زیست شناسی ۱۳۱ بازدید

انتخاب طبیعی بقای بهترین‌ها است. ارگانیسمی که به خوبی با محیط خود سازگار است، برای تولید مثل زنده می‌ماند. طبیعت‌شناس انگلیسی، چارلز داروین، پس از یک سفر پنج ساله برای مطالعه گیاهان، جانوران و فسیل‌ها در آمریکای جنوبی و جزایر اقیانوس آرام، ایده انتخاب طبیعی را مطرح کرد. در این مطلب به بررسی انتخاب طبیعی و تعاریف آن، انواع انتخاب طبیعی و مثال‌هایی از آن می‌پردازیم.

انتخاب طبیعی چیست؟

انتخاب طبیعی فرآیندی است که از طریق آن جمعیت موجودات زنده سازگار شده و تغییر می‌کنند. افراد در یک جمعیت به طور طبیعی متغیر هستند، به این معنی که همه آن‌ها از جهاتی با هم تفاوت دارند. این تنوع به این معنی است که برخی از افراد دارای ویژگی‌هایی بوده که بهتر از دیگران با محیط سازگار می‌شوند. افرادی که دارای ویژگی‌های انطباقی هستند یعنی ویژگی‌هایی که به آن‌ها مزیت خاصی می‌دهد احتمال بیشتری برای زنده ماندن و تولید مثل دارند. این افراد سپس ویژگی‌های سازگاری را به فرزندان خود منتقل می‌کنند. با گذشت زمان، این صفات سودمند در جمعیت بیشتر می‌شود. از طریق فرآیند انتخاب طبیعی، صفات مطلوب از طریق نسل‌ها منتقل می‌شود.

انتخاب طبیعی
داروین با مطالعه تغییر اندازه منقار سهره‌ها نظریه انتخاب طبیعی را مطرح کرد.

انتخاب طبیعی می‌تواند منجر به گونه‌زایی شود، جایی که یک گونه باعث ایجاد گونه‌های جدید و کاملاً متفاوت می‌شود. این یکی از فرآیندهایی است که تکامل را هدایت کرده و به توضیح تنوع حیات روی زمین کمک می‌کند. داروین نام انتخاب طبیعی را برای تضاد با «انتخاب مصنوعی» یا پرورش انتخابی که توسط انسان کنترل می‌شود، انتخاب کرد. او به عنوان نمونه‌ای از انتخاب مصنوعی به تفریح ​​کبوترپروری که یکی از سرگرمی‌های رایج در زمان خود بود اشاره کرد. علاقمندان با انتخاب اینکه کدام کبوترها با دیگران جفت می‌شوند، نژادهای کبوتر متمایز با پرهای شیک یا قادر به پرواز آکروباتیک ایجاد کردند که با کبوترهای وحشی متفاوت بود.

داروین و دیگر دانشمندان زمان خود استدلال کردند که فرآیندی بسیار شبیه به انتخاب مصنوعی در طبیعت بدون دخالت انسان اتفاق افتاده است. او استدلال کرد که انتخاب طبیعی توضیح می‌دهد که چگونه طیف گسترده‌ای از اشکال حیات در طول زمان از یک نیای مشترک منفرد ایجاد شده‌اند. داروین نمی‌دانست که ژن‌ها وجود دارند، اما می‌توانست ببیند که بسیاری از صفات ارثی هستند و از والدین به فرزندان منتقل می‌شوند.

داروین چگونه انتخاب طبیعی را مطرح کرد؟

نکته مهم این است که داروین فقط تکامل موجودات را مطرح نکرد. اگر این آغاز و پایان نظریه او بود، نام داروین به اندازه امروز در کتاب‌های درسی نبود. داروین همچنین مکانیزمی را برای تکامل پیشنهاد کرد به نام انتخاب طبیعی. این مکانیسم ظریف و منطقی بود و توضیح می‌داد که چگونه جمعیت‌ها می‌توانند تکامل یابند به گونه‌ای که به مرور زمان با محیط خود سازگارتر شوند. مفهوم داروین از انتخاب طبیعی بر اساس چندین مشاهدات کلیدی شامل موارد زیر بود:

  • صفات اغلب قابل وراثت هستند. در موجودات زنده، بسیاری از ویژگی‌ها به ارث می‌رسد یا از والدین به فرزندان منتقل می‌شود.
  • فرزندان بیشتری از آن چیزی که می‌توانند زنده بمانند تولید می‌شود. موجودات زنده قادرند فرزندان بیشتری نسبت به محیط زیستشان تولید کنند. بنابراین، رقابت برای منابع محدود در هر نسل وجود دارد.
  • فرزندان از نظر صفات ارثی متفاوت هستند. فرزندان در هر نسلی از نظر صفات (رنگ، ​​اندازه، شکل و غیره) اندکی با یکدیگر متفاوت خواهند بود و بسیاری از این ویژگی‌ها قابل ارث خواهند بود.

داروین بر اساس این مشاهدات ساده به نتایج زیر رسید:

  • در یک جمعیت، برخی از افراد دارای صفات ارثی هستند که به آن‌ها کمک می‌کند تا زنده بمانند و تولیدمثل کنند (با توجه به شرایط محیطی، مانند شکارچیان و منابع غذایی موجود). افرادی که دارای ویژگی‌های مفید هستند، فرزندان بیشتری نسبت به همسالان خود در نسل بعدی به جا می‌گذارند، زیرا این ویژگی‌ها آن‌ها را در بقا و تولیدمثل موثرتر می‌کند.
  • از آنجایی که صفات مفید ارثی هستند و از آنجا که موجودات دارای این صفات فرزندان بیشتری به جا می‌گذارند، این صفات در نسل بعدی رایج‌تر می‌شوند (در بخش بزرگ‌تری از جمعیت وجود دارد).
  • در طول نسل‌ها، جمعیت با محیط خود سازگار می‌شود (زیرا افراد دارای ویژگی‌های مفید در آن محیط، موفقیت باروری بیشتری نسبت به همسالان خود دارند).

داروین و انتخاب طبیعی

مدل تکامل داروین با انتخاب طبیعی به او اجازه داد تا الگوهایی را که در طول سفرهایش دیده بود توضیح دهد. به عنوان مثال، اگر گونه‌های فنچ گالاپاگوس اجداد مشترکی داشتند، منطقی بود که آن‌ها به طور کلی باید به یکدیگر شباهت داشته باشند (و فنچ‌های سرزمین اصلی که احتمالاً آن جد مشترک را داشتند). اگر گروه‌هایی از فنچ‌ها برای چندین نسل در جزایر جداگانه ایزوله شده بودند، با این حال، هر گروه در معرض محیط متفاوتی قرار می‌گرفت که در آن صفات ارثی مختلف، مانند اندازه‌ها و شکل‌های مختلف منقار برای استفاده از منابع غذایی مختلف مورد علاقه بود. این عوامل می‌توانست به شکل‌گیری گونه‌های متمایز در هر جزیره منجر شود.

انتخاب طبیعی چگونه کار می کند؟

در انتخاب طبیعی، جهش‌های ژنتیکی که برای بقای افراد مفید هستند، از طریق تولید مثل منتقل می‌شوند. این منجر به نسل جدیدی از موجودات می‌شود که احتمال بیشتری برای زنده ماندن و تولید مثل دارند. به عنوان مثال، تکامل گردن‌های بلند زرافه‌ها را قادر می‌سازد از برگ‌هایی تغذیه کنند که دیگران نمی‌توانند به آن‌ها دسترسی پیدا کنند و به آن‌ها مزیت رقابتی می‌دهد. به لطف منبع غذایی بهتر، کسانی که گردن بلندتری داشتند توانستند برای تولید مثل زنده بمانند و این ویژگی را به نسل بعدی منتقل کنند. کسانی که گردن کوتاه‌تری دارند و به غذای کمتری دسترسی دارند، کمتر احتمال دارد که برای انتقال ژن‌های خود زنده بمانند.

در ادامه نکات اصلی و مهم انتخاب طبیعی بررسی شده‌اند:

  • انتخاب طبیعی به محیط بستگی دارد: انتخاب طبیعی صفاتی که به نحوی ذاتاً برتر هستند را ترجیح نمی‌دهد. درعوض، صفاتی را که مفید هستند (یعنی به ارگانیسم کمک می‌کند تا بقا و تولید مثل مؤثرتر از همتایان خود داشته باشد) در محیط خاص مورد حمایت قرار می‌دهد. صفاتی که در یک محیط مفید هستند ممکن است در محیط دیگر مضر باشند.
  • انتخاب طبیعی بر روی تنوع ارثی موجود عمل می‌کند: انتخاب طبیعی به مقداری ماده اولیه نیاز دارد و این ماده اولیه تنوع، قابلیت به ارث رسیدن دارد. برای اینکه انتخاب طبیعی بر روی یک ویژگی عمل کند، از قبل باید تنوع (تفاوت بین افراد) برای آن ویژگی وجود داشته باشد. همچنین، تفاوت‌ها باید قابل وراثت باشند که توسط ژن‌های موجودات مشخص می‌شود.
  • تنوع ارثی از جهش‌های تصادفی ناشی می‌شود: منبع اصلی واریانت‌های ژنی جدید که صفات وراثتی جدیدی مانند رنگ خز تولید می‌کنند، جهش تصادفی (تغییر در توالی DNA) است. جهش‌های تصادفی که به فرزندان منتقل می‌شوند معمولاً در رده زایا یا دودمان سلول‌های اسپرم و تخمک ارگانیسم‌ها رخ می‌دهند. تولیدمثل جنسی، برای ایجاد تنوع بیشتر، انواع ژن‌ها را «مخلوط و منطبق» می‌کند.
مثال انتخاب طبیعی
در این تصویر نشان داده شده که چگونه صفات خاص (رنگ تیره یا روشن پروانه‌ها) به انتخاب طبیعی منجر می‌شوند.

تکامل چیست؟

ایده اصلی تکامل بیولوژیکی این است که جمعیت‌ها و گونه‌های موجودات در طول زمان تغییر می‌کنند. امروزه، وقتی به تکامل فکر می‌کنیم، احتمالاً این ایده را با شخص خاصی به نام چارلز داروین طبیعت‌شناس بریتانیایی مرتبط می‌دانیم. در آن، او پیشنهاد کرد که گونه‌ها تکامل می‌یابند و همه موجودات زنده می‌توانند نسب خود را به یک نیای مشترک ردیابی کنند. داروین در دهه 1850 کتابی تأثیرگذار و بحث برانگیز به نام «منشا گونه‌ها» نوشت. داروین همچنین مکانیسمی را برای تکامل پیشنهاد کرد: انتخاب طبیعی، که در آن صفات ارثی کمک‌کننده به زنده ماندن و تولید مثل موجودات در طول زمان در جمعیت رایج‌تر می‌شوند.

داروین پیشنهاد کرد که گونه‌ها می‌توانند در طول زمان تغییر کنند، گونه‌های جدید از گونه‌های از پیش به وجود می‌آیند، و همه گونه‌ها نیای مشترکی دارند. در این مدل، هر گونه مجموعه منحصر به فرد صفات خود را از تفاو‌ت‌های ارثی (ژنتیکی) از اجداد مشترک دارد که به تدریج در دوره‌های زمانی بسیار طولانی انباشته شده‌اند. رویدادهای انشعاب مکرر، که در آن گونه‌های جدید از یک جد مشترک جدا می‌شوند، درخت چند سطحی تولید می‌کنند که همه موجودات زنده را به هم پیوند می‌دهد.

درخت تکاملی
در این تصویر نشان داده شده است که همه موجودات یک نیای مشترک داشته و به مرور تکامل یافته‌اند.

داروین این فرآیند را که در آن گروه‌هایی از ارگانیسم‌ها در طول نسل‌ها در صفات ارثی خود تغییر می‌کنند، به‌عنوان «اصلاح تبار» یاد می‌کند. امروزه ما آن را تکامل می‌نامیم. طرح داروین در بالا ایده او را نشان می‌دهد و نشان می‌دهد که چگونه یک گونه می‌تواند در طول زمان به دو شاخه تبدیل شود و چگونه این فرآیند می‌تواند چندین بار در «شجره خانواده» گروهی از گونه‌های مرتبط تکرار شود. 4 مکانیسم ایجادکننده تکامل وجود دارد که شامل موارد زیر هستند:

  • انتخاب طبیعی
  • جهش
  • رانش ژنتیکی
  • جریان ژنی

جهش چیست؟

جهش‌ها تغییراتی در ساختار مولکول‌های سازنده ژن‌ها به نام DNA هستند. جهش ژن‌ها منبع مهمی از تنوع ژنتیکی در جمعیت است. جهش‌ها می‌توانند تصادفی باشند (به عنوان مثال، زمانی که سلول‌های تکثیر شده هنگام کپی کردن DNA خطا می‌کنند)، یا در نتیجه قرار گرفتن در معرض چیزی در محیط، مانند مواد شیمیایی مضر یا تشعشعات اتفاق بیفتند. جهش‌ها می‌توانند مضر، خنثی یا گاهی مفید باشند که منجر به ویژگی جدید و مفیدی می‌شود. هنگامی که جهش در سلول‌های زایا (تخمک و اسپرم) رخ می‌دهد، می‌تواند به فرزندان منتقل شود.

سازگاری، ویژگی فیزیکی یا رفتاری است که به ارگانیسم کمک می‌کند تا در محیط خود زنده بماند. اگر محیط به سرعت تغییر کند، برخی از گونه‌ها ممکن است نتوانند به اندازه کافی سریع از طریق انتخاب طبیعی سازگار شوند. از طریق مطالعه سوابق فسیلی، ما می‌دانیم که بسیاری از موجوداتی که زمانی روی زمین زندگی می‌کردند اکنون منقرض شده‌اند. دایناسورها یک نمونه هستند. گونه‌های مهاجم، ارگانیسم‌های بیماری‌زا، تغییرات فاجعه بار محیطی، یا یک شکارچی بسیار موفق همگی می‌توانند به انقراض گونه‌ها منجر شوند. امروزه اعمال انسان از جمله شکار بی‌رویه و تخریب زیستگاه‌ها عامل اصلی انقراض است. به نظر می‌رسد که امروزه انقراض‌ها با سرعت بسیار بیشتری نسبت به گذشته رخ می‌دهند، همانطور که در سوابق فسیلی نشان داده شده است.

مثال زرافه ها در انتخاب طبیعی
زرافه‌هایی که با جهش‌های مختلفی در طول نسل‌ها دارای قد بلندتری می‌شوند به راحتی می‌توانند در شرایط سخت نیز از برگ‌های نواحی بالایی درختان تغذیه کرده و ژن قد بلندی به نسل بعد منتقل شود.

اگر 1000 زرافه را بردارید و گردن آن‌ها را اندازه بگیرید، همه آن‌ها کمی با یکدیگر متفاوت خواهند بود. این تفاوت‌ها حداقل تا حدی توسط ژن‌های آن‌ها تعیین می‌شود. آن‌هایی که گردن بلندتری دارند ممکن است به نسبت بیشتری فرزندان بیشتری از خود به جای بگذارند، زیرا بهتر تغذیه کرده‌اند و شاید در رقابت برای جفت بهتر عمل کرده‌اند، زیرا قوی‌تر هستند. سپس، اگر بخواهید گردن‌های نسل بعدی را اندازه بگیرید، آن‌ها نیز متفاوت خواهند بود، اما میانگین کمی به سمت گردن‌های بلندتر تغییر می‌کند. این روند نسل به نسل ادامه دارد.

رانش ژنتیکی

رانش ژنتیکی تغییر در فراوانی آلل در جمعیت از نسلی به نسل دیگر است که به دلیل رویدادهای تصادفی رخ می‌دهد. به طور دقیق‌تر، رانش ژنتیکی به دلیل «خطای نمونه‌گیری» در انتخاب آلل‌های نسل بعدی از مخزن ژنی نسل فعلی تغییر می‌کند. اگرچه رانش ژنتیکی در جمعیت‌هایی با اندازه‌های مختلف اتفاق می‌افتد، اما اثرات آن در جمعیت‌های کوچک قوی‌تر است. اگرچه رانش ژنتیکی در جمعیت‌هایی با اندازه‌های مختلف اتفاق می‌افتد، اما اثرات آن در جمعیت‌های کوچک قوی‌تر است. بعید است که جمعیت‌های بزرگ‌تر در نتیجه رانش ژنتیکی، به سرعت تغییر کنند.

رانش ژنتیکی، بر خلاف انتخاب طبیعی، فایده (یا ضرر) آلل را برای فرد حامل آن در نظر نمی‌گیرد. یعنی ممکن است آلل مفید از بین برود یا آلل اندکی مضر به طور کاملاً تصادفی ثابت شود. یک آلل مفید یا مضر می‌تواند در معرض انتخاب و همچنین رانش باشد، اما رانش قوی (مثلاً در جمعیتی بسیار کوچک) ممکن است همچنان باعث تثبیت یک آلل مضر یا از دست دادن آلل مفید شود.

رانش ژنتیکی
در این تصویر رانش ژنتیکی و اثر تنگنا نشان داده شده است.

اثر تنگنا

اثر تنگنا یک مثال شدید از رانش ژنتیکی است و زمانی اتفاق می‌افتد که اندازه جمعیت به شدت کاهش یابد. رویدادهایی مانند بلایای طبیعی (زلزله، سیل، آتش‌سوزی) می‌توانند جمعیت را از بین ببرند و بیشتر افراد را بکشند و گروه کوچک و تصادفی از بازماندگان را پشت سر بگذارند. بسامدهای آللی در این گروه ممکن است بسیار متفاوت از جمعیت قبل از رویداد باشد و برخی از آلل‌ها ممکن است به طور کامل از بین رفته باشند. جمعیت کوچک‌تر نیز برای نسل‌ها در برابر تأثیرات رانش ژنتیکی حساس‌تر خواهند بود (تا زمانی که تعداد آن‌ها به حالت عادی برگردد)، که به طور بالقوه باعث از بین رفتن آلل‌های بیشتری می‌شود.

اثر بنیان گذار

اثر بنیان‌گذار نمونه افراطی دیگری از رانش است، زمانی که گروه کوچکی از افراد از جمعیت بزرگ‌تر جدا می‌شوند تا کلنی ایجاد کنند. کلنی جدیدی از جمعیت اصلی جدا شده است و افراد بنیانگذار ممکن است تنوع ژنتیکی کاملی از جمعیت اصلی را نشان ندهند. یعنی ممکن است آلل‌ها در جمعیت پایه‌گذار در فرکانس‌های متفاوتی نسبت به جمعیت اصلی وجود داشته باشند و ممکن است برخی از آلل‌ها به‌کلی از بین رفته باشند. اثر بنیان‌گذار از نظر مفهوم شبیه به اثر تنگنا است، اما از طریق مکانیسم متفاوتی (مهاجرت به جای فاجعه محیطی) رخ می‌دهد.

در شکل زیر جمعیتی را می‌بینید که از تعداد مساوی مربع و دایره تشکیل شده است. (فرض کنیم شکل یک فرد توسط آلل‌های آن برای یک ژن خاص تعیین می‌شود). گروه‌های تصادفی که برای ایجاد کلنی‌های جدید عزیمت می‌کنند، احتمالاً دارای تعداد متفاوتی از مربع‌ها و دایره‌ها نسبت به جمعیت اصلی هستند. بنابراین، فراوانی آلل در کلنی‌ها (دایره‌های کوچک) ممکن است نسبت به جمعیت اصلی متفاوت باشد. همچنین، اندازه کوچک کلنی‌های جدید به این معنی است که آن‌ها رانش ژنتیکی قوی را برای نسل‌ها تجربه خواهند کرد.

اثر بنیان گذار
در این تصویر نحوه ایجاد اثر بنیان‌گذار نشان داده شده است.
فیلم آموزشی مرتبط

انواع انتخاب طبیعی

از آنجایی که حیوانات متنوع می‌شوند و طاقچه‌های اکولوژیکی مختلف را پر می‌کنند، فشارهای وارد شده بر آن‌ها می‌تواند به طرق مختلف تغییر کند. الزامات عملکردی برای پرنده بودن بسیار متفاوت از الزامات مورد نیاز برای ماهی بودن است. غذای آن‌ها متفاوت است، محیطی که در آن وجود دارند متفاوت است و باید اکسیژن را از راه دیگری دریافت کنند. بنابراین انتخاب طبیعی حیواناتی با ظاهر بسیار متفاوت را انتخاب می‌کند تا قسمت‌های مختلف اکوسیستم را پر کند.

صرف نظر از ویژگی‌های موجودات، انتخاب طبیعی تمایل دارد یکی از سه کار را برای جمعیت انجام دهد. می‌تواند صفت را یکسان نگه دارد، انتخاب را تثبیت کند، صفت را در یک جهت حرکت دهد، یا برای مقادیر شدید صفت انتخاب کرده و انتخاب را متنوع کند. انتخاب طبیعی علاوه بر اینکه بر اساس اثراتی که ایجاد می‌کند طبقه‌بندی می‌شود، از طریق روابط موجودات عامل انتخاب طبیعی نیز قابل طبقه‌بندی است و گاهی اوقات انتخاب توسط عوامل غیرزیستی انجام می‌شود. در ادامه انواع انتخاب طبیعی را بررسی کرده‌ایم.

انتخاب پایدار کننده چیست؟

بیشتر صفات در قلمرو حیوانات را می‌توان با یک منحنی زنگوله‌ای از نظر توزیع آن‌ها توصیف کرد. اکثر جانوران یک گونه خاص تمایل به نشان دادن صفت یا ویژگی با اندازه نسبتاً یکسان دارند. همیشه برخی از ویژگی‌های بزرگ‌تر یا کوچک‌تر در افراد خاصی استثنا وجود دارد، اما به طور کلی، بیشتر افراد در جایی وسط می‌نشینند. «انتخاب تثبیت‌کننده» (Stabilizing Selection) شکلی از انتخاب طبیعی است که در مقابل موارد پرت یا استثناهای این صفت را بررسی می‌کند. غربال از تولید مثل آن حیوانات به اندازه افراد عادی یا معمولی جلوگیری می‌کند. به دلیل این سوگیری، نوزادان بیشتری متولد می‌شوند که «طبیعی» هستند و در هر نسل متوالی موارد دورافتاده کمتری دیده می‌شود. به این ترتیب است که گونه‌ها می‌توانند بسیار متمایز از گونه‌های دیگر شوند، با این حال همه اعضای یک گونه کاملاً شبیه به هم به نظر می‌رسند.

انتخاب پایدارکننده
در این تصویر نحوه ایجاد انتخاب پایدارکننده نشان داده شده است.

انتخاب جهت دار

«انتخاب جهت‌دار» (Directional Selection) نوعی انتخاب طبیعی است و زمانی اتفاق می‌افتد که یک طرف طیف یک صفت خاص بر طرف دیگر ترجیح داده شود. به عنوان مثال، اگر کوچک‌ترین موجودات خورده شوند و موجودات بزرگ‌تر کاملاً محافظت شوند، جمعیت بسیار بزرگ‌تر خواهد شد. اگر برعکس باشد، جمعیت به مرور زمان کاهش می‌یابد. همچنین با استفاده از انتخاب جهت‌دار به طور مصنوعی انسان‌ها می‌توانند نژادهای «مینیاتوری» از حیوانات را ایجاد کنند که شبیه کپی‌های کوچکی از همتایان بزرگ‌تر خود هستند.

انتخاب گسلنده یا متنوع کننده

بسیار شبیه انتخاب جهت‌دار، «انتخاب متنوع‌کننده» (Diversifying Selection)، جمعیت را به سمت افراط‌های صفت سوق می‌دهد. به این نوع انتخاب، «انتخاب گسلنده» (Disruptive Selection) نیز می‌گویند. انتخاب گسلنده، بر خلاف انتخاب جهت‌دار، این ویژگی را به هر دو طرف سوق می‌دهد. این می‌تواند به روش‌های مختلفی اتفاق بیفتد، اما اغلب منجر به گونه‌زایی می‌شود زیرا جمعیت‌ها می‌توانند بسیار متفاوت شوند. با این حال، اگر فقط برای مدت کوتاهی متنوع باشد، انتخاب می‌تواند منجر به صفات مختلفی شود که می‌تواند توسط یک گونه مشترک باشد.

انواع انتخاب طبیعی
در این تصویر هر سه حالت انتخاب طبیعی نشان داده شده است.

انتخاب جنسی

در حالی که می‌توانید انتخاب طبیعی را برحسب تأثیراتی که بر جمعیت می‌گذارد طبقه‌بندی کنید، می‌توانید آن را به‌عنوان تعامل بین موجودات با روابط مختلف نیز مشاهده کنید. انتخاب جنسی نوعی انتخاب طبیعی است که در آن جنسیت‌های مختلف در یک گونه نیروهایی بر یکدیگر اعمال می‌کنند که ظاهر یا ویژگی‌های آن‌ها را تغییر می‌دهد. برای انسان، این ویژگی‌ها اغلب خودسرانه به نظر می‌رسند، مانند پرهای رنگارنگ، توانایی انجام رقص تشریفاتی، یا برخی ویژگی‌های لانه‌سازی مانند تزئین، که به نظر نمی‌رسد در تولید مثل عمل کنند.

در بسیاری از موجودات، تولیدمثل جنسی فرآیندی بسیار رقابتی است. به این ترتیب، موجودات زنده زمان قابل توجهی را صرف تلاش برای انتخاب جفتی می‌کنند که موفقیت فرزندانشان را افزایش دهد. در برخی از موجودات، این به قوی‌ترین یا بزرگ‌ترین جانور می‌رسد. با این حال، بسیاری از ارگانیسم‌ها آیین‌های پیچیده جفت‌گیری را برای شناسایی جفت‌های بالقوه تطبیق داده‌اند. انتخاب جنسی در این موجودات می‌تواند برخی از ویژگی‌های عجیب و غریب را به همراه داشته باشد، همانطور که در بسیاری از پرندگان دیده می‌شود.

انتخاب شکارچی - طعمه

در جایی که انتخاب جنسی نمونه‌ای از انتخاب درون گونه‌ای است، اغلب گونه‌های متعدد می‌توانند فشارهای انتخابی را بر یکدیگر اعمال کنند که به عنوان انتخاب بین گونه‌ای نیز شناخته می‌شود. در حالی که این به اشکال مختلف وجود دارد، یکی از رایج‌ترین آن‌ها دینامیک شکارچی - شکار است. شکارچیان همیشه سعی می‌کنند ساده‌ترین منبع غذایی را مصرف کنند. شکارهایی که باعث می‌شود طعمه به سختی شکار شود به نوبه خود، باعث سریع‌تر و چابک‌تر شدن شکارچی می‌شود. این چرخه پیوسته است و شکارچیان و طعمه‌ها دائماً یکدیگر را تغییر می‌دهند.

انتخاب شکارچی طعمه
طعمه‌هایی که شکار آن‌ها سخت‌تر است باعث می‌شوند شکارچی تیزتر و چابک‌تر شود.

انواع دیگر انتخاب طبیعی

انتخاب طبیعی می‌تواند در انواع بی‌نهایت شکل باشد. هر ارگانیسمی بسته به اینکه حامل چه ژنی باشد و نحوه تعامل آن ژن‌ها با محیط، کم و بیش موفق خواهد بود. ژن‌ها می‌توانند راه‌های جدیدی برای پردازش مواد مغذی ایجاد کنند، ساختارهای مختلف را تشکیل داده و ساختارهای قدیمی را تغییر دهند. ارگانیسم‌های کاملاً متفاوتی که یک طاقچه اکولوژیکی را اشغال می‌کنند اغلب دارای ساختارهای مشابه هستند. این ساختارها نه از یک نیای مشترک بلکه از نیروهای انتخاب طبیعی به تنهایی به دست آمده‌اند. انتخاب طبیعی اولین نیروی محرکه تمام اشکال و عملکردهای مختلف حیات روی زمین است.

فیلم آموزشی مرتبط

انتخاب مصنوعی یا پرورش انتخابی چیست؟

انواع دیگری از انتخاب، علاوه بر انتخاب طبیعی، در جهان وجود دارد. به تصمیماتی که در مورد انواع حیوانات خانگی می‌خواهید یا نوع غذاهایی که ترجیح می‌دهید بخورید فکر کنید. انتخاب مصنوعی، که به آن «پرورش انتخابی» نیز گفته می‌شود، جایی است که انسان انتخاب می‌کند که چه صفات مطلوبی در محصولات کشاورزی یا حیوانات به نسل‌های بعدی منتقل شوند و گونه‌ها را برای تکامل و تغییر تدریجی بدون دخالت انسان (مانند انتخاب طبیعی)، رها نمی‌کند.

مثالی از انتخاب مصنوعی - پرورش سگ

حدود 30000 تا 40000 سال پیش، انسان‌ها شروع به اهلی کردن گرگ کردند. امروزه این حیوانات اهلی همان چیزی هستند که ما به آن سگ می‌گوییم. اهلی شدن عمل جداسازی گروه کوچکی از موجودات (در این مورد گرگ) از جمعیت اصلی و انتخاب صفات مورد نظر آن‌ها از طریق اصلاح نژاد است. طی هزاران سال، اهلی شدن گرگ‌ها منجر به از دست دادن برخی از ویژگی‌های تهاجمی‌تر، مانند غریزه، رفتار تدافعی در حضور انسان ( پارس کردن یا زوزه کشیدن، نگه داشتن دندان‌هایشان، آماده شدن برای حمله یا فرار) و اندازه و شکل دندان هایشان شده است.

دلیل دقیق اینکه چرا انسان‌ها شروع به اهلی کردن گرگ‌ها کردند مشخص نیست، اگرچه زیست‌شناسان تکاملی گمان می‌کنند که گرگ‌ها به انسان در شکار در عصر یخبندان کمک کردند. در واقع، آن‌ها همچنین این فرضیه را مطرح کرده‌اند که اگر این درست باشد، اهلی شدن آن‌ها می‌تواند چیزی بوده باشد که به اجداد بشر در طول عصر یخبندان کمک کرده است. اکنون انسان‌ها به جای اینکه راهی برای افزایش بقای انسان باشند، صفات مختلفی را در سگ‌ها بر اساس ترجیحات شخصی و همراهی انتخاب می‌کنند. پرورش سگ نمونه کاملی از چگونگی انتخاب انسان برای صفات مطلوب یا زیبا است.

انتخاب مصنوعی
انسان طی نسل‌ها با آمیزش دادن انواع مختلف سگ‌ها با هم نژادهای مختلفی ایجاد کرده است.

انتخاب طبیعی در انسان

بسیاری از صفات در بین اعضای مختلف جمعیت انسان و حیوان، از اندازه بدن گرفته تا رنگ مو، متفاوت است، و این تفاوت‌ها اغلب با تفاوت در ژن‌ها مرتبط است. انتخاب طبیعی زمانی اتفاق می‌افتد که برخی از آن ویژگی‌ها به افراد کمک می‌کنند تا بیشتر از دیگران زنده بمانند و تولید مثل کنند. این باعث می‌شود که ژن‌های آن‌ها در طول زمان در جمعیت رایج‌تر شود و این روش تکامل گونه‌ها برای سازگاری با تغییرات محیطی است.

امروزه، با در دسترس بودن مراقبت‌های بهداشتی، غذا، گرمایش و بهداشت بهتر، تعداد خطرات تهدیدکننده ما در زندگی به طور چشمگیری کاهش یافته است. در اصطلاح علمی به این خطرات فشارهای انتخابی گفته می‌شود. این خطرات ما را تحت فشار قرار می‌دهند تا سازگار شویم و در محیطی که در آن هستیم زنده بمانیم و تولید مثل کنیم. این فشار انتخابی است که انتخاب طبیعی را هدایت می‌کند (بقای شایسته) و بیان می‌کند که چگونه به گونه‌ای که امروز هستیم تکامل یافته‌ایم.

بر اساس مطالعه‌ای که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده، انتخاب طبیعی همچنان بر تکامل طیف گسترده‌ای از ویژگی‌های انسانی از زمانی که افراد شروع به بچه‌دار شدن می‌کنند تا شاخص توده بدنی خود تأثیر می‌گذارد. در این مقاله محققان از DNA و داده‌های پزشکی بیش از 200000 زن بالای 45 سال و 150000 مرد بالای 50 سال استفاده کردند یعنی افرادی که اکثراً بچه‌دار شدن را تمام کرده بودند.

فرزندان بیشتر در انسان
از آنجایی که در زندگی مدرن ما تفاوت زیادی در بقای انسان‌ها وجود ندارد، محققان به منظور یافتن نشانه‌هایی از انتخاب طبیعی به بررسی این موضوع پرداختند که چه ویژگی‌هایی با داشتن فرزندان بیشتر در طول زندگی افراد مرتبط است.

پژوهشگران در این بررسی به این پرداختند که چه ویژگی‌هایی با داشتن فرزندان بیشتری در طول زندگی افراد مرتبط است. سپس بررسی کردند که کدام یک از این صفات دارای یک جزء ژنتیکی است و بنابراین می‌تواند تحت انتخاب طبیعی قرار گیرد. آن‌ها این کار را با نگاه کردن به افرادی با ویژگی‌های مشابه و اندازه‌گیری میزان شباهت آن‌ها از نظر ژنتیکی انجام دادند. یعنی دقیقاً نمی‌دانستند کدام ژن با این صفات مرتبط است که تحت تأثیر عوامل مختلف ژنتیکی و محیطی قرار دارند.

این مطالعه 13 صفت را در زنان و 10 ویژگی را در مردان نشان داد که با داشتن فرزند بیشتر مرتبط بود و دارای یک مؤلفه ژنتیکی بود. مواردی که شامل داشتن موارد زیر بود:

  • اولین فرزند آن‌ها در سنین پایین‌تر
  • شاخص توده بدنی بالاتر
  • سال‌های تحصیل کمتر
  • هوش سیال پایین‌تر

افرادی که هوش سیال پایین‌تری دارند ظرفیت حل مسائلی که نیاز به منطق و استدلال دارند در آن‌ها کمتر است. در مقابل هوش سیال هوش متبلور وجود دارد که با افزایش سن افراد و کسب تجربه و دانش بیشتر افزایش می‌یابد. در واقع هوش سیال به توانایی ذاتی افراد برمی‌گردد اما هوش متبلور قابلیت ارتقا دارد. هوش سیال تا سنین نوجوانی به بالاترین حد خود می‌رسد و از سی‌سالگی رو به کاهش می‌رود اما هوش متبلور با افزایش سن افزایش می‌یابد.

محققان خاطرنشان کردند که برخی از این ویژگی‌ها با هم مرتبط هستند، برای مثال، افرادی که اولین فرزند خود را در سنین پایین‌تری به دنیا آوردند، سال‌های تحصیل کمتری داشتند. اما جالب اینجاست که در میان زنانی که اولین فرزند خود را در سنین بالاتر به دنیا آوردند، آن‌هایی که تحصیلات بیشتری داشتند فرزندان بیشتری داشتند. در این بررسی مشخص شد مردان اگر قدشان بلندتر بود بچه‌های بیشتری داشتند، در حالی که زنان اگر کوتاه‌تر بودند بچه‌های بیشتری داشتند، اما از آنجایی که ژن‌های قد روی مردان و زنان تأثیر یکسانی دارند، این دو نوع انتخاب باید یکدیگر را خنثی کنند.

در مورد انتخاب طبیعی در انسان در حالی که بسیاری از صفات به نظر می‌رسد که در یک جهت یا جهت دیگر حرکت می‌کنند، محققان همچنین متوجه ویژگی‌های زیادی در انتخاب تثبیت کننده شدند، جایی که صفات شدید موفقیت باروری افراد را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، کمی قد بلندتر از مردان معمولی ممکن است شانس فرد را برای داشتن فرزند زیاد افزایش دهد، اما قد بالای دو متر آن را به شدت کاهش می‌دهد. پیام اصلی این مطالعه این است که انسان‌ها هنوز تحت انتخاب طبیعی در حال تکامل هستند، اما تأثیرات آن چندان قوی نیست.

انتخاب طبیعی انسان
در جمعیت انسانی صفات بسیار شدید مانند قد بسیار بلند یا خیلی کوتاه شانس تولیدمثل و انتقال صفات به نسل بعد را کاهش می‌دهد.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای ۱۲ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

«نسیم حسینی» فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد در رشته بیوتکنولوژی از پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک است، فعالیت علمی و کاری وی در زمینه ژنتیک مولکولی و بهبود عملکرد پروتئین‌های آنزیمی بوده است. او مطالب آموزشی و تخصصی مجله فرادرس را در حوزه‌های زیست‌شناسی و بالینی می‌نویسد.