- Què és la selecció natural?
- mecanisme
- variació
- heretabilitat
- El caràcter que varia està relacionat amb el
- Exemple hipotètic: la cua dels esquirols
- evidències
- Registre fòssil
- homologia
- Biologia molecular
- observació directa
- Què no és la selecció natural?
- No és la supervivència del més apte
- No és sinònim d'evolució
- Tipus i exemples
- selecció estabilitzadora
- selecció direccional
- selecció disruptiva
- referències
La selecció natural és un mecanisme evolutiu proposat pel naturalista britànic Charles Darwin, on existeix un èxit reproductiu diferencial entre els individus d'una població.
La selecció natural actua en termes de la reproducció d'individus que porten certs al·lels deixant més descendents que altres individus amb al·lels diferents. Aquests individus es reprodueixen més i per això augmenten la seva freqüència. El procés de selecció natural darwinià dóna origen a les adaptacions.
Font: see Source, via Wikimedia CommonsA la llum de la genètica de poblacions, l'evolució es defineix com la variació de les freqüències al·lèliques en la població. Hi ha dos processos o mecanismes evolutius que donen lloc a aquest canvi: la selecció natural i la deriva gènica.
Charles Darwin
La selecció natural ha estat mal interpretada des que Darwin va donar a conèixer les seves idees tan revolucionàries. Donat el context polític i social d'època, les teories de l'naturalista es van extrapolar erròniament a les societats humanes, sorgint frases que avui en dia són viralizadas pels mitjans de comunicació i documentals com "la supervivència del més fort".
Què és la selecció natural?
La selecció natural és el mecanisme proposat pel naturalista britànic Charles Darwin en l'any 1859. El tema és tractat amb molt de detall en la seva obra mestra L'origen de les espècies.
És una de les idees més importants en l'àrea de la biologia, ja que explica com es van originar totes les formes de vida que avui som capaços d'apreciar. És comparable amb les idees de grans científics en altres disciplines, com Isaac Newton, per exemple.
Darwin explica mitjançant nombrosos exemples observats durant els seus viatges com les espècies no són ens immutables en el temps i proposa que totes provenen d'un ancestre en comú.
Encara que hi ha desenes de definicions de selecció natural, la més senzilla i concreta és la de Stearns & Hoekstra (2000): "la selecció natural és la variació en l'èxit reproductor associada a una característica heretable".
És menester esmentar que l'evolució, i la selecció natural, no persegueixen una meta ni objectius concrets. Només produeix organismes adaptats al seu ambient, sense cap tipus d'especificació de la configuració potencial que aquests organismes hagin de tenir.
mecanisme
Alguns autors expressen que la selecció natural és una inevitabilitat matemàtica, ja que passa sempre que es compleixin amb tres postulats, que veurem a continuació:
variació
Els individus que pertanyen a la població presenten variacions. De fet, la variació és una condició sine qua non perquè els processos evolutius tinguin lloc.
La variació en els organismes es presenta a diferents nivells, des variacions en els nucleòtids que conformen l'ADN fins morfologies i variacions en el comportament. A mesura que disminuïm el nivell, trobem major variació.
heretabilitat
La característica ha de ser heretable. Aquestes variacions presents en la població han de passar de pares a fills. Per verificar si un caràcter és heretable es fa servir un paràmetre denominat "heretabilitat" definida com la proporció de la variància fenotípica a causa de la variació genètica.
Matemàticament, s'expressa com h 2 = V G / (V G + V E). On V G és la variància genètica i V E és la variància producte de l'ambient.
Hi ha una forma molt senzilla i intuïtiva de quantificar l'heretabilitat: es grafica el mesurament de caràcter dels pares vs. el caràcter en els fills. Per exemple, si volem confirmar l'heretabilitat de la mida de el bec a les aus, mesurem la mida i en els pares i els grafiquem versus la grandària en els fills.
En cas que observem que la gràfica tendeix a una línia (el r 2 és proper a 1) podem concloure que la característiques és heretable.
El caràcter que varia està relacionat amb el
L'última condició perquè la selecció natural pugui actuar en la població és la relació de la característica amb el fitness - aquest paràmetre quantifica l'habilitat de reproducció i supervivència dels individus, i varia de 0 a 1.
En altres paraules, aquesta característica ha d'incrementar l'èxit reproductiu del seu portador.
Exemple hipotètic: la cua dels esquirols
esquirol kaibaba
Prenguem una població d'esquirols hipotètiques i pensem si la selecció natural podria actuar o no en ella.
El primer que hem de fer és corroborar si hi ha variació en la població. Això ho podem fer mesurant els caràcters d'interès. Suposem que trobem variació en la cua: existeixen variants amb cua llarga i amb cua curta.
Posteriorment, hem de confirmar si la característica "mida de la cua" és heretable. Per a això, mesurem la longitud de cua dels pares i la grafiquem contra la longitud de la cua dels fills. Si trobem una relació lineal entre les dues variables, vol dir que, efectivament, l'heretabilitat és alta.
Finalment, hem de ratificar que la mida de la cua incrementa l'èxit reproductiu de l'portador.
Pot ser que la cua més curta permeti als individus desplaçar-se amb més facilitat (això necessàriament no és cert, és per a fins netament didàctics), i els permet escapar dels depredadors amb més èxit que els portadors de cua llarga.
Així, al llarg de les generacions, la característica "colar curta" serà més freqüent en la població. Això és evolució per selecció natural. I el resultat d'aquest simple - però poderosíssim procés - són les adaptacions.
evidències
La selecció natural, i l'evolució en general, estan sustentades amb evidències extraordinàriament robustes de diverses disciplines, incloent paleontologia, biologia molecular i geografia.
Registre fòssil
El registre fòssil és la prova més clara que les espècies no són ens immutables, com es pensava abans de l'època de Darwin.
homologia
Els descendents amb modificacions plantejats en l'origen de les espècies, troben suport en les estructures homòlogues - estructures amb un origen en comú, però que poden presentar certes variacions.
Per exemple, el braç de l'humà, l'ala de la ratapinyada i les aletes de les balenes són estructures homòlogues entre si, ja que l'ancestre en comú de tots aquests llinatges posseïa el mateix patró d'ossos en les seves mentre superiors. En cada grup, l'estructura s'ha modificat depenent de l'estil de vida de l'organisme.
Biologia molecular
De la mateixa manera, els avenços en biologia molecular permeten conèixer les seqüències en els diferents organismes i no hi ha dubte que hi ha un origen en comú.
observació directa
Finalment, és possible que observem el mecanisme de selecció natural en acció. Certs grups amb temps generacionals molt curts, com els bacteris i els virus, permeten observar en un període de temps breu l'evolució de el grup. L'exemple típic és l'evolució dels antibiòtics.
Què no és la selecció natural?
Malgrat que l'evolució és la ciència que li dóna sentit a la biologia - citant el famós biòleg Dobzhansky "no té sentit en biologia si no és a la llum de l'evolució" - hi ha moltes concepcions errades en biologia evolutiva i els mecanismes relacionats amb aquesta.
La selecció natural semblés ser un concepte popular, no només per als acadèmics, sinó també per a la població en general. No obstant això, al llarg dels anys, la idea s'ha distorsionat i tergiversat tant en l'acadèmica com en els mitjans de comunicació.
No és la supervivència del més apte
A l'esmentar "selecció natural", és gairebé impossible no evocar frases com "la supervivència del més apte o del més fort". Tot i que aquestes frases són molt populars i han estat àmpliament usades en documentals i afins, no expressen amb precisió el significat de la selecció natural.
La selecció natural està directament relacionada amb la reproducció dels individus i indirectament amb la supervivència. Lògicament, com més viu un individu més possibilitats té de reproduir-se. No obstant això, la connexió directa de l'mecanisme és amb la reproducció.
De la mateixa manera, no sempre es reprodueix en major quantitat l'organisme "més fort" o "més atlètic". Per aquestes raons cal que s'abandoni la frase tan coneguda.
No és sinònim d'evolució
L'evolució és un procés de dos passos: un que origina la variació (mutació i recombinació), que és aleatori, i un segon pas que determina el canvi de les freqüències al·lèliques en la població.
Aquesta última etapa pot ocórrer per selecció natural o per deriva gènica o genètica. Per això, la selecció natural és només la segona part d'aquest fenomen més gran anomenat evolució.
Tipus i exemples
Existeixen diverses classificacions de la selecció. La primera classifica als esdeveniments de selecció d'acord al seu efecte en la mitjana i la variància en la distribució de freqüències de l'caràcter estudiat. Aquests són: selecció estabilitzadora, direccional i disruptiva
També tenim una altra classificació que depenen de la variació de l'fitness d'acord amb la freqüència dels diversos genotips de la població. Aquestes són la selecció dependent de freqüència positiva i negativa.
Finalment, hi ha la selecció dura i suau. Aquesta classificació depèn de l'existència de competència entre els individus de la població i de la magnitud de la pressió selectiva. A continuació descriurem els tres tipus de selecció més importants:
selecció estabilitzadora
Hi selecció estabilitzadora quan els individus que posseeixen el caràcter "mitjana" o més freqüent (els que es troben a la punta més alta en la distribució de freqüències) són els que tenen major fitness.
En contrast, els individus que es troben en les cues de la campana, molt allunyats de la mitjana, són eliminats amb el pas de les generacions.
En aquest model de selecció, la mitjana es manté constant al llarg de les generacions, mentre que la variància disminueix.
Un exemple clàssic de selecció estabilitzadora és el pes de l'infant a l'hora de l'naixement. Tot i que els avenços mèdics s'han relaxat aquesta pressió selectiva amb procediments com la cesària, la mida sol ser un factor decisiu.
Els nadons petits perden calor ràpidament, mentre que els beus que tenen un pes significativament major a la mitjana té problemes en el part.
Si un investigador busca estudiar el tipus de selecció que ocorre en una població determinada i només quantifica la mitjana de la característica, pot ser que arribi a conclusions errades, creient que a la població no està passant evolució. Per això, és important mesurar la variància de l'caràcter.
selecció direccional
El model de selecció direccional planteja que al llarg de les generacions sobreviuen els individus que es troben en alguna de les cues de la distribució de freqüències, ja sigui el sector esquerre o dret.
En els models de selecció direccional, la mitjana es desplaça amb el pas de les generacions, mentre que la variància roman constant.
El fenomen de selecció artificial duta a terme pels humans sobre els seus animals i plantes domèstics és una selecció direccional típica. Generalment, es busca que els animals (per exemple, el bestiar) siguin més grans, produeixin més llet, siguin més forts, etc. De la mateixa manera ocorre en les plantes.
Amb el passar de les generacions, la mitjana de l'caràcter seleccionat de la població varia d'acord a la pressió. En cas que es busqui vaques més grans, la mitjana augmentaria.
En un sistema biològic natural, podem prendre l'exemple de l'pelatge de cert mamífer petit. Si el la temperatura disminueix constantment en el seu hàbitat, seran seleccionades aquelles variants que posseeixen per una mutació aleatòria, un pelatge més espès.
selecció disruptiva
La selecció disruptiva actua afavorint als individus que es troben més allunyats de la mitjana. A l'transcórrer les generacions, les cues augmenten la seva freqüència, mentre que els individus que abans es trobaven propers a la mitjana comencen a disminuir.
En aquest model, la mitjana pot mantenir-se constant, mentre que la variància augmenta - la corba es fa més i més àmplia fins que acaba dividint-se en 2.
Es planteja que aquest tipus de selecció podria portar a esdeveniments d'especiació, sempre que passi un aïllament adequat entre les dues morfologies ubicades als extrems de la cua.
Per exemple, pot ser que certa espècie d'au tingui variacions marcades al bec. Suposem que hi ha llavors òptimes per als pics molt petits i llavors òptimes per als pics molt grans, però els pics intermedis no aconsegueixen un aliment apropiat.
Així, augmentarien en freqüència els dos extrems i, si es donen les condicions adequades que propiciïn els esdeveniments d'especiació, pot ser que amb el passar el temps els individus amb diferents variacions de el pic passi a ser dues espècies noves.
Font: Ealbert17, from Wikimedia Commons
referències
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologia: ciència i natura. Pearson Educació.
- Darwin, C. (1859). On the origins of species by means of natural selection. Murray.
- Freeman, S., & Herron, JC (2002). Anàlisi evolutiu. Prentice Hall.
- Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrated principles of zoology (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
- Rice, S. (2007). Encyclopedia of Evolution. Facts on File.
- Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biology: The Dynamic Science. Nelson Education.
- Soler, M. (2002). Evolució: la base de la Biologia. Projecte Sud.