ما هو الانتقاء الطبيعي؟

الانتقاء الطبيعي هو عملية تعيش فيها الأنواع ذات الخصائص التي تمكنها من التكيف في بيئة ما وتتكاثر من خلال نقل جيناتها إلى الأجيال القادمة. يعني الانتقاء الطبيعي أن الأنواع التي يمكنها التكيف مع بيئة معينة ستنمو بأعداد وتفوق في النهاية عدد الأنواع التي لا تستطيع ذلك. تغير عملية الانتقاء الطبيعي تركيبتها الجينية مع كل جيل يمر ، مما يسمح للأنواع بالتكيف بشكل أفضل مع بيئتها. هذه التغييرات تدريجية ويمكن أن تحدث على مدى آلاف السنين ، ولكن في بعض الحالات يمكن أن يحدث الانتقاء الطبيعي بسرعة أكبر ، خاصة في الأنواع ذات الأعمار القصيرة ومعدلات التكاثر السريعة.

يحدث الانتقاء الطبيعي عندما تسبب الاختلافات بين الأفراد اختلافات في البقاء والتكاثر. يحدث التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي عندما تتسبب هذه الاختلافات بين البقاء والتكاثر في تطور السكان. ينتج الانتقاء الطبيعي من مجموعة قليلة من البيئة الأساسية والظروف الوراثية.

تشارلز داروين والاختيار الطبيعي

صاغ مفهوم الانتقاء الطبيعي لأول مرة تشارلز داروين (1809-82) ويعتبر ذا أهمية كبيرة في علم الأحياء التطوري. يعمل الانتقاء الطبيعي عندما يختلف الأفراد في السمات الوراثية التي تسبب اختلافات في المساهمة النسبية للنسل في الأجيال القادمة. الصفات المفيدة للكائن الحي لتعظيم لياقته البيولوجية في ظل الظروف البيئية الحالية سوف تنتشر في جميع أنحاء السكان وبالتالي تكون بمثابة تكيفات.

حالة خاصة من الانتقاء الطبيعي هي الانتقاء الجنسي ، والتي تشير إلى الانتقاء في أي شخصية تؤثر على وصول الكائن الحي إلى شركاء التزاوج. إلى جانب النتائج المورفولوجية أو الفسيولوجية أو السلوكية التي تسمح للأفراد بالنجاح في التفاعلات التنافسية ، فقد أنتج الانتقاء الطبيعي سلوكيات تعاونية للغاية مثل السلوك الإيثاري المظهر للرعاية غير الطبيعية التي تتكيف مع ذلك في ظل ظروف بيئية محددة.

عندما ينتج كائن حي نسلًا أكثر نجاحًا من غيره ، ستبدأ جيناته بمرور الوقت في السيطرة على مجموعة الجينات السكانية. بعد كل شيء ، لا يعمل الانتقاء الطبيعي إلا مع النجاح التكاثري التفاضلي. تُعرف قدرة الفرد على الحفاظ على نفسه كما يُقاس بالنجاح الإنجابي باللياقة الداروينية.

آلية الانتقاء الطبيعي

تعتمد آلية الانتقاء الطبيعي على عدة ظواهر:

• يمتد: النسل يرث الصفات من آبائهم في شكل جينات.

• الاختلاف الفردي الموروث: توجد اختلافات طفيفة بين أفراد المجتمع من حيث الطول أو حدة البصر أو شكل المنقار أو معدل إنتاج البيض أو السمات الأخرى التي قد تؤثر على البقاء والتكاثر. إذا كانت السمة لها أساس وراثي ، فيمكن أن تنتقل إلى الأبناء.

• الإفراط في إنتاج النسل: في أي جيل ، يميل السكان إلى تكوين أجيال كافية للبقاء على قيد الحياة في سن الإنجاب.

• التنافس على الموارد: بسبب الزيادة السكانية ، يجب أن يتنافس الأفراد على الطعام أو مواقع التعشيش أو الأصدقاء أو الموارد الأخرى التي تؤثر على قدرتهم على التكاثر بنجاح.

بالنظر إلى كل هذه العوامل ، فإن الانتقاء الطبيعي يحدث حتمًا. إن أكثر أفراد المجتمع تكاثرًا ، بحكم التعريف ، يتركون نسلًا أكثر للجيل القادم.

في أي جيل ، يميل السكان إلى تكوين نسل أكثر مما يمكنهم تحمله حتى سن الإنجاب.

المفاهيم الخاطئة حول الانتقاء الطبيعي

الانتقاء الطبيعي سهل الفهم ، لكن غالبًا ما يساء فهمه. الانتقاء الطبيعي ليس مرادفًا للتطور. يشير التطور إلى أي تغيير جيني في مجموعة سكانية بينما يشير الانتقاء الطبيعي إلى طريقة معينة يتم بها تنفيذ هذه التغييرات. الانتقاء الطبيعي هو أهم عامل للتغيير التطوري لأنه يجعل الكائن الحي يتكيف مع بيئته.

لا يمكن أن يخلق الانتقاء الطبيعي اختلافات قابلة للتطبيق بشكل تفضيلي ، وبدلاً من ذلك يجب أن يعمل مع ما هو في متناول اليد. على سبيل المثال ، لا ينتج العلاج بالمضادات الحيوية طفرات مقاومة للمضادات الحيوية. بدلا من ذلك ، فإنه يروج للميكروبات التي ، بالمناسبة ، لديها بالفعل جينات المقاومة.

وفقًا لداروين ، فإن التطور يتكون من الطفرات والتنوع والانتقاء الطبيعي وخطوات التكيف. لكن الانتقاء الطبيعي غير قادر على خلق نوع جديد أو تحسين الكائنات الحية. الانتقاء الطبيعي هو آلية تحافظ على الأنواع سليمة وهي عملية طبيعية يتم ملاحظتها في الكائنات الحية.

الأفراد الذين يتكيفون مع الظروف البيئية لنوع معين هم أكثر عرضة للبقاء على قيد الحياة والتكاثر من الأفراد الذين لا يستطيعون التكيف ، وينتقل المتغير الجيني الناتج إلى الأجيال الجديدة. في قطيع من الغزلان تهدده الأسود ، سينجو أولئك الذين يركضون بسرعة. تقضي آلية الانتقاء الطبيعي على الأفراد الضعفاء وغير القادرين على التكيف أو المعيب وراثيًا داخل الأنواع. تعيش الكائنات القوية في بيئتها.

إنه لا ينتج أي شيء في حالة التقدم التطوري. لا يهتم بالتوازن في الطبيعة. يتم فحص العلاقات البيئية من خلال ثلاثة قوانين. وفقًا لقاعدة ألين ، فإن أنواع المناخ البارد لها نتوءات أصغر مقارنة بأقاربها في المناخ الدافئ. وفقًا لقاعدة بيرجمان ، تمتلك الأنواع ذات المناخ البارد أجسامًا أكبر مقارنة بأقاربها في المناخ الدافئ. قاعدة Gloger ، ألوان غطاء الجسم في نصف الكرة الشمالي أفتح بكثير من تلك الموجودة في نصف الكرة الجنوبي.

يتم تغيير مناطق التوزيع التي تؤثر على خصائص الأنواع بالعوامل البيئية. هذا الموقف يخلق ضغوطًا على الانتقاء الطبيعي ، مما يؤدي إلى تكوين خصائص التكيف. من المرجح أن تتزاوج المجموعات القريبة وتنتج نسلًا طبيعيًا. في هذه الحالة ، هو نوع فرعي أو مجموعة متنوعة من الأنواع. إذا توقفت القدرة على التزاوج مع المجموعات السكانية القريبة بسبب التغييرات ، فهذا يعني أنه يتم تكوين نوع جديد. هذه الحالة تسمى الانتواع.

على الرغم من مناقشة العوامل المختلفة في حالة الذات ، فإن العامل الأكثر أهمية هو العزلة. تمنع العزلة المجموعتين اللتين تشكلان نوعًا ما من التزاوج مع بعضهما البعض. يؤدي عزل المجموعة إلى فصل المتغيرات الجينية. من المفترض أنه يتكون من خطوتين هما العزلة الجغرافية والعزلة الإنجابية. تحدث العزلة الجغرافية مع انقسام السكان نتيجة الكوارث الطبيعية. وبالتالي ، يتم عزل المتغيرات الجينية لكلا المجموعتين. مع مرور وقت معين ، فإن أنشطة التكاثر والتكاثر للمجموعات التي تكيفت مع بيئتها تخلق متغيرات جينية مختلفة. وهكذا تحدث العزلة الإنجابية. يصبح من المستحيل على الأفراد المنتمين إلى نفس المجموعة أن يتزاوجوا. يمكن أن يحدث العزلة الإنجابية أيضًا نتيجة لآليات مختلفة. تعد تعدد الصبغيات والانتشار التكيفي أمثلة على الآليات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكائنات الحية التي لا ترتبط نتيجة العزلة الجغرافية تطور تكيفات مماثلة وتصبح متشابهة مع بعضها البعض. هذه التكيفات الهيكلية هي نتيجة بيئة مماثلة واحتياجات مماثلة تؤدي إلى الانتقاء الطبيعي. لهذا السبب يطلق عليه التطور الاتجاهي.

الميلانية الصناعية في الانتقاء الطبيعي المرصود

كانت العث المرقط في غابات إنجلترا فاتحة اللون قبل عام 1850. العث الذي يحتوي على صبغة الميلانين نادرة جدًا. ومع ذلك ، حدث التصنيع بوتيرة سريعة ، مما أدى إلى تعتيم جذوع الأشجار وتسبب في اختفاء الأشنات. ابتداءً من عام 1890 ، كانت جميع العث المرقط تقريبًا سوداء. ومع ذلك ، في الدراسة التي أجريت في المنطقة غير الصناعية ، لوحظ أن العث المرقط لا يزال فاتح اللون. نتيجة للسيطرة على تلوث الهواء التي بدأت في عام 1950 ، أصبحت العث ذات الألوان الفاتحة هي المهيمنة مرة أخرى.

يتم تفسير تكوين العثة السوداء من خلال الانتقاء الطبيعي. كانت الفراشات ذات الألوان الفاتحة التي تستريح على جذع الشجرة المموهة بالأشنات في ضوء النهار لديها فرصة كبيرة للبقاء على قيد الحياة. ومع ذلك ، عندما أظلمت جذوع الأشجار واستنفدت الأشنات بسبب تأثير دخان السخام ، أصبحت العث ذات الألوان الفاتحة فريسة سهلة. وهكذا ، استفاد العث الأسود وتضاعف من خلال أداء الأنشطة الإنجابية. يوضح هذا التنوع في السكان وتأثير الظروف البيئية المتغيرة على اختيار اللون.

المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية في الانتقاء الطبيعي المرصود

يمكن للمضادات الحيوية أن تمنع بسهولة وتدمر البكتيريا التي لا تواجه مقاومة. ومع ذلك ، فإن البكتيريا التي تكتسب مناعة بعد فترة لا تتأثر باستخدام المضادات الحيوية. يمكن أن يظهر أكثر من نوع مقاومة في عدد كبير من السكان. في مثل هذه البيئة ، فقط الأفراد المقاومون يتكاثرون ويتكاثرون. وهكذا ، فإن النوع الذي يكتسب مناعة بالانتقاء الطبيعي ينتشر على نطاق واسع.

دي دي تي ومقاومة الحشرات في الانتقاء الطبيعي المرصود

تي له تأثير مدمر على الحشرات في السنوات الأولى من استخدامه. ومع ذلك ، فإن الأفراد ذوي المقاومة الطبيعية نقلوا المقاومة إلى الأفراد المولودين في أنشطتهم الإنجابية. نتيجة للانتقاء الطبيعي ، أصبح العديد من المجموعات السكانية مقاومة تمامًا للـ دي.دي.تي. بالإضافة إلى ذلك ، أصبح دور الـ دي.دي.تي عاملاً بيئيًا يدفع اختياره في سلالات شديدة المقاومة.