたメカニズムです。この主題は彼の傑作で詳細に扱われています 種の起源.

それは生物学の分野で最も重要な考えの1つです。なぜならそれは、私たちが今日認識することができるあらゆる形態の生命の起源を説明しているからです。それは、例えばアイザックニュートンのような他の分野の偉大な科学者の考えに匹敵します。.

ダーウィンは、彼の旅行中に観察された多くの例を通して、種が間に合わない不変実体ではないことを説明し、それらがすべて共通の祖先から来ていることを提案します.

自然淘汰には何十もの定義がありますが、最も単純で具体的なものはStearns＆Hoekstra（2000）の定義です。「自然淘汰は遺伝的特性に関連した生殖成功の変動である」.

進化や自然淘汰は、目標や具体的な目的を追求するものではありません。それはそれらの環境に適応した有機体を生産するだけです、これらの有機体が持つであろう潜在的な構成のどんなタイプの仕様もなしで.

メカニズム

何人かの著者は、自然選択は数学的必然性であると言います。なぜなら、それは3つの仮定が満たされるときはいつでも起こるからです。

変奏曲

人口に属する個人はバリエーションを提示します。実際には、変動は条件です 正弦波 進化のプロセスが起こるように.

生物の変動は、DNAを構成するヌクレオチドの変動から形態や行動の変動まで、さまざまなレベルで発生します。レベルを下げると、より多くのバリエーションが見つかります.

遺伝率

特性は継承可能でなければなりません。人口の中に存在するこれらの変化は、親から子供に渡らなければなりません。文字が遺伝性であるかどうかをチェックするために、遺伝的変異による表現型の分散の割合として定義される「遺伝率」と呼ばれるパラメータが使用されます。.

数学的には、 時間2 = VG /（VG + VE）どこVG 遺伝的分散とVです。E 環境の分散積です。.

遺伝率を定量化するための非常に単純で直感的な方法があります。両親の性格の測定値に対してプロットされます。子供の中の性格。たとえば、鳥のピークサイズの遺伝率を確認したい場合は、サイズを親で測定し、それらを子供のサイズに対してプロットします。.

グラフが線になる傾向があることを確認した場合（ r2 1）に近い。その特性は継承可能であると結論付けることができる.

異なる文字はに関連しています フィットネス

母集団内で行動する自然淘汰の最後の条件は、特性との関係 フィットネス - このパラメータは、個体の生殖能力と生存能力を定量化するもので、0から1の間で変化します。.

言い換えれば、そのような機能は、そのキャリアの生殖成功を増やすはずです.

仮説の例：リスのしっぽ

仮説のリスの集団を取り、自然選択がその中で機能するかどうか考えてみましょう。.

私たちがしなければならない最初のことは、人口に変動があるかどうかを裏付けることです。興味のあるキャラクターを測定することによってこれを行うことができます。テールにバリエーションがあるとします。ロングテールとショートテールのバリエーションがあります。.

続いて、特徴的な「尾の大きさ」が継承可能かどうかを確認しなければなりません。これを行うには、親の尾の長さを測定し、それを子供の尾の長さに対してプロットします。 2つの変数の間に線形の関係があるとすれば、それは事実上、遺伝率が高いことを意味します。.

最後に、尾の大きさがキャリアの繁殖成功率を高めることを確認しなければなりません.

短い尾は、個人がより容易に動くことを可能にし（これは必ずしも真実ではない、それは純粋に教訓的な目的のためである）、そして彼らがロングテールキャリアよりも首尾よく捕​​食者から逃げることを可能にする.

このように、世代を通して、特徴的な「短い珊瑚」は人口においてより頻繁にあるでしょう。これは自然選択による進化です。そして、この単純な - しかし非常に強力なプロセス - の結果が適応です。.

証拠

自然淘汰および進化一般は、古生物学、分子生物学および地理学を含む様々な分野からの非常に堅牢な証拠によって支持されている.

化石記録

化石記録は、ダーウィンの時代の前に考えられていたように、種が不変の実体ではないという明確な証明です.

相同性

種の起源で提案された修飾を持つ子孫は、相同構造 - 共通の起源を持つ構造で支持を見いだすが、それは特定の変化を提示するかもしれない.

たとえば、人間の腕、コウモリの羽、クジラのひれは、これらすべての系統の共通の祖先がその上層部で同じパターンの骨を持っていたので、互いに相同な構造です。各グループでは、構造は生物の生活様式に応じて変更されています.

分子生物学

同じように、分子生物学の進歩は異なる生物の中の配列を知ることを可能にし、共通の起源があることは疑いの余地がない.

直接観察

最後に、我々は行動における自然淘汰のメカニズムを観察するかもしれません。バクテリアやウイルスのように世代が非常に短い特定のグループでは、グループの進化を短期間で観察することができます。典型的な例は抗生物質の進化です。.

自然淘汰ではないもの?

進化論は生物学に意味を与える科学です - 有名な生物学者Dobzhanskyを引用すると、「進化論を除いては生物学には意味がありません」 - 進化生物学には多くの誤解とそれに関連するメカニズムがあります。これ.

自然淘汰は、学者だけでなく一般の人々にとっても一般的な概念のようです。しかし、長年にわたり、この考えは学術界とメディアの両方で歪められ、誤って伝えられてきました。.

それは適者生存ではありません

「自然淘汰」について言及するとき、それは「適者生存または最強の生存」のような表現を呼び起こさないことはほとんど不可能です。これらのフレーズは非常に人気があり、ドキュメンタリーや関連分野で広く使用されていますが、自然選択の意味を正確に表現しないでください。.

自然淘汰は個体の繁殖に直接関係し、そして間接的には生存に関係します。論理的には、より多くの個人が住んでいるほど、彼は自分自身を複製する可能性が高くなります。ただし、メカニズムの直接接続は複製とあります.

同様に、「最強」または「最も運動」のある生物は、必ずしも大量に繁殖するわけではありません。これらの理由のためにそれは有名な句を放棄することが必要です.

進化と同義ではありません

進化は、2段階のプロセスです。ランダムな変異（突然変異と組み換え）を引き起こすプロセスと、集団内の対立遺伝子頻度の変化を決定する2番目のステップです。.

この最後の段階は、自然淘汰によって、あるいは遺伝子または遺伝子のドリフトによって起こります。したがって、自然選択は進化と呼ばれるこの大きな現象の2番目の部分にすぎません。.

種類と例

選択にはいくつかの分類があります。 1つ目は、調査対象の文字の頻度分布の平均と分散に対する影響によって選択イベントを分類します。これらは：安定化、方向性と破壊的選択

の変化に依存する別の分類もあります フィットネス 集団の異なる遺伝子型の頻度に従って。これらは正と負の頻度に依存する選択です.

最後に、ハードとソフトの選択があります。この分類は、人口の個人間の競争の存在と選択圧力の大きさによって異なります。次に、3つの最も重要な選択の種類について説明します。

安定化選択

「平均」またはより頻繁な性格を持つ個人（頻度分布の最高点にいる人）が最も高い個人を持つとき、安定化選択があります。 フィットネス.

対照的に、平均から非常に遠く離れて、鐘の尾にある個人は世代のステップで排除されます.

この選択モデルでは、分散は減少しますが、平均は世代を通じて一定のままです。.

選択を安定させる典型的な例は、出生時の子供の体重です。医療の進歩は帝王切開などの処置でこの選択的な圧力を緩和しましたが、サイズは通常決定的な要因です.

小さな赤ちゃんは急速に熱を失いますが、平均体重よりかなり大きい赤ちゃんは出産時に問題を抱えます.

研究者が特定の集団で発生する選択の種類を調べて特性の平均値のみを定量化しようとすると、誤った結論に達する可能性があり、進化は集団では発生していないと考えられます。したがって、文字の分散を測定することが重要です。.

方向選択

方向選択のモデルは、世代を通して世代を問わず、度数分布のいずれかの末尾、左または右のセクターにいる個人が生き残ることを示唆しています。.

方向選択のモデルでは、平均は世代の経過とともに移動しますが、分散は一定のままです。.

彼らの家畜や植物に対して人間によって行われた人為的選択の現象は典型的な方向選択です。一般に、動物（例えば家畜）はより大きく、より多くの牛乳を生産し、より強くなるなどと求められている植物でも同じように起こります.

世代の経過とともに、人口の選択された性格の平均は圧力に応じて変化します。あなたがより大きな牛を探す場合、平均は増加するでしょう.

自然の生物学的システムでは、我々はある小さな哺乳類の毛皮の例をとることができます。温度がその生息地、ランダムな突然変異によって持っているそれらの変種で絶えず減少するならば、より厚いコートは選択されます.

破壊的な選択

破壊的な選択は、平均から離れている個人に有利に働きます。世代が過ぎるにつれて、尾はそれらの頻度を増加させますが、以前平均に近い個人は減少し始めます.

このモデルでは、分散を大きくしながら平均値を一定に保つことができます。曲線は2つに分割されるまで幅が広くなります。.

尾部の末端に位置する2つの形態の間で適切な分離が行われるという条件で、この種の選択はスペシエーション事象を引き起こす可能性があると提唱されている。.

例えば、鳥の特定の種はそのピークに顕著な変化を持っているかもしれません。非常に小さいピークに最適なシードと非常に大きいピークに最適なシードがあるが、中間のピークでは適切な食べ物が得られないとします。.

したがって、2つの両極端の頻度が高まり、スペシエーションイベントを誘発する適切な条件が発生した場合、時間の経過とともにピークの変動が異なる個人が2つの新しい種になる可能性があります。.

参考文献

  1. Audesirk、T。、Audesirk、G。＆Byers、B。E。（2004）. 生物学：科学と自然. ピアソン教育.
  2. ダーウィン、C。（1859）. 自然淘汰による種の起源について. マレー.
  3. Freeman、S.、＆Herron、J. C.（2002）. 進化的分析. プレンティスホール.
  4. Futuyma、D. J.（2005）. 進化 . シナウアー.
  5. Hickman、C。P.、Roberts、L。、Larson、A。、Ober、W。、＆Garrison、C。（2001）. 動物学の総合原理 （第15巻）ニューヨーク：マッグロウヒル.
  6. Rice、S.（2007）.進化の百科事典. ファイルに関する事実.
  7. Russell、P。、Hertz、P。＆McMillan、B。（2013）. 生物学：ダイナミックサイエンス. ネルソン教育.
  8. Soler、M.（2002）. 進化：生物学の基礎. 南プロジェクト.