Selekcja kierunkowa w biologii ewolucyjnej

Selekcja kierunkowa to rodzaj doboru naturalnego, w którym obserwowalne cechy lub fenotyp gatunku zmierzają w kierunku jednej skrajności, a nie średniego fenotypu lub przeciwnego skrajnego fenotypu . Selekcja kierunkowa jest jednym z trzech najczęściej badanych typów doboru naturalnego, obok selekcji stabilizującej i selekcji destrukcyjnej . W doborze stabilizującym liczba skrajnych fenotypów jest stopniowo zmniejszana na korzyść przeciętnego fenotypu, podczas gdy w doborze destrukcyjnym średni fenotyp jest redukowany na korzyść skrajnych w obu kierunkach. 

Warunki prowadzące do selekcji kierunkowej

Zjawisko selekcji kierunkowej jest ogólnie obserwowane w środowiskach, które zmieniały się w czasie. Zmiany pogody, klimatu lub dostępności pożywienia mogą prowadzić do selekcji kierunkowej. Stosownym przykładem związanym przede wszystkim ze zmianami klimatycznymi jest to, co ostatnio zaobserwowano na Alasce z łososiem sockeye i zmianą czasu tarła, prawdopodobnie z powodu podwyższonej temperatury wody. 

W analizie statystycznej doboru naturalnego dobór kierunkowy pokazuje krzywą dzwonową populacji dla określonej cechy przesuwającej się w lewo lub w prawo. Jednak w przeciwieństwie do wyboru stabilizatora, wysokość krzywej dzwonowej nie zmienia się w wyborze kierunku. W populacji, która przeszła selekcję kierunkową, jest znacznie mniej „przeciętnych” osobników.

Interakcja człowieka może również przyspieszyć wybór kierunku. Na przykład rybacy lub myśliwi, którzy chwytają lub ścigają zdobycz, często celują w największe osobniki w populacji, ze względu na ich mięso, skórę lub inne duże ozdobne lub użyteczne części. Z biegiem czasu powoduje to przechylenie krzywej populacji w kierunku mniejszych osobników. Krzywa dzwonowa wyboru kierunku dla rozmiaru pokaże przesunięcie w lewo w tym przykładzie wyboru kierunku. Drapieżniki zwierząt mogą również tworzyć selekcję kierunkową. Ponieważ wolniejsze osobniki w populacji ofiar są bardziej narażone na polowanie i zjedzenie przez drapieżniki, dobór kierunkowy będzie stopniowo skłaniał populację do osobników szybszych. 

Przykłady wyboru kierunkowego

Dobór kierunkowy jest jedną z form doboru naturalnego, więc istnieje wiele przykładów, które zostały zbadane i udokumentowane. Zobaczmy kilka znanych przypadków:

• Karol Darwin (1809-1882), brytyjski przyrodnik, który rozwinął teorię ewolucji opartą na doborze naturalnym, podczas gdy na Wyspach Galapagos badał to, co później nazwano doborem kierunkowym. Zauważył, że długość dziobów zięb Galapagos zmieniała się w czasie, gdy ich dzioby dostosowywały się do dostępnych źródeł pożywienia. Kiedy owadom brakowało pożywienia, zięby z większymi dziobami przeżywały, ponieważ budowa dzioba była przydatna do rozłupywania nasion. Z biegiem czasu, gdy owady stawały się coraz liczniejsze, selekcja kierunkowa zaczęła faworyzować zięby z mniejszymi i dłuższymi dziobami, które były bardziej przydatne do łapania owadów.
• Zapisy kopalne ujawniają, że niedźwiedzie czarne w Europie zmniejszały się w okresach interglacjału kontynentalnego, to znaczy w mniej zimnych okresach epoki lodowcowej; jednak powiększyły się w okresach ekspansji lodu, kiedy zimno było najdotkliwsze. Stało się tak prawdopodobnie dlatego, że większe osobniki mają przewagę w ekstremalnie niskich temperaturach i gdy warunki zaopatrzenia w żywność są ograniczone. 
• W XVIII i XIX-wiecznej Anglii ćmy pieprzowe, które były przeważnie białe, wtapiając się w ten sposób w jasne drzewa, zaczęły ewoluować w przeważnie ciemne gatunki, co pozwoliło im wtopić się w otoczenie, które było coraz bardziej pokryte sadzą z fabryk podczas Rewolucja przemysłowa.