Häiritsevä valinta: määritelmä, alkuperä ja esimerkit

Häiritsevä valinta on eräänlainen luonnonvalinta, joka suosii yksilöitä, joilla on äärimmäisiä fenotyyppisiä piirteitä, keskimääräisten fenotyyppien kustannuksella. Näissä tapauksissa keskimääräinen fenotyyppi on vähemmän taipuvainen selviytymään ja lisääntymään kuin ääritapauksissa, koska jälkimmäisillä on jokin evoluutionaalinen etu, joka suosii niitä.

Toisin sanoen häiritsevä valinta on mekanismi, joka valikoi keskimääräistä yksilöä vastaan, mikä tuottaa suurempaa vaihtelua lajin sisällä. Tämä johtuu siitä, että sen ansiosta on todennäköisempää löytää yksilöitä, joilla on selvästi erilaiset fenotyypit.

Häiritsevän valinnan havaitseminen

Luonnonvalinnan päämallia on kolme, jotka pyrkivät selittämään eri lajien evoluutiota eri luonnonympäristöissä, nimittäin stabiloiva tai normalisoiva valinta , suuntaava tai positiivinen valinta ja häiritsevä valinta . Tapa, jolla biologit havaitsevat, mikä näistä valinnoista toimii populaatiossa, on analysoida kunkin fenotyyppisen ominaisuuden esiintymistiheyttä ja erityisesti jakautumiskäyrien muodon kehitystä tai muutosta.

Jos tietyn ominaisuuden, kuten linnun nokan pituuden, jakautumista analysoitaessa havaitaan, että jakaumalla ei ole klassista kellon muotoa (kuten edellisen kuvan punainen käyrä), vaan se esittää kaksi huiput lähellä päitä (kuten vihreä jakauma), silloin olet häiritsevän valinnan edessä. Tämän tyyppistä jakaumaa kutsutaan bimodaaliseksi jakaumaksi , koska muuttujalla on kaksi arvoa, jotka ovat muita yleisempiä ((kaksi tilaa).

Jakaumakäyrien analyysin avulla voidaan havaita myös kaksi muuta valintatyyppiä riippuen siitä, hajaantuuko fenotyyppien frekvenssi enemmän tai vähemmän (käyrä levenee tai tiivistyy) vai siirtyykö keskiarvo kohti yhtä tai toista. äärimmäinen fenotyyppi.

Häiritsevän valinnan syyt

On tärkeää mainita, että häiritsevä valinta ei aina ilmene populaatiossa. Tämäntyyppisen valinnan liikkeellepaneva voima on, kuten aina, ympäristö, jossa kyseessä oleva laji elää. Yleensä, kun ympäristössä on äärimmäisiä petoeläimiin, ravinnonlähteisiin jne. liittyviä ominaisuuksia, yksilöt, joilla on äärimmäisiä ominaisuuksia, ovat erikoistuneempia kuin ne, joilla on keskimääräiset ominaisuudet, joten he sopeutuvat paremmin kuin muut. Ajan myötä näillä yksilöillä on parempi lisääntymismenestys kuin muilla, ja niiden esiintymistiheys kasvaa vähitellen ”keskimääräisiin” yksilöihin verrattuna.

Häiritsevän valinnan löytäminen

Häiritsevää valintaa, kuten myös kahta muuta valinnan muotoa, ehdotti kuuluisa brittiläinen luonnontieteilijä ja evoluutiobiologian isä Charles Darwin. Kirjassaan The Origin of Species , joka julkaistiin vuonna 1859, Darwin esitteli tutkimustensa tulokset, jotka suoritettiin Beagle- purjelaivassa tehdyn matkan aikana eri puolilla maapalloa., mutta erityisesti Galapagossaarilla. Siellä hän havaitsi erilaisia ​​peippolajeja, jotka erosivat pääasiassa nokkansa muodon ja koon mukaan. Ympäristössä, jossa vallitseva ravinnonlähde oli joko erittäin suuria ja erittäin kovia tai hyvin pieniä siemeniä, peippoja, joilla oli suuri, vahva nokka, jotka ovat erikoistuneet murtamaan ja syömään suuria siemeniä, ja peippoja, joilla oli herkemmät nokka ja jotka ovat erikoistuneet pienten siementen huolelliseen murskaamiseen, voivat ruokkia. parempia kuin keskinokkaiset.

Viisi esimerkkiä häiritsevästä luonnollisesta valinnasta

Esimerkki 1: Kolibrin nokka

Darwinin peippojen tapaus ei ole ainoa esimerkki lintujen häiritsevästä valinnasta ja liittyy niiden nokan ominaisuuksiin. Ruokintaa varten hummingbirdillä on erittäin ohut ja erikoistunut nokka, joka on erityisesti mukautettu heidän suosikkikukkiinsa. Joissakin paikoissa, joissa kasvaa vain lyhyitä ja pitkiä kukkia, mutta ei keskipituisia kukkia, lyhyt- ja pitkäkärkiset kolibrit ruokkivat paremmin, ja ne suosivat keskipitkisiä.

Toisaalta se tosiasia, että pitkä- ja lyhytkärkisiä kolibreja on suurempi osa, auttaa myös pitkä- ja lyhytkukkaisia ​​kasveja pölyttämään useammin ja hallitsemaan ympäristössään välikukkaisia ​​kasveja, mikä myös edustaa esimerkki häiritsevästä valinnasta.

Esimerkki 2: Oravan häntä

Petoeläimet metsästävät usein oravia, kun ne ovat maassa, mutta eivät puissa, joten mikä tahansa ominaisuus, joka auttaa niitä liikkumaan paremmin maassa pakenemaan petoeläimiä tai liikkumaan vapaasti puiden oksissa, on evoluution etu. Tämä on voima, joka ohjaa häiritsevää valintaa oravien hännän pituuteen.

Pitkä häntä auttaa oravaa säilyttämään tasapainonsa, jolloin se voi liikkua erittäin luottavaisesti puiden oksilla välttäen näin petoeläimiä maassa.

Toisaalta lyhyt häntä helpottaa oravan juoksemista maassa (missä se ei tarvitse niin paljon tasapainoa) kuin se on vähemmän tiellä. Lisäksi pitkän ja koottavan hännän ansiosta petoeläimen on helpompi saada orava kiinni. Näistä kahdesta syystä lyhythäntä-oravat selviytyvät pidempään maassa kuin muut.

Koska sekä pitkä- että lyhytpyrstöillä on etu, joka lisää niiden selviytymismahdollisuuksia (koska petoeläinten on vaikeampi metsästää niitä) ja keskipyrstöillä ei, nämä kaksi äärimmäistä fenotyyppiä päätyvät hallitsemaan.

Esimerkki 3: Kanin turkin väri

Kaneissa on kolme hyvin yleistä turkin väriä, joita hallitsee epätäydellistä dominanssia edustava geeni: musta, valkoinen ja harmaa. Riippuen ympäristöstä, jossa he elävät, jokin näistä väreistä voi olla etu, joka tekee kanista sopivamman tai paremman sopeutumiskyvyn.

Esimerkiksi jos kanit elävät kivisessä paikassa, jolle on ominaista erittäin tummien ja/tai erittäin vaaleiden kivien läsnäolo, mustavalkoiset kanit pystyvät paremmin naamioitumaan ja siten piiloutumaan petoeläimiltä, ​​kun taas harmaat kanit erottuvat joukosta. molemmilla kivillä, mikä tekee niistä saalista. helppoa. Tämä valinta väliväriä vastaan ​​tekee niistä vähemmän sopivia selviytymään tässä ympäristössä, mikä lisää kahden muun äärimmäisen fenotyypin suhteellista esiintymistiheyttä.

Esimerkki 4: Perhosen siipien kuvio

Afrikkalainen swallowtail-perhoslaji ( Papilio dardanus ) on kuuluisa esimerkkinä batesilaisesta mimiikasta. Tämän lajin urokset ovat enemmän tai vähemmän yhtenäisiä, mutta yli 10 naaraslajiketta, joilla on selvästi erilaiset siipien muodot (äärimmäiset fenotyypit), on kehittynyt.

Näissä perhosissa selektiota tapahtuu naaraita vastaan, joiden siivet ovat urosten keskimääräisen yleisen mallin mukaisia, mikä suosii äärimmäisiä fenotyyppejä, jotka muistuttavat muita perhoslajikkeita, jotka ovat vähemmän maukkaita tai jopa myrkyllisiä petoeläimille. Näin ollen nämä perhoset selviävät todennäköisemmin kuin muut, mikä aiheuttaa häiritsevää valintaa.

Esimerkki 5: Pippurikoin väri

Kanin esimerkin tapaan Biston betularia -koi on toinen esimerkki väriin liittyvästä häiritsevästä valinnasta. Ympäristöissä, joissa puut ovat hyvin tummia (esimerkiksi nokikontaminaation vuoksi), koit f . carbonariat , jotka ovat myös hyvin tummia ja voivat tehokkaasti naamioida itsensä piiloutuakseen saalistajilta. Toisaalta niissä paikoissa, joissa puut ovat kirkkaampia ja puhtaampia, tai kaupungeissa, joissa on valkoiset seinät, kirkkaat yöperhot f. typica selviää parhaiten. Keskiväriset perhoset eivät kuitenkaan selviä hyvin kummassakaan ympäristössä, joten petoeläimet hyökkäävät niihin useammin.