Note sui tipi di selezione naturale dell'evoluzione (con esempi)

Leggi questo articolo per conoscere vari tipi di selezione naturale dell'evoluzione con esempi!

La selezione è il processo attraverso il quale sopravvivono e si riproducono quegli organismi che appaiono fisicamente, fisiologicamente e comportamentalmente più adatti all'ambiente; quegli organismi non così ben adattati non riescono a riprodursi o morire.

Cortesia dell'immagine: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg

Gli ex organismi trasmettono i loro personaggi di successo alla generazione successiva, mentre i secondi no. La selezione dipende dall'esistenza di variazioni fenotipiche all'interno della popolazione e fa parte del meccanismo con cui una specie si adatta al suo ambiente.

Una popolazione ha tre tipi di individui sulla base della loro dimensione di dimensioni medie, di grandi dimensioni e di piccole dimensioni. Esistono tre tipi di processi di selezione che si verificano nelle popolazioni naturali e artificiali e sono descritti come stabilizzanti, direzionali e dirompenti.

1. Selezione stabilizzante (selezione bilanciata):

Questo tipo di selezione favorisce individui di dimensioni medie eliminando individui di piccole dimensioni. Riduce la variazione e quindi non promuove il cambiamento evolutivo. Tuttavia, mantiene il valore medio di generazione in generazione. Se disegniamo una curva grafica della popolazione, è a forma di campana.

Esempio:

Si verifica in tutte le popolazioni e tende ad eliminare gli estremi dalla popolazione, ad esempio, c'è una lunghezza alare ottimale per un falco di una particolare dimensione con un certo modo di vita in un determinato ambiente. La selezione stabilizzante, che opera attraverso le differenze nel potenziale riproduttivo, eliminerà quei falchi con le ali più grandi o più piccole di questa lunghezza ottimale.

2. Selezione direzionale (selezione progressiva):

In questa selezione, la popolazione cambia verso una particolare direzione. Significa che questo tipo di selezione favorisce gli individui piccoli o grandi e più persone di quel tipo saranno presenti nella prossima generazione. La dimensione media della popolazione cambia.

Esempi:

Evoluzione delle zanzare resistenti al DDT, melanismo industriale nella falena pepata ed evoluzione della giraffa.

3. Selezione dirompente (Diversificare la selezione):

Questo tipo di selezione favorisce sia gli individui di piccole e grandi dimensioni. Elimina la maggior parte dei membri con espressione media, quindi produce due picchi nella distribuzione del tratto che possono portare allo sviluppo di due diverse popolazioni. Questo tipo di selezione è l'opposto della stabilizzazione della selezione ed è raro in natura, ma è molto importante nel determinare un cambiamento evolutivo.

Esempio:

Stebbins e i suoi collaboratori hanno studiato un esempio di selezione dirompente in una popolazione di girasoli nella valle di Sacramento, in California, per un periodo di 12 anni. All'inizio la popolazione geneticamente variabile di questi girasoli era un ibrido tra due specie. Dopo cinque anni questa popolazione si era divisa in due sottopopolazioni separate da un'area erbosa.

Una di queste sottopopolazioni occupava un sito asciutto relativo e un altro sito relativamente umido occupato. Durante i successivi sette anni, le dimensioni della popolazione hanno subito forti fluttuazioni in risposta alle differenze di precipitazioni, ma le differenze tra le due sottopopolazioni sono state mantenute.

Esempi di selezione naturale:

1. Melanismo industriale:

È un adattamento in cui le falene che vivono nelle aree industriali hanno sviluppato pigmenti di melanina per abbinare il loro corpo ai tronchi degli alberi. Il problema del melanismo industriale nelle tarme è stato originariamente studiato da RA Fischer e EB Ford; e negli ultimi tempi, da HBD Kettlewell.

Il verificarsi del melanismo industriale è strettamente associato al progresso della rivoluzione industriale in Gran Bretagna, durante il diciannovesimo secolo. Si è verificato in diverse specie di tarme. Di questi, la falena pepata (Biston betularia) è la più intensamente studiata.

Il melanismo industriale può essere scritto brevemente come segue.

(i) La falena pepata esisteva in due ceppi (forme): di colore chiaro (bianco) e melanico (nero).

(ii) In passato, la corteccia degli alberi era coperta da licheni biancastri, quindi le falene bianche sfuggivano inosservate agli uccelli predatori.

(iii) Dopo l'industrializzazione i latrati furono coperti dal fumo, così le falene bianche furono selettivamente raccolte dagli uccelli.

(iv) Ma le falene nere sono sfuggite inosservate, così sono riuscite a sopravvivere con conseguente aumento della popolazione di falene nere e meno popolazione di falene bianche.

Quindi il melanismo industriale supporta l'evoluzione per selezione naturale.

2. Resistenza degli insetti ai pesticidi:

Il DDT, che entrò in uso più tardi nel 1945, fu considerato un efficace insetticida contro i parassiti domestici, come zanzare, mosche domestiche, pidocchi del corpo, ecc. Ma, entro due o tre anni dall'introduzione di questo insetticida, nuovo resistente al DDT le zanzare sono apparse nella popolazione. Questi ceppi mutanti, resistenti al DDT, si sono ben presto affermati nella popolazione e, in larga misura, hanno sostituito le zanzare originali sensibili al DDT.

3. Resistenza agli antibiotici nei batteri:

Questo vale anche per i batteri che causano malattie contro le quali usiamo antibiotici o farmaci per uccidere questi batteri. Quando una popolazione batterica incontra un particolare antibiotico, quelli sensibili ad esso muoiono. Ma alcuni batteri con mutazioni diventano resistenti all'antibiotico. Questi batteri resistenti sopravvivono e si moltiplicano rapidamente quando i batteri in competizione sono morti.

Presto la resistenza che fornisce i geni si diffonde e l'intera popolazione batterica diventa resistente.

Base genetica di adattamento dell'esperimento di placcatura di Lederberg Replica per illustrare il ruolo della selezione naturale (Fig. 7.54):

Da un esperimento Joshua Lederberg e Esther Lederberg sono stati in grado di dimostrare che ci sono delle mutazioni che sono in realtà pre-adattive. Generalmente i batteri vengono coltivati ​​placcando le cellule batteriche delle sospensioni diluite su piastre di agar semi-solide contenenti terreno completo con antibiotico come la penicillina. Dopo qualche periodo, le colonie appaiono sulle piastre di agar. Ciascuna di queste colonie si sviluppa da una singola cellula batterica mediante divisioni di cellule mitotiche. Lederberg ha inoculato i batteri su una piastra di agar e ha ottenuto una piastra con diverse colonie batteriche. Questa piastra è chiamata 'master plate'.

Hanno quindi formato diverse repliche da questa piastra principale. Per questo, hanno preso un disco di velluto sterile, montato su un blocco di legno, che è stato premuto delicatamente sul piatto principale. Alcune cellule batteriche di ciascuna colonia si attaccarono al tessuto di velluto. Premendo questo velluto su nuove piastre di agar di terreno minimo, sono stati in grado di ottenere repliche esatte del piatto principale.

Ciò era dovuto al fatto che le cellule batteriche venivano trasferite da una piastra all'altra dal velluto. Dopo che hanno provato a fare repliche sulle piastre di agar di terreno minimo contenente una penicillina antibiotica, le colonie di replica non sono state formate. Le nuove colonie che sono cresciute erano naturalmente resistenti alla streptomicina / penicillina.

Le nuove colonie che non sono cresciute erano colonie sensibili. Pertanto, vi è stato un adattamento in alcune cellule batteriche per crescere su un terreno contenente l'antibiotico (penicillina). Ciò provò che erano avvenute delle mutazioni prima che i batteri fossero esposti alla penicillina.

4. Anemia falciforme:

Uno dei migliori esempi è stato scoperto nelle popolazioni umane, che vivono nell'Africa tropicale e subtropicale. Il gene della cellula falciforme produce una variante dell'emoglobina proteica, che differisce dalla normale emoglobina da un singolo amminoacido. Nelle persone omozigote per questa emoglobina anormale, i globuli rossi (RBC) diventano a forma di falce e questa condizione è descritta come anemia falciforme.

Le persone affette da questa malattia di solito muoiono prima dell'età riproduttiva, a causa di una grave anemia emolitica. Nonostante la sua natura svantaggiosa, il gene ha un'alta frequenza in alcune parti dell'Africa, dove la malaria è anche ad alta frequenza. Successivamente, è stato scoperto che gli eterozigoti per il tratto falciforme sono eccezionalmente resistenti alla malaria.

Così in alcune parti dell'Africa, le persone omozigote per il gene normale tendono a morire di malaria, e quelle omozigote per l'anemia falciforme tendono a morire di grave anemia; mentre gli individui eterozigoti sopravvivono e hanno il vantaggio selettivo su entrambi gli omozigoti. L'anemia falciforme è causata dalla sostituzione dell'acido glutammico con valina alla sesta posizione della catena beta dell'emoglobina.

5. Carenza di glucosio 6-fosfato deidrogenasi (G-6-PD):

Si verifica come errore innato del metabolismo in alcune persone. Viene anche chiamato favismo perché i fagioli causano emolisi nei pazienti. Farmaci antimalarici come il primaquin causano emolisi in tali persone. L'emolisi è dovuta alla produzione di H ₂ 0 ₂ che non viene rimossa a causa della carenza di Glucosio 6-PD e il risultato è la mancanza di NADPH ₂ . Il parassita della malaria non può completare la schizogonia nei pazienti con deficit di glucosio 6-PD a causa della morte prematura dei globuli rossi.

6. Polymorphism genetico:

Il polimorfismo gioca un ruolo significativo nel processo di selezione naturale. È definita come l'esistenza di due o più forme della stessa specie all'interno della stessa popolazione e può essere applicata a caratteristiche biochimiche, morfologiche e comportamentali. Esistono due forme di polimorfismo polimorfismo bilanciato e polimorfismo transitorio.

Polimorfismo bilanciato:

Ciò si verifica quando forme diverse coesistono nella stessa popolazione in un ambiente stabile. È illustrato più chiaramente dall'esistenza dei due sessi negli animali e nelle piante. Le frequenze genotipiche delle varie forme mostrano equilibrio poiché ogni forma ha un vantaggio selettivo di uguale intensità. Nell'uomo, l'esistenza dei gruppi sanguigni А, В, AB e О sono esempi di polimorfismo equilibrato.

Mentre le frequenze genotipiche all'interno delle diverse popolazioni possono variare, rimangono costanti di generazione in generazione all'interno di quella popolazione. Questo perché nessuno di loro ha un vantaggio selettivo rispetto all'altro.

Le statistiche rivelano che gli uomini bianchi del gruppo sanguigno О hanno una maggiore aspettativa di vita rispetto a quelli di altri gruppi sanguigni, ma, cosa interessante, hanno anche un aumentato rischio di sviluppare un'ulcera duodenale che può perforare e portare a morte. La cecità ai colori rosso-verde negli esseri umani è un altro esempio di polimorfismo, così come l'esistenza di lavoratori, droni e regine negli insetti sociali e le forme con gli occhi spigolosi e gli occhi tristi nelle primule.

Polimorfismo transitorio:

Ciò sorge quando diverse forme o morph, esistono in una popolazione che subisce una forte pressione selettiva. La frequenza dell'aspetto fenotipico di ciascuna forma è determinata dall'intensità della pressione selettiva, come le forme melaniche e non melaniche della falena pepata. Il polimorfismo transitorio si applica solitamente in situazioni in cui una forma viene gradualmente sostituita da un'altra.