Seleksi alam di alam dan di laboratorium Pengaruh seleksi dipelajari tidak hanya dalam eksperimen laboratorium, tetapi juga selama pengamatan jangka panjang di alam. Pendekatan pertama memungkinkan Anda mengendalikan kondisi lingkungan, mengisolasi dari kehidupan nyata yang tak terhitung jumlahnya

Seleksi Alam Saya melihat tidak ada batasan terhadap aktivitas kekuatan ini, yang secara perlahan dan sempurna menyesuaikan setiap bentuk dengan hubungan kehidupan yang paling kompleks. C. Darwin Tawon, Kupu-kupu dan Darwinisme Pada bab-bab sebelumnya kita telah berulang kali membicarakan tentang seleksi alam. Ini dan

9. Seleksi alam adalah penggerak utama evolusi. Ingat! Jenis seleksi apa yang Anda ketahui? Sebutkan bentuk-bentuk seleksi alam yang Anda ketahui. Seleksi alam adalah yang mengutamakan kelangsungan hidup dan reproduksi individu yang paling cocok dari setiap spesies dan kematian

Seleksi alam harus lebih kuat dari sifat hewani Anda. Sangat penting bagi kami bahwa komandanlah yang, dengan kekuatannya, memaksa tubuh untuk mengikuti nalurinya. (Jangan lewatkan momen ini!) Artinya, komandan (kekuatannya)lah yang menentukan sifat binatang dalam tubuh. Dan dari sudut pandang fisika

Salah satu mekanisme utama evolusi, bersama dengan mutasi, proses migrasi, dan transformasi gen, adalah seleksi alam. Jenis seleksi alam melibatkan perubahan genotipe yang meningkatkan peluang organisme untuk bertahan hidup dan berkembang biak. Evolusi sering kali dipandang sebagai konsekuensi dari proses ini, yang mungkin timbul dari perbedaan kelangsungan hidup spesies, kesuburan, laju perkembangan, keberhasilan perkawinan, atau aspek kehidupan lainnya.

Keseimbangan alami

Frekuensi gen tetap konstan dari generasi ke generasi, asalkan tidak ada faktor pengganggu yang mengganggu keseimbangan alam. Ini termasuk mutasi, migrasi (atau aliran gen), penyimpangan genetik acak, dan seleksi alam. Mutasi adalah perubahan spontan frekuensi gen dalam suatu populasi yang ditandai dengan rendahnya laju perkembangan. Dalam hal ini, seorang individu berpindah dari satu populasi ke populasi lainnya dan kemudian berubah. Acak adalah perubahan yang diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya dengan cara yang benar-benar acak.

Semua faktor ini mengubah frekuensi gen tanpa memperhatikan peningkatan atau penurunan kemungkinan organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi di lingkungan alaminya. Semuanya adalah proses acak. Dan seleksi alam, jenis-jenis seleksi alam, merupakan konsekuensi yang cukup mengganggu dari proses-proses ini, karena mereka meningkatkan frekuensi mutasi yang menguntungkan selama beberapa generasi dan menghilangkan komponen-komponen yang merugikan.

Apa itu seleksi alam?

Seleksi alam mendorong pelestarian kelompok organisme yang lebih mampu beradaptasi dengan kondisi fisik dan biologis habitatnya. Dia
dapat bertindak berdasarkan sifat fenotipik yang diwariskan dan, melalui tekanan selektif, dapat mempengaruhi segala aspek lingkungan, termasuk seleksi seksual dan persaingan dengan anggota spesies yang sama atau spesies lain.

Namun, bukan berarti proses ini selalu terarah dan efektif dalam evolusi adaptif. Seleksi alam, jenis seleksi alam secara umum, seringkali mengakibatkan tersingkirnya pilihan-pilihan yang kurang sesuai.

Variasi ada dalam seluruh populasi organisme. Hal ini terjadi sebagian karena mutasi acak terjadi pada genom suatu organisme, dan keturunannya dapat mewarisi mutasi tersebut. Sepanjang hidup, genom berinteraksi dengan lingkungan. Akibatnya, populasi berkembang.

Konsep seleksi alam

Seleksi alam adalah salah satu landasan biologi modern. Ia bertindak berdasarkan fenotip yang dasar genetiknya memberikan keuntungan reproduksi untuk prevalensi yang lebih besar dalam populasi. Seiring berjalannya waktu, proses ini dapat menyebabkan munculnya spesies baru. Dengan kata lain, ini merupakan proses evolusi yang penting (meskipun bukan satu-satunya) dalam suatu populasi.
Konsepnya sendiri dirumuskan dan diterbitkan pada tahun 1858 oleh Charles Darwin dan Alfredo Russell Wallace dalam presentasi makalah bersama mengenai

Istilah ini digambarkan sebagai analog yaitu proses dimana hewan dan tumbuhan dengan ciri-ciri tertentu dianggap diinginkan untuk berkembang biak dan bereproduksi. Konsep “seleksi alam” pada awalnya dikembangkan tanpa adanya teori hereditas. Pada saat Darwin menulis karyanya, ilmu pengetahuan belum mengembangkan kombinasi evolusi Darwin tradisional dengan penemuan-penemuan berikutnya di bidang genetika klasik dan molekuler yang disebut sintesis evolusioner modern. 3 jenis seleksi alam tetap menjadi penjelasan utama evolusi adaptif.

Bagaimana cara kerja seleksi alam?

Seleksi alam adalah mekanisme yang digunakan organisme hewan untuk beradaptasi dan berevolusi. Pada intinya, organisme individu yang paling mampu beradaptasi dengan lingkungannya akan bertahan hidup dan bereproduksi dengan sukses, menghasilkan keturunan yang subur. Setelah beberapa siklus perkembangbiakan, spesies tersebut menjadi dominan. Dengan demikian, alam menyaring individu-individu yang kurang beradaptasi demi kepentingan seluruh populasi.

Ini adalah mekanisme yang relatif sederhana yang menyebabkan anggota suatu populasi berubah seiring waktu. Faktanya, dapat dipecah menjadi lima tahapan utama: variasi, pewarisan, seleksi, waktu dan adaptasi.

Darwin tentang seleksi alam

Menurut ajaran Darwin, seleksi alam terdiri dari empat komponen:

1. Variasi. Organisme dalam suatu populasi menunjukkan perbedaan individu dalam penampilan dan perilaku. Perubahan ini dapat berupa ukuran tubuh, warna rambut, corak wajah, ciri vokal, atau jumlah keturunan yang dihasilkan. Di sisi lain, beberapa ciri kepribadian tidak berhubungan dengan perbedaan antar individu, seperti jumlah mata pada vertebrata.
2. Warisan. Beberapa sifat diturunkan secara berurutan dari orang tua kepada keturunannya. Ciri-ciri tersebut dapat diwariskan, sedangkan sifat-sifat lainnya sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan dan diwariskan secara lemah.
3. Populasi yang tinggi. Mayoritas hewan setiap tahunnya menghasilkan keturunan dalam jumlah yang jauh lebih besar daripada yang diperlukan untuk pemerataan sumber daya di antara mereka. Hal ini menyebabkan persaingan antarspesies dan kematian dini.
4. Kelangsungan hidup dan reproduksi yang berbeda. Semua jenis seleksi alam dalam populasi meninggalkan hewan-hewan yang mampu memperjuangkan sumber daya lokal.

Seleksi alam: jenis seleksi alam

Teori evolusi Darwin secara radikal mengubah arah pemikiran ilmiah masa depan. Pusatnya adalah seleksi alam, sebuah proses yang terjadi selama beberapa generasi berturut-turut dan didefinisikan sebagai reproduksi diferensial genotipe. Setiap perubahan lingkungan (misalnya perubahan warna batang pohon) dapat menyebabkan adaptasi di tingkat lokal. Berikut adalah jenis-jenis seleksi alam (Tabel No. 1):

Menstabilkan seleksi

Seringkali, frekuensi mutasi DNA secara statistik lebih tinggi pada beberapa spesies dibandingkan spesies lainnya. Jenis seleksi alam ini cenderung menghilangkan fenotipe ekstrem dari individu yang paling mampu beradaptasi terhadap lingkungan dalam suatu populasi. Oleh karena itu, keanekaragaman dalam satu spesies menurun. Namun, hal ini tidak berarti bahwa semua individu sama persis.

Menstabilkan seleksi alam dan jenis-jenisnya secara singkat dapat digambarkan sebagai rata-rata atau stabilisasi, dimana populasi menjadi lebih homogen. Ciri-ciri poligenik adalah yang paling terpengaruh. Ini berarti bahwa fenotipe dikendalikan oleh banyak gen dan terdapat berbagai kemungkinan hasil. Seiring waktu, beberapa gen dimatikan atau ditutupi oleh gen lain, bergantung pada adaptasi yang menguntungkan.

Banyak sifat manusia yang merupakan hasil seleksi tersebut. Berat badan lahir seseorang tidak hanya bersifat poligenik, tetapi juga dikendalikan oleh faktor lingkungan. Bayi baru lahir dengan berat lahir rata-rata lebih mungkin untuk bertahan hidup dibandingkan bayi yang terlalu kecil atau terlalu besar.

Seleksi alam yang diarahkan

Fenomena ini biasanya terlihat pada kondisi yang berubah seiring berjalannya waktu, misalnya cuaca, iklim, atau persediaan makanan yang dapat menyebabkan pemilihan arah. Partisipasi manusia juga dapat mempercepat proses ini. Pemburu paling sering membunuh spesimen besar untuk diambil dagingnya atau bagian hias atau berguna lainnya. Akibatnya, populasi akan cenderung condong ke individu yang lebih kecil.

Semakin banyak predator yang membunuh dan memakan individu yang lambat dalam suatu populasi, maka akan semakin besar bias terhadap anggota populasi yang lebih beruntung dan lebih cepat. Jenis-jenis seleksi alam (tabel dengan contoh No. 1) dapat ditunjukkan dengan lebih jelas dengan menggunakan contoh-contoh dari alam yang hidup.

Charles Darwin mempelajari seleksi arah ketika dia berada di Kepulauan Galapagos. Panjang paruh burung kutilang asli bervariasi dari waktu ke waktu karena sumber makanan yang tersedia. Dengan tidak adanya serangga, burung kutilang bertahan hidup dengan paruh yang besar dan panjang, yang membantu mereka memakan biji-bijian. Seiring waktu, serangga menjadi lebih banyak, dan dengan bantuan seleksi terarah, paruh burung secara bertahap menjadi lebih kecil.

Ciri-ciri seleksi diversifikasi (mengganggu).

Seleksi yang mengganggu adalah jenis seleksi alam yang menentang rata-rata karakteristik spesies dalam suatu populasi. Proses ini paling langka jika kita uraikan secara singkat jenis-jenis seleksi alam. Seleksi diversifikasi dapat mengakibatkan spesiasi dua atau lebih bentuk berbeda di wilayah yang mengalami perubahan lingkungan secara tiba-tiba. Seperti seleksi terarah, proses ini juga dapat diperlambat karena pengaruh destruktif dari faktor manusia dan pencemaran lingkungan.

Salah satu contoh seleksi disruptif yang paling banyak dipelajari adalah kasus kupu-kupu di London. Di daerah pedesaan, hampir semua individu berwarna terang. Namun, kupu-kupu yang sama ini berwarna sangat gelap di kawasan industri. Ada juga spesimen dengan intensitas warna sedang. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kupu-kupu gelap telah belajar bertahan hidup dan melarikan diri dari predator di kawasan industri di lingkungan perkotaan. Ngengat berwarna terang di kawasan industri mudah dideteksi dan dimakan oleh predator. Gambaran sebaliknya terjadi di daerah pedesaan. Kupu-kupu dengan intensitas warna sedang mudah terlihat di kedua lokasi sehingga hanya sedikit yang tersisa.

Jadi, arti dari seleksi disruptif adalah menggerakkan fenotipe ke arah ekstrem yang diperlukan untuk kelangsungan hidup suatu spesies.

Seleksi alam dan evolusi

Ide dasar teori evolusi adalah bahwa semua keanekaragaman spesies berevolusi secara bertahap dari bentuk kehidupan sederhana yang muncul lebih dari tiga miliar tahun yang lalu (sebagai perbandingan, usia bumi kira-kira 4,5 miliar tahun). Jenis-jenis seleksi alam, mulai dari bakteri pertama hingga manusia modern pertama, memainkan peran penting dalam perkembangan evolusioner ini.

Organisme yang kurang beradaptasi dengan lingkungannya cenderung tidak dapat bertahan hidup dan menghasilkan keturunan. Artinya, gen mereka kecil kemungkinannya untuk diwariskan ke generasi berikutnya. Jalan menuju keragaman genetik tidak boleh hilang, begitu pula kemampuan pada tingkat sel untuk merespons perubahan kondisi lingkungan.

SELEKSI ALAM adalah hasil perjuangan untuk eksistensi; hal ini didasarkan pada kelangsungan hidup preferensial dan meninggalkan keturunan oleh individu yang paling beradaptasi dari setiap spesies dan kematian organisme yang kurang beradaptasi

DI DALAM Dalam kondisi perubahan lingkungan yang konstan, seleksi alam menghilangkan bentuk-bentuk yang tidak beradaptasi dan melestarikan penyimpangan turun-temurun yang bertepatan dengan arah perubahan kondisi keberadaan. Ada perubahan norma reaksi atau perluasannya (norma reaksi disebut kemampuan tubuh untuk merespons perubahan adaptif terhadap tindakan faktor lingkungan; norma reaksi adalah batas variabilitas modifikasi yang dikendalikan oleh genotipe organisme tertentu). Bentuk seleksi ini ditemukan oleh Charles Darwin dan disebut penggerak .

Contohnya adalah perpindahan bentuk asli kupu-kupu ngengat birch yang berwarna terang menjadi bentuk berwarna gelap. Di tenggara Inggris, pada masa lalu, selain bentuk kupu-kupu yang berwarna terang, kadang-kadang ditemukan juga kupu-kupu yang berwarna gelap. Di daerah pedesaan, warna terang pada kulit kayu birch ternyata bersifat protektif; warnanya tidak terlihat, sedangkan warna gelap, sebaliknya, menonjol dengan latar belakang terang dan menjadi mangsa empuk bagi burung. Di kawasan industri, akibat pencemaran lingkungan dengan jelaga industri, bentuk berwarna gelap mendapatkan keuntungan dan dengan cepat menggantikan bentuk berwarna terang. Dengan demikian, dari 700 spesies kupu-kupu di negeri ini, selama 120 tahun terakhir, 70 spesies ngengat telah berubah warna terang menjadi gelap. Gambaran yang sama juga terlihat di kawasan industri lain di Eropa. Contoh serupa termasuk munculnya serangga yang kebal insektisida, bentuk mikroorganisme yang kebal antibiotik, penyebaran tikus yang kebal racun, dan lain-lain.

Ilmuwan dalam negeri I. I. Shmalgauzen menemukan menstabilkan membentuk seleksi, yang beroperasi dalam kondisi keberadaan yang konstan. Bentuk seleksi ini bertujuan untuk mempertahankan norma yang ada. Dalam hal ini, keteguhan norma reaksi dipertahankan selama lingkungan tetap stabil, sementara individu yang menyimpang dari norma rata-rata menghilang dari populasi. Misalnya, saat hujan salju dan angin kencang, burung pipit bersayap pendek dan bersayap panjang mati, namun individu dengan ukuran sayap rata-rata selamat. Atau contoh lain: keteguhan bagian-bagian bunga dibandingkan dengan organ vegetatif tanaman, karena proporsi bunga disesuaikan dengan ukuran serangga penyerbuk (lebah tidak dapat menembus mahkota bunga yang terlalu sempit, belalai kupu-kupu tidak dapat menyentuh benang sari bunga yang terlalu pendek dengan mahkota yang panjang). Selama jutaan tahun, stabilisasi seleksi melindungi spesies dari perubahan signifikan, namun hanya selama kondisi kehidupan tidak berubah secara signifikan.

Juga dibedakan merobek, ataumengganggu , seleksi terjadi dalam lingkungan yang beragam: tidak hanya satu sifat yang dipilih, namun beberapa sifat berbeda, yang masing-masing mendukung kelangsungan hidup dalam batas sempit kisaran populasi. Oleh karena itu, penduduknya terbagi menjadi beberapa kelompok. Misalnya, beberapa serigala di Pegunungan Kitskill AS terlihat seperti anjing greyhound ringan dan berburu rusa, sementara serigala lain di area yang sama, lebih berat, berkaki pendek, biasanya menyerang kawanan domba. Seleksi disruptif terjadi dalam kondisi perubahan lingkungan yang tajam: bentuk-bentuk dengan perubahan multi arah bertahan di pinggiran populasi; mereka memunculkan kelompok baru di mana seleksi yang menstabilkan mulai berlaku. Tak satu pun dari bentuk seleksi terjadi di alam dalam bentuknya yang murni, karena faktor lingkungan berubah dan bertindak bersama-sama sebagai satu kesatuan. Namun, dalam kurun waktu sejarah tertentu, salah satu bentuk seleksi bisa menjadi yang utama.

Segala bentuk seleksi alam merupakan suatu mekanisme tunggal, yang bertindak atas dasar statistik sebagai pengatur sibernetik, menjaga keseimbangan populasi dengan kondisi lingkungan sekitarnya. Peran kreatif seleksi alam tidak hanya dalam menghilangkan yang belum beradaptasi, tetapi juga mengarahkan adaptasi yang muncul (hasil mutasi dan rekombinasi), “memilih” dalam serangkaian generasi yang panjang hanya generasi yang paling banyak. cocok dalam kondisi keberadaan tertentu , yang mengarah pada munculnya lebih banyak bentuk kehidupan baru.

Bentuk seleksi alam (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologi dalam tabel. M., 2000)

Perguruan Tinggi Politeknik Snezhinsky

Laporan biologi dengan topik:

"Seleksi alam"

Diselesaikan oleh: siswa tahun pertama

Grup F-18D

Yakunina Elena

Diperiksa oleh: Budalova I.B.

Snezhinsk 2009

Seleksi alam

a) Seleksi yang tidak stabil

b) Seleksi seksual

c) Pemilihan kelompok

d) Pemilihan arah (mengemudi)

d) Menstabilkan seleksi

f) Seleksi yang mengganggu (memotong-motong).

Kesimpulan

Referensi

Seleksi alam

Seleksi alam- hasil perjuangan untuk eksistensi; hal ini didasarkan pada kelangsungan hidup preferensial dan meninggalkan keturunan dengan individu yang paling beradaptasi dari setiap spesies dan kematian organisme yang kurang beradaptasi.

Proses mutasi, fluktuasi jumlah populasi, dan isolasi menciptakan heterogenitas genetik dalam suatu spesies. Namun tindakan mereka tidak terarah. Evolusi adalah proses terarah yang terkait dengan perkembangan adaptasi, dengan komplikasi progresif dari struktur dan fungsi hewan dan tumbuhan. Hanya ada satu faktor evolusi yang terarah - seleksi alam.

Baik individu tertentu atau seluruh kelompok dapat diseleksi. Sebagai hasil seleksi kelompok, sering kali terakumulasi ciri-ciri dan sifat-sifat yang tidak menguntungkan bagi individu, tetapi berguna bagi populasi dan seluruh spesies (lebah yang menyengat mati, tetapi dengan menyerang musuh, ia menyelamatkan keluarga). Bagaimanapun, seleksi mempertahankan organisme yang paling mampu beradaptasi dengan lingkungan tertentu dan beroperasi dalam populasi. Jadi, populasilah yang menjadi arena seleksi.

Seleksi alam harus dipahami sebagai reproduksi genotipe (atau kompleks gen) yang selektif (diferensial). Dalam proses seleksi alam, yang penting bukanlah kelangsungan hidup atau kematian individu, melainkan reproduksi diferensial mereka. Keberhasilan dalam reproduksi individu yang berbeda dapat menjadi kriteria objektif seleksi alam genetik-evolusi. Signifikansi biologis suatu individu yang menghasilkan keturunan ditentukan oleh kontribusi genotipe terhadap kumpulan gen suatu populasi. Seleksi dari generasi ke generasi berdasarkan fenotipe mengarah pada seleksi genotipe, karena bukan sifat, melainkan kompleks gen yang diwariskan kepada keturunan. Bagi evolusi, tidak hanya genotipe yang penting, tetapi juga fenotipe dan variabilitas fenotipik.

Selama berekspresi, suatu gen dapat mempengaruhi banyak sifat. Oleh karena itu, ruang lingkup seleksi tidak hanya mencakup sifat-sifat yang meningkatkan kemungkinan menghasilkan keturunan, tetapi juga sifat-sifat yang tidak berhubungan langsung dengan reproduksi. Mereka dipilih secara tidak langsung sebagai hasil korelasi.

a) Seleksi yang tidak stabil

Seleksi yang tidak stabil- ini adalah penghancuran korelasi dalam tubuh dengan seleksi intensif di setiap arah tertentu. Contohnya adalah seleksi yang bertujuan mengurangi agresivitas menyebabkan destabilisasi siklus perkembangbiakan.

Menstabilkan seleksi mempersempit norma reaksi. Namun, di alam sering kali terdapat kasus di mana relung ekologi suatu spesies menjadi semakin luas seiring berjalannya waktu. Dalam hal ini, individu dan populasi dengan norma reaksi yang lebih luas menerima keuntungan selektif, sekaligus mempertahankan nilai rata-rata sifat yang sama. Bentuk seleksi alam ini pertama kali dijelaskan oleh evolusionis Amerika George G. Simpson dengan nama seleksi sentrifugal. Akibatnya, terjadi proses yang merupakan kebalikan dari seleksi stabilisasi: mutasi dengan laju reaksi yang lebih luas mendapat keuntungan.

Dengan demikian, populasi katak danau yang hidup di kolam dengan pencahayaan yang heterogen, dengan area bergantian yang ditumbuhi rumput bebek, alang-alang, cattails, dan dengan “jendela” perairan terbuka, dicirikan oleh berbagai variabilitas warna (akibat dari bentuk destabilisasi). seleksi alam). Sebaliknya, di perairan dengan penerangan dan warna yang seragam (kolam yang seluruhnya ditumbuhi rumput bebek, atau kolam terbuka), kisaran variabilitas warna katak adalah sempit (hasil dari bentuk seleksi alam yang menstabilkan).

Dengan demikian, bentuk seleksi yang tidak stabil pergi ke perluasan norma reaksi.

B) Seleksi seksual

Seleksi seksual- seleksi alam dalam satu jenis kelamin, bertujuan untuk mengembangkan sifat-sifat yang terutama memberikan peluang untuk meninggalkan keturunan sebanyak-banyaknya.

Jantan dari banyak spesies menunjukkan dengan jelas ciri-ciri seksual sekunder yang pada pandangan pertama tampak non-adaptif: ekor burung merak, bulu cerah burung cendrawasih dan burung beo, jambul merah pada ayam jantan, warna ikan tropis yang mempesona, nyanyian burung dan katak, dll. Banyak dari ciri-ciri ini mempersulit kehidupan pembawa mereka dan membuat mereka mudah terlihat oleh predator. Nampaknya ciri-ciri tersebut tidak memberikan keuntungan apapun bagi para pembawanya dalam perjuangan untuk eksistensi, namun sifatnya sangat luas. Peran apa yang dimainkan seleksi alam dalam kemunculan dan penyebarannya?

Kita telah mengetahui bahwa kelangsungan hidup organisme merupakan hal yang penting, namun bukan satu-satunya komponen seleksi alam. Komponen penting lainnya adalah daya tarik bagi lawan jenis. Charles Darwin menyebut fenomena ini seleksi seksual. Dia pertama kali menyebutkan bentuk seleksi ini dalam On the Origin of Species dan kemudian menganalisisnya secara rinci dalam The Descent of Man and Sexual Selection. Ia percaya bahwa “bentuk seleksi ini ditentukan bukan oleh perjuangan untuk eksistensi dalam hubungan makhluk hidup satu sama lain atau dengan kondisi eksternal, tetapi oleh persaingan antara individu dari satu jenis kelamin, biasanya laki-laki, untuk mendapatkan kepemilikan individu dari jenis kelamin lain. seks."

Seleksi seksual merupakan seleksi alam untuk keberhasilan reproduksi. Sifat-sifat yang mengurangi kelangsungan hidup inangnya dapat muncul dan menyebar jika manfaat yang diberikannya bagi keberhasilan reproduksi jauh lebih besar dibandingkan kerugiannya dalam kelangsungan hidup. Pejantan yang berumur pendek tetapi disukai betina sehingga menghasilkan banyak keturunan memiliki kebugaran keseluruhan yang jauh lebih tinggi dibandingkan yang berumur panjang tetapi menghasilkan sedikit keturunan. Pada banyak spesies hewan, sebagian besar pejantan tidak ikut serta dalam reproduksi sama sekali. Di setiap generasi, persaingan sengit muncul antara laki-laki untuk perempuan. Persaingan ini bisa bersifat langsung, dan diwujudkan dalam bentuk perebutan wilayah atau pertarungan turnamen. Bisa juga terjadi dalam bentuk tidak langsung dan ditentukan oleh pilihan perempuan. Dalam kasus di mana perempuan memilih laki-laki, persaingan laki-laki terwujud melalui penampilan yang flamboyan atau perilaku pacaran yang rumit. Betina memilih jantan yang paling mereka sukai. Biasanya, ini adalah laki-laki paling cerdas. Tapi kenapa wanita menyukai pria yang cerdas?

Beras. 7. Warna-warna cerah pada burung muncul dalam evolusi akibat seleksi seksual.

Kebugaran seorang wanita bergantung pada seberapa objektif dia menilai potensi kebugaran calon ayah dari anak-anaknya. Dia harus memilih laki-laki yang anak laki-lakinya mudah beradaptasi dan menarik bagi perempuan.

Dua hipotesis utama tentang mekanisme seleksi seksual telah diajukan.

Menurut hipotesis “anak laki-laki yang menarik”, logika pilihan perempuan agak berbeda. Jika laki-laki yang berwarna cerah, karena alasan apa pun, menarik bagi perempuan, maka ada baiknya memilih ayah yang berwarna cerah untuk calon anak laki-lakinya, karena anak laki-lakinya akan mewarisi gen berwarna cerah dan akan menarik bagi perempuan di generasi berikutnya. Dengan demikian, muncul umpan balik positif yang mengarah pada fakta bahwa dari generasi ke generasi kecerahan bulu jantan menjadi semakin intens. Prosesnya terus berkembang hingga mencapai batas kelayakannya. Mari kita bayangkan sebuah situasi di mana betina memilih jantan dengan ekor yang lebih panjang. Jantan berekor panjang menghasilkan keturunan lebih banyak dibandingkan jantan berekor pendek dan sedang. Dari generasi ke generasi, panjang ekornya bertambah karena betina memilih jantan bukan dengan ukuran ekor tertentu, melainkan dengan ukuran lebih besar dari rata-rata. Akhirnya, ekornya mencapai panjang yang merugikan vitalitas pejantan dan diimbangi dengan daya tariknya di mata betina.

Dalam menjelaskan hipotesis tersebut, kami mencoba memahami logika tindakan burung betina. Tampaknya kita berharap terlalu banyak dari mereka, sehingga perhitungan kebugaran yang rumit seperti itu hampir tidak mungkin dilakukan oleh mereka. Kenyataannya, perempuan tidak lebih atau kurang logis dalam memilih laki-laki dibandingkan dengan semua perilaku lainnya. Ketika seekor hewan merasa haus, ia tidak beralasan bahwa ia harus minum air untuk mengembalikan keseimbangan air-garam dalam tubuhnya - ia pergi ke sumber air karena merasa haus. Ketika seekor lebah pekerja menyengat predator yang menyerang sarangnya, dia tidak memperhitungkan seberapa besar pengorbanan diri ini meningkatkan kebugaran saudara perempuannya secara keseluruhan - dia mengikuti naluri. Demikian pula, betina, ketika memilih jantan yang cerdas, mengikuti naluri mereka - mereka menyukai ekor yang cerah. Semua orang yang nalurinya menyarankan perilaku berbeda, semuanya tidak meninggalkan keturunan. Jadi, yang kita bahas bukanlah logika perempuan, melainkan logika perjuangan eksistensi dan seleksi alam - sebuah proses buta dan otomatis yang terus menerus terjadi dari generasi ke generasi, telah membentuk segala ragam bentuk, warna, dan naluri yang menakjubkan. kita amati di dunia alam yang hidup.

c) Pemilihan kelompok

Seleksi kelompok, sering juga disebut seleksi kelompok, adalah reproduksi diferensial dari populasi lokal yang berbeda. W. Wright membandingkan dua jenis sistem populasi - populasi besar yang terus menerus dan serangkaian koloni kecil semi-terisolasi - sehubungan dengan efisiensi seleksi teoritis. Diasumsikan bahwa ukuran keseluruhan kedua sistem populasi adalah sama dan organisme saling kawin secara bebas.

Dalam populasi besar yang terus menerus, seleksi relatif tidak efektif dalam meningkatkan frekuensi mutasi resesif yang menguntungkan namun jarang terjadi. Selain itu, setiap kecenderungan menuju peningkatan frekuensi alel menguntungkan di satu bagian populasi besar tertentu dapat dilawan dengan kawin silang dengan subpopulasi tetangga yang alelnya jarang ditemukan. Dengan cara yang sama, kombinasi gen baru yang menguntungkan yang berhasil terbentuk di beberapa lobus lokal dari populasi tertentu dipecah menjadi beberapa bagian dan dihilangkan sebagai akibat persilangan dengan individu dari lobus tetangga.

Semua kesulitan ini sebagian besar dapat diatasi dalam sistem kependudukan yang strukturnya menyerupai serangkaian pulau tersendiri. Di sini seleksi, atau seleksi bersama dengan penyimpangan genetik, dapat dengan cepat dan efisien meningkatkan frekuensi beberapa alel langka yang menguntungkan dalam satu atau lebih koloni kecil. Kombinasi gen baru yang menguntungkan juga dapat dengan mudah terbentuk di satu atau lebih koloni kecil. Isolasi melindungi kumpulan gen dari koloni-koloni ini agar tidak “dibanjiri” sebagai akibat dari migrasi dari koloni lain yang tidak memiliki gen yang menguntungkan tersebut, dan dari persilangan dengan mereka. Hingga saat ini, model tersebut hanya mencakup seleksi individu atau—untuk beberapa koloni—seleksi individu yang dikombinasikan dengan penyimpangan genetik.

Sekarang mari kita asumsikan bahwa lingkungan di mana sistem populasi ini berada telah berubah, akibatnya kemampuan adaptasi genotipe sebelumnya menurun. Dalam lingkungan baru, gen baru yang menguntungkan atau kombinasi gen yang terbentuk di beberapa koloni mempunyai potensi nilai adaptif yang tinggi bagi sistem populasi secara keseluruhan. Sekarang semua kondisi sudah siap untuk seleksi grup untuk ikut bermain. Koloni-koloni yang kurang mampu beradaptasi berangsur-angsur menurun dan punah, dan koloni-koloni yang lebih mampu beradaptasi akan berkembang dan menggantikannya di seluruh wilayah yang ditempati oleh sistem populasi tertentu. Sistem populasi yang terbagi seperti itu memperoleh serangkaian karakteristik adaptif baru sebagai hasil seleksi individu dalam beberapa koloni, diikuti dengan reproduksi diferensial dari koloni yang berbeda. Kombinasi seleksi kelompok dan individu dapat membuahkan hasil yang tidak dapat dicapai hanya dengan seleksi individu.

Telah ditetapkan bahwa seleksi kelompok merupakan proses tingkat kedua yang melengkapi proses utama seleksi individu. Sebagai proses tingkat kedua, seleksi kelompok harus berjalan lambat, mungkin jauh lebih lambat dibandingkan seleksi individu. Memperbarui populasi membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan memperbarui individu.

Konsep seleksi kelompok telah diterima secara luas di beberapa kalangan, namun telah ditolak oleh ilmuwan lain. Mereka berpendapat bahwa kemungkinan pola seleksi individu yang berbeda mampu menghasilkan semua efek yang dikaitkan dengan seleksi kelompok. Wade melakukan serangkaian percobaan pemuliaan dengan kumbang tepung (Tribolium castaneum) untuk menyelidiki efektivitas seleksi kelompok dan menemukan bahwa kumbang merespons jenis seleksi ini. Selain itu, ketika seleksi individu dan kelompok secara bersamaan mempengaruhi suatu sifat, dan dalam arah yang sama, tingkat perubahan sifat ini lebih tinggi dibandingkan dengan seleksi individu saja (Bahkan imigrasi moderat (6 dan 12%) tidak mencegah diferensiasi populasi yang disebabkan oleh seleksi kelompok.

Salah satu ciri dunia organik yang sulit dijelaskan berdasarkan seleksi individu, tetapi dapat dianggap sebagai hasil seleksi kelompok, adalah reproduksi seksual. Meskipun model-model yang telah diciptakan di mana reproduksi seksual lebih disukai oleh seleksi individu, model-model tersebut tampaknya tidak realistis. Reproduksi seksual adalah proses yang menciptakan variasi rekombinasi dalam populasi kawin silang. Yang diuntungkan dari reproduksi seksual bukanlah genotipe induk yang membusuk selama proses rekombinasi, melainkan populasi generasi mendatang yang stok variabilitasnya meningkat. Hal ini menyiratkan partisipasi sebagai salah satu faktor dalam proses selektif di tingkat penduduk.

G)

Beras. 1. Bentuk pendorong seleksi alam

Pemilihan arah (mengemudi) dijelaskan oleh Charles Darwin, dan doktrin modern tentang pemilihan mengemudi dikembangkan oleh J. Simpson.

Inti dari bentuk seleksi ini adalah menyebabkan perubahan komposisi genetik suatu populasi secara progresif atau searah, yang diwujudkan dalam pergeseran nilai rata-rata sifat-sifat terpilih ke arah penguatan atau pelemahannya. Hal ini terjadi ketika suatu populasi sedang dalam proses adaptasi terhadap lingkungan baru atau ketika terjadi perubahan lingkungan secara bertahap yang diikuti dengan perubahan populasi secara bertahap.

Dengan perubahan lingkungan eksternal yang berkepanjangan, keuntungan dalam aktivitas hidup dan reproduksi dapat diperoleh oleh beberapa individu dari spesies dengan beberapa penyimpangan dari norma rata-rata. Hal ini akan menyebabkan perubahan struktur genetik, munculnya adaptasi baru secara evolusioner, dan restrukturisasi organisasi spesies. Kurva variasi bergeser ke arah adaptasi terhadap kondisi keberadaan baru.

Gambar 2. Ketergantungan frekuensi bentuk gelap ngengat birch pada tingkat polusi atmosfer

Bentuk berwarna terang tidak terlihat pada batang pohon birch yang ditutupi lumut. Dengan berkembangnya industri secara intensif, sulfur dioksida yang dihasilkan oleh pembakaran batu bara menyebabkan matinya lumut kerak di kawasan industri, dan akibatnya ditemukan kulit pohon yang berwarna gelap. Dengan latar belakang gelap, ngengat berwarna terang dipatuk oleh burung robin dan sariawan, sedangkan bentuk melanik, yang kurang terlihat dengan latar belakang gelap, bertahan dan berhasil direproduksi. Selama 100 tahun terakhir, lebih dari 80 spesies kupu-kupu telah berevolusi menjadi bentuk gelap. Fenomena ini sekarang dikenal sebagai melanisme industri. Seleksi mengemudi menyebabkan munculnya spesies baru.

Beras. 3. Melanisme industri. Bentuk kupu-kupu yang gelap tidak terlihat pada batang yang gelap, dan kupu-kupu yang terang tidak terlihat pada batang yang terang.

Serangga, kadal dan sejumlah penghuni rumput lainnya berwarna hijau atau coklat; penghuni gurun berwarna pasir. Bulu hewan yang hidup di hutan, seperti macan tutul, diwarnai dengan bintik-bintik kecil yang mengingatkan pada silau matahari, sedangkan bulu harimau meniru warna dan bayangan batang alang-alang atau alang-alang. Pewarnaan ini disebut protektif.

Pada predator, hal ini terjadi karena fakta bahwa pemiliknya dapat menyelinap ke mangsanya tanpa disadari, dan pada organisme yang menjadi mangsa, karena fakta bahwa mangsanya kurang terlihat oleh predator. Bagaimana penampilannya? Banyak sekali mutasi yang telah dan terus memberikan berbagai macam bentuk, warna yang berbeda-beda. Dalam beberapa kasus, warna hewan tersebut ternyata mendekati latar belakang lingkungannya, yaitu. menyembunyikan binatang itu, memainkan peran protektif. Hewan-hewan yang warna pelindungnya lemah dibiarkan tanpa makanan atau menjadi korban, dan kerabat mereka, yang memiliki warna pelindung lebih baik, muncul sebagai pemenang dalam perjuangan eksistensi antarspesies.

Seleksi terarah mendasari seleksi buatan, di mana perkawinan selektif individu-individu yang memiliki sifat-sifat fenotipik yang diinginkan meningkatkan frekuensi sifat-sifat tersebut dalam suatu populasi. Dalam serangkaian percobaan, Falconer memilih individu terberat dari populasi tikus berumur enam minggu dan membiarkan mereka kawin satu sama lain. Dia melakukan hal yang sama dengan tikus yang paling ringan. Persilangan selektif berdasarkan berat badan menyebabkan terciptanya dua populasi, yang satu bobotnya bertambah, dan yang lain menurun.

Setelah seleksi dihentikan, tidak ada kelompok yang kembali ke berat semula (kira-kira 22 gram). Hal ini menunjukkan bahwa seleksi buatan untuk sifat-sifat fenotipik menyebabkan beberapa seleksi genotip dan hilangnya sebagian alel pada kedua populasi.

D) Menstabilkan seleksi

Beras. 4. Menstabilkan bentuk seleksi alam

Menstabilkan seleksi dalam kondisi lingkungan yang relatif konstan, seleksi alam diarahkan terhadap individu-individu yang karakteristiknya menyimpang dari norma rata-rata dalam satu arah atau lainnya.

Seleksi yang menstabilkan menjaga keadaan suatu populasi, memastikan kebugaran maksimumnya dalam kondisi keberadaan yang konstan. Pada setiap generasi, individu yang menyimpang dari nilai rata-rata optimal untuk sifat adaptif akan dihilangkan.

Banyak contoh tindakan menstabilkan seleksi di alam telah dijelaskan. Misalnya, pada pandangan pertama tampaknya kontribusi terbesar terhadap kumpulan gen generasi berikutnya harus diberikan oleh individu dengan kesuburan maksimal.

Namun pengamatan terhadap populasi alami burung dan mamalia menunjukkan bahwa hal tersebut tidak terjadi. Semakin banyak anak ayam atau anaknya di dalam sarang, semakin sulit memberi makan mereka, semakin kecil dan lemah mereka masing-masing. Hasilnya, individu dengan kesuburan rata-rata adalah yang paling bugar.

Seleksi menuju mean telah ditemukan untuk berbagai sifat. Pada mamalia, bayi baru lahir dengan berat badan sangat rendah dan sangat tinggi lebih mungkin meninggal saat lahir atau pada minggu-minggu pertama kehidupannya dibandingkan bayi baru lahir dengan berat badan rata-rata. Sebuah penelitian terhadap ukuran sayap burung yang mati setelah badai menunjukkan bahwa kebanyakan dari mereka memiliki sayap yang terlalu kecil atau terlalu besar. Dan dalam hal ini, rata-rata individu adalah yang paling beradaptasi.

Apa alasan kemunculan terus-menerus bentuk-bentuk yang beradaptasi buruk dalam kondisi keberadaan yang konstan? Mengapa seleksi alam tidak mampu membersihkan suatu populasi dari bentuk-bentuk menyimpang yang tidak diinginkan? Alasannya bukan hanya karena munculnya mutasi-mutasi baru secara terus-menerus. Alasannya adalah genotipe heterozigot seringkali merupakan genotipe yang paling cocok. Ketika disilangkan, mereka terus-menerus membelah dan keturunannya menghasilkan keturunan homozigot dengan kebugaran yang berkurang. Fenomena ini disebut polimorfisme seimbang.

Gambar.5. Peta sebaran penyakit sel sabit di wilayah malaria. Warna menunjukkan daerah malaria. Area yang diarsir menunjukkan tingginya insiden penyakit sel sabit

Contoh polimorfisme yang paling banyak diketahui adalah anemia sel sabit. Penyakit darah parah ini terjadi pada orang yang homozigot pada gang hemoglobin mutan (Hb S) dan menyebabkan kematian pada usia dini. Pada sebagian besar populasi manusia, frekuensi gang ini sangat rendah dan kira-kira sama dengan frekuensi kemunculannya akibat mutasi. Namun, penyakit ini cukup umum terjadi di wilayah di mana malaria sering terjadi. Ternyata heterozigot untuk Hb S memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap malaria dibandingkan homozigot untuk gang normal. Berkat ini, pada populasi yang tinggal di daerah malaria, heterozigositas untuk jalur homozigot yang mematikan ini tercipta dan dipertahankan secara stabil.

Menstabilkan seleksi adalah mekanisme akumulasi variabilitas dalam populasi alami. Ilmuwan terkemuka I.I. Shmalgauzen adalah orang pertama yang menarik perhatian pada fitur stabilisasi seleksi ini. Ia menunjukkan bahwa bahkan dalam kondisi keberadaan yang stabil, seleksi alam maupun evolusi tidak berhenti. Sekalipun fenotipnya tidak berubah, populasinya tidak berhenti berevolusi. Susunan genetiknya terus berubah. Seleksi yang menstabilkan menciptakan sistem genetik yang memastikan pembentukan fenotipe optimal yang serupa berdasarkan beragam genotipe. Mekanisme genetik seperti dominasi, epistasis, aksi gen yang saling melengkapi, penetrasi yang tidak lengkap, dan cara lain untuk menyembunyikan variabilitas genetik disebabkan oleh stabilisasi seleksi.

Bentuk seleksi alam yang menstabilkan melindungi genotipe yang ada dari pengaruh destruktif proses mutasi, yang menjelaskan, misalnya, keberadaan bentuk-bentuk purba seperti hatteria dan ginkgo.

Berkat stabilisasi seleksi, “fosil hidup” yang hidup dalam kondisi lingkungan yang relatif konstan bertahan hingga hari ini:

1. hatteria, yang mempunyai ciri-ciri reptilia zaman Mesozoikum;

2. coelacanth, keturunan ikan bersirip lobus, tersebar luas pada zaman Paleozoikum;

3. Opossum Amerika Utara - hewan berkantung yang dikenal sejak zaman Kapur;

Bentuk seleksi yang menstabilkan berlaku selama kondisi yang mengarah pada pembentukan suatu sifat atau sifat tertentu tetap ada.

Penting untuk dicatat di sini bahwa keteguhan kondisi tidak berarti kekekalannya. Kondisi lingkungan berubah secara teratur sepanjang tahun. Menstabilkan seleksi mengadaptasi populasi terhadap perubahan musiman ini. Siklus reproduksi diatur waktunya agar bertepatan dengan siklus tersebut, sehingga hewan muda dilahirkan pada musim ketika sumber makanan maksimum. Semua penyimpangan dari siklus optimal ini, yang direproduksi dari tahun ke tahun, dihilangkan dengan menstabilkan seleksi. Keturunan yang lahir terlalu dini mati karena kekurangan makanan; keturunan yang lahir terlambat tidak punya waktu untuk bersiap menghadapi musim dingin. Bagaimana hewan dan tumbuhan mengetahui bahwa musim dingin akan datang? Pada awal musim dingin? Tidak, ini bukan petunjuk yang bisa diandalkan. Fluktuasi suhu jangka pendek bisa sangat menyesatkan. Jika pada suatu tahun cuaca menjadi lebih hangat dari biasanya, bukan berarti musim semi telah tiba. Mereka yang bereaksi terlalu cepat terhadap sinyal yang tidak dapat diandalkan ini berisiko kehilangan keturunan. Lebih baik menunggu tanda musim semi yang lebih dapat diandalkan - bertambahnya jam siang hari. Pada sebagian besar spesies hewan, sinyal inilah yang memicu mekanisme perubahan musiman dalam fungsi vital: siklus reproduksi, molting, migrasi, dll. I.I. Schmalhausen dengan meyakinkan menunjukkan bahwa adaptasi universal ini muncul sebagai akibat dari seleksi yang stabil.

Dengan demikian, menstabilkan seleksi, mengesampingkan penyimpangan dari norma, secara aktif membentuk mekanisme genetik yang menjamin perkembangan organisme yang stabil dan pembentukan fenotipe optimal berdasarkan berbagai genotipe. Ini memastikan fungsi organisme yang stabil dalam berbagai fluktuasi kondisi eksternal yang biasa bagi spesies tersebut.

f) Seleksi yang mengganggu (memotong-motong).

Beras. 6. Suatu bentuk seleksi alam yang mengganggu

Seleksi yang mengganggu mendukung pelestarian tipe ekstrim dan penghapusan tipe perantara. Akibatnya, hal ini mengarah pada pelestarian dan peningkatan polimorfisme. Seleksi terputus-putus terjadi pada berbagai kondisi lingkungan yang ditemukan di wilayah yang sama dan mempertahankan beberapa bentuk fenotip yang berbeda dengan mengorbankan individu dengan norma rata-rata. Jika kondisi lingkungan telah banyak berubah sehingga sebagian besar spesies kehilangan kebugarannya, maka individu dengan penyimpangan ekstrim dari norma rata-rata akan mendapatkan keuntungan. Bentuk-bentuk seperti itu berkembang biak dengan cepat dan beberapa bentuk baru terbentuk berdasarkan satu kelompok.

Salah satu model seleksi disruptif adalah situasi munculnya ikan predator kerdil dalam tubuh yang memiliki sedikit makanan. Seringkali tupai yang berumur kurang dari satu tahun tidak memiliki cukup makanan berupa benih ikan. Dalam hal ini, keuntungannya adalah yang tumbuh paling cepat, yang dengan cepat mencapai ukuran yang memungkinkan mereka memakan rekan-rekannya. Sebaliknya, pemakan lebah dengan keterlambatan pertumbuhan maksimum akan berada pada posisi yang diuntungkan, karena ukurannya yang kecil memungkinkan mereka untuk tetap menjadi planktivora dalam waktu yang lama. Situasi seperti itu, melalui stabilisasi seleksi, dapat menyebabkan munculnya dua ikan predator.

Contoh menarik diberikan Darwin mengenai serangga yang menghuni pulau-pulau kecil di lautan. Mereka terbang dengan indah atau tidak memiliki sayap sama sekali. Rupanya, serangga-serangga itu terbawa ke laut karena hembusan angin yang tiba-tiba; Hanya mereka yang mampu menahan angin atau tidak terbang sama sekali yang selamat. Seleksi ke arah ini mengarah pada fakta bahwa di Pulau Madeira, dari 550 spesies kumbang, 200 tidak bisa terbang.

Contoh lain: di hutan yang tanahnya berwarna coklat, individu siput tanah sering kali memiliki cangkang berwarna coklat dan merah jambu, di daerah yang rerumputannya kasar dan kuning, warna kuning mendominasi, dll.

Populasi yang beradaptasi pada habitat yang berbeda secara ekologis dapat menempati wilayah geografis yang berdekatan; misalnya, di wilayah pesisir California, tumbuhan Giliaachilleaefolia diwakili oleh dua ras. Salah satu ras, ras “matahari”, tumbuh di lereng selatan yang berumput terbuka, sedangkan ras “peneduh” ditemukan di hutan ek yang rindang dan rumpun kayu merah. Ras-ras ini berbeda dalam ukuran kelopaknya - suatu ciri yang ditentukan secara genetik.

Hasil utama seleksi ini adalah terbentuknya polimorfisme populasi, yaitu. adanya beberapa kelompok yang berbeda karakteristiknya atau terisolasinya populasi yang berbeda sifatnya, yang mungkin menjadi penyebab divergensi.

Kesimpulan

Seperti faktor evolusi dasar lainnya, seleksi alam menyebabkan perubahan rasio alel dalam kumpulan gen suatu populasi. Dalam evolusi, seleksi alam memainkan peran kreatif. Dengan mengecualikan genotipe dengan nilai adaptif rendah dari reproduksi, dengan melestarikan kombinasi gen yang menguntungkan dengan keunggulan berbeda, ia mengubah gambaran variabilitas genotipe, yang awalnya berkembang di bawah pengaruh faktor acak, ke arah yang bijaksana secara biologis.

Referensi

1) Vlasova Z.A. Biologi. Buku Pegangan Siswa - Moskow, 1997

2) Green N. Biologi - Moskow, 2003

3) Kamlyuk L.V. Biologi dalam tanya jawab - Minsk, 1994

4) Lemeza N.A. Manual biologi - Minsk, 1998