Природна селекција

Природната селекција (природно одбирање) претставува фактор кој елиминира одредени генотипови и на тој начин ја нарушува генетичката рамнотежа во популацијата. Генетички, природната селекција означува намалување или зголемување на генетипови во популацијата. Селекцијата подразбира одбирање единка или потомок кој ќе ја претставува следната генерација со издвојување на одредени фенотипови или генотипови. Тие се потпомагаат или фаворизираат при што се менува генетичката структура.

Механизам на природната селекција

Идејата дека видовите можат да се изменуваат под дејство на селекцијата била позната на учените луѓе уште од античките времиња, а подоцна и на неколку англиски автори од почетокот на XIX век. Концепцијата за природната селекција добила широко признание кога во 1858 година англиските учени Чарлс Дарвин и Алфред Волес ги објавиле своите статии во журналот ,,Journal of the Proceedings of the Linnean Society of London‘‘. Во нив, тие укажале на тоа дека кај живата природа постои механизам, сличен на оној од вештачката селекција. Оваа концепција добила уште поголеми симпатии по објавувањето на дарвиновата книга ,,За потеклото на видовите‘‘ во 1859 година. Смислата на нивните идеи се основа на следните принципи:

принцип на варијација;
принцип на адаптација;
принцип на наследување.

Принцип 1: единките се разликуваат меѓусебно

Општо земено, во една популација составена од единки од ист вид, меѓу единките постојат помалку или повеќе „важни“ разлики. Во биологијата, под „белег“, „својство“ или „особина“ се подразбира сè она што може да се набљудува и што може да варира од една единка до друга. Постојат повеќе варијации за ист белег. На пример, кај луѓето, бојата на кожата, бојата на очите, висината итн. се белези што се јавуваат во најразлични варијации. Варијацијата на некој белег кај дадена единка е нејзиниот фенотип. Ова е првиот услов кој треба да е исполнет за да постои природна селекција: во рамките на една популација, одредени белези се варијабилни - ова е принципот на варијација.

Принцип 2: најприлагодените единки преживуваат и се размножуваат

Некои единки во популацијата поседуваат варијации кои им даваат поголеми шанси за размножување за разлика од други, во одредена средина. Се вели дека тие имаат селективна предност над нивните соперници:

На пример, со подобар начин на избегнување на грабливците, помалку разболувања, полесен пристап до храна, овие единки достигнуваат полнолетство и многу полесно се размножуваат. Тие кои преживуваат имаат поголеми шанси да се размножат.
Во случајот на полово размножување, единките кои преживеале можат да носат белег со кој стануваат особено привлечни за спротивниот пол. Тие се способни да дадат повеќе потомство.

Во двата случаи, зголемената способност за преживување и размножување води до зголемен степен на размножување, а со тоа и повеќе потомство за единките кои ги носат овие белези. Тогаш се вели дека дадениот белег дава селективна предност над другите. Ова е принципот на адаптација.

Принцип 3: варијациите кои носат придобивка се наследуваат

Третиот услов за да има природна селекција кажува дека белезите на единките мора да се наследни, односно да можат да се предадат на нивното потомство. Навистина, некои белези, како тенот и културата, не зависат од генотипот. За време на размножувањето, гените се предаваат на потомството, што води до пренесување на одредени белези од една генерација во друга. Ова е принципот на наследување.

Наследните варијации кои даваат селективна предност понатаму ќе се предаваат на следната генерација, за разлика од варијациите со помала предност. Според ова, единките кои носат погодни варијации ќе се среќаваат во следните генерации. Со текот на генерациите, честотата на гените со помала предност ќе се намалува, сè додека тие не исчезнат, а погодните варијации ќе се шират во популацијата, сè додека не се сретнат кај сите членови на популацијата. На пример, кај луѓето, двоножното движење (бипедализам) е заеднички белег за сите современи човечки суштества.

Денес механизмите на природната селекција се објаснуваат со помош на генетиката. Мутациите во гените кои оперираат во првата етапа од погоре опишаниот процес се јавуваат како дискретни измени во генотипот. Меѓутоа, јасно е дека основната смисла на идеите на Дарвин е иста.

Видови на природна селекција

Движечка (дирекциона) селекција

Движечката или дирекциона селекција е форма на природна селекција која дејствува кога се изменети условите на надворешната средина. Ја опишале Дарвин и Волес. При неа имаат предност единките од популацијата со одлики кои се отклонуваат во определена насока од просечните одлики на останатите единки (средната вредност). Останатите единки подлежат на негативна селекција. Како резултат на тоа, со текот на генерациите, во популацијата ќе се поместат средните (просечни) одлики во определена насока. Притисокот кој ја движи селекцијата мора да дејствува во рамките на адаптациските способности на популацијата и честотата на мутациските измени (во спротивен случај, притисокот може да доведе до изумирање на популацијата).

Современ пример на движечка селекција е индустрискиот меланизам кај еден вид на британски пеперуги, кои се јавуваат во две форми - светла и темна. Индустрискиот меланизам претставува драматично зголемување на бројот на меланизирани (со темна боја) единки во популацијата од овие пеперуги кои живеат во индустриските региони на Велика Британија. Како резултат на индустриското загадување, кората на дрвјата во овие подрачја е значително потемнета, а исчезнати се и светло обоените лишаи. Ова довело до поголема забележливост на светло обоените пеперуги, кои станале повидливи за птиците кои се исхрануваат со нив, а темните - помалку. Во XX век во некои подрачја, бројноста на темните форми достигнала и до 95%, додека првата темна пеперуга (morfa carbonaria) била фатена во 1848 година.

Движечката селекција се јавува кога има измени во животната средина или при адаптирањето на новите услови во средината при проширувањето на ареалот на некои видови живи суштества. Таа одржува наследливи промени во одредена насока, преместувајќи ја соодветно и нормата на реакцијата. На пример, при населувањето на почвата како станиште за многу различни групи животни, нивните екстремитети се преобразиле (измениле) во органи за копање.

Стабилизирачка селекција

Ова е форма на природна селекција при која дејството се врши против единките кои имаат екстремни отстапувања од просечните, а во полза на единките со просечни одлики. Поимот ,,стабилизирачка селекција‘‘ го вовел во науката и го истражувал Иван Иванович Шмалхаузен.

Опишани се мноштво на примери за дејството на стабилизирачката селекција во природата. На пример, на прв поглед изгледа дека најголемо учество во генофондот на следната генерација има единката со најголема плодност. Меѓутоа, набљудувањата на природните популации на птици и цицачи покажуваат дека тоа не е така. Колку повеќе пилиња и младенчиња има во гнездото, толку е потешко да се одгледаат, па затоа секое од нив ќе биде помало и послабо. Затоа, како најдобро адаптирани се покажуваат единките со просечна плодност.

Селекцијата во полза на средните (просечни) вредности била проучена врз основа и на многубројни други примери. Кај цицачите, новороденчињата со многу мала и многу голема тежина имаат поголема шанса да умрат при пораѓањето или во првите недели од животот, за разлика од новороденчињата со просечна тежина. Според големината на крилата кај врапчињата кои изумреле за време на бурата во 50-тите години во Санкт Петербург (тогашен Ленинград), се покажало дека повеќето од нив имале премали или преголеми крила. И во овој случај како најадаптирани се покажале единките со средна големина на крилата.

Нарушувачка (дисруптивна) селекција

Оваа форма на природна селекција ги фаворизира единките со две или повеќе екстремни одлики, но таа не оди во полза на единките со просечни одлики. Како резултат на оваа селекција можат да се јават неколку нови форми од една исходна. Неа ја опишал Ернст Маер. Дисруптивната селекција доведува до полиморфизам во популацијата и истиот го одржува, а во некои случаи може да доведе и до видообразба.

Една од можните ситуации во природата при кои настапува дисруптивната селекција е кога полиморфната популација зазема нееднородно (хетерогено) станиште. Притоа, разните форми се адаптираат на различни еколошки ниши или подниши.

Како пример за дисруптивна селекција може да послужи образувањето на две раси од растението Rhinanthus minor на една ливада. При нормални услови, времето на цветање и созревање на семето е во лето. Но, на сенокосните ливади, им се дава предност на оние растенија кои успеваат да расцветат и да созреат до периодот на косење, или тие кои цветаат на крајот од летото, по косењето. Како резултат на ова се образувале две раси од ова тревесто растение - рана и послецветна.

Дисруптивната селекција е тестирана и во експерименти со винска мушичка (дрозофила). Селекцијата се вршела на бројот на четинки, при што опстојувале само единки со најмалку и најмногу четинки. Во текот на 30 генерации се развиле две линии на вински мушички кои силно се разликувале, и покрај фактот што тие продолжиле да се вкрстуваат меѓусебно и ги разменувале своите гени. Во некои други експерименти (со растенија), интензивното вкрстување пречело на делотворното дејство на дисруптивната селекција.

Полова (сексуална) селекција

Преживувањето на организмите е важен, но не и единствен составен дел на природната селекција. Друг клучен дел е привлечноста на единките од спротивниот пол. Чарлс Дарвин овој феномен го нарекувал сексуална или полова селекција:

Оваа форма на селекција е одредена не по борбата за опстанок изразена во односите меѓу органските суштества со надворешните услови и меѓусебе, туку со соперништвото меѓу единките од еден пол, најчесто мажјаци, со цел владеење со единките од другиот пол.

Сексуалната селекција е природна селекција која се однесува на успехот во размножувањето. Својствата кои ја намалуваат животоспособноста на нивните носители можат да се појават и да се распространат доколку придобивките кои ги даваат за размножувањето се многу поголеми отколку негативностите кои ги носат за преживувањето (опстанокот) на единката. Биле предложени две основни хипотези за механизмите на дејство на сексуалната селекција. Според хипотезата на ,,добри гени‘‘, женката ,,расудува‘‘ на следниот начин: ,,доколку тој мажјак, без разлика на неговото светло перје и долга опашка, успее да преживее од канџите на грабливецот и да достигне полова зрелост, тој има добри гени кои тоа му го овозможиле. Значи, треба него да го одберам за татко на своите деца - тој ќе им ги предаде своите добри гени‘‘. Со изборот на светли мажјаци, женките бираат добри гени за нивното потомство. Според хипотезата на ,,привлечни синови‘‘, логиката на избор на женките е некако поинаква. Доколку светлите мажјаци, поради било која причина, се привлечни за женките, тие ги избираат нив за татковци на своите идни синови, бидејќи синовите ќе ги наследат гените кои даваат светла обоеност и на тој начин ќе бидат привлечни за женките во идната генерација. На ваков начин се образува позитивна повратна врска која доведува до тоа што од генерација во генерација, светлоста на перјето на мажјаците ќе се зголемува и засилува. Процесот напредува сè додека не се дојде до работ на животоспособноста. Во изборот на мажјаци, женките се не повеќе и помалку логични отколку во нивното останато однесување. Кога животното чувствува жед, тоа не расудува дека треба да пие вода за да ја обнови водно- јонската рамнотежа во организмот - тоа оди да пие бидејќи чувствува жед. Токму на ваков начин женките бираат светли мажјаци, следејќи ги своите инстинкти - тие ги сакаат светлите опашки. Сите оние кај кои инстинктот доведува до подруго однесување, не оставаат потомство. На овој начин тука не се зборуваше за логиката на женките, туку логиката на борбата за опстанок и природната селекција - слеп и автоматски процес кој дејствувајќи постојано, од генерација на генерација, го образувал сето тоа вчудовидувачко разнообразие на форми, бои и инстинкти кое може да се набљудува во живата природа.