Naturlig seleksjon
Tilpasning gjennom naturlig seleksjon
Det er flere mekanismer som fører til evolusjon, men naturlig seleksjon er den eneste som gjør at populasjonen blir tilpasset miljøet. Evolusjon ved naturlig seleksjon bygger på disse to forutsetningene:
Populasjonen må ha arvelig variasjon i et trekk.
Trekket må påvirke evnen til å etterlate seg overlevende avkom.
Arvelig variasjon i et trekk
Individene i en populasjon har ulike fenotyper. Mange av disse forskjellene skyldes helt eller delvis genetiske forskjeller. For eksempel kan individer i en fuglepopulasjon ha ulike nebbformer fordi de har arvet ulike alleler fra foreldrene sine.
Forskjeller i antall overlevende avkom
Noen fenotyper gir individene en fordel i miljøet de lever i. For eksempel kan lyse mus ha bedre kamuflasje enn mørke mus, og fugler med store nebb kan utnytte ressurser mer effektivt enn fugler med små nebb. Slike fordeler gjør at individene har høyere fitness, det vil si en bedre evne til å etterlate seg overlevende avkom enn individer med andre fenotyper.
Dersom disse to forutsetningene er oppfylt, vil det skje evolusjon ved naturlig seleksjon. Fenotypene som gir høyest fitness, blir vanligere i populasjonen for hver generasjon. Det gjør at populasjonen blir tilpasset miljøet sitt.
Endring i allelfrekvenser
Når en bestemt fenotype gjør at individet etterlater seg flere avkom, vil allelene som bidrar til denne fenotypen opptre hyppigere i genlageret i neste generasjon. Naturlig seleksjon fører altså til en gradvis endring i allelfrekvenser. Alleler som gir gunstige fenotyper, blir vanligere på bekostning av andre alleler.
La oss ta et konkret eksempel på hvordan naturlig seleksjon kan endre allelfrekvensene i en populasjon.
Eksempel på endring i allelfrekvenser
Figuren under viser en populasjon av brune og lyse mus i et miljø der de brune har bedre kamuflasje enn de lyse. Vi tenker oss at rovdyrene oppdager og spiser 40 % av de lyse musene, mens alle de brune musene overlever. Siden bare 60 % av de lyse musene overlever, vil de i gjennomsnitt etterlate seg færre avkom enn de brune. Brune mus har med andre ord høyere fitness enn lyse mus.
Resultatet er at allelet for brun pels blir videreført i større grad enn allelet for lys pels. Som en konsekvens øker frekvensen til allelet for brun pels fra en generasjon til den neste, samtidig som frekvensen til allelet for lys pels avtar. Dette illustrerer hvordan naturlig seleksjon av individer fører til endrede allelfrekvenser i populasjonens genlager.
Vær oppmerksom på at dersom miljøet endres slik at lyse mus får bedre kamuflasje, vil situasjonen være motsatt. De lyse musene vil da ha høyest fitness, og allelet for lys pels vil øke i frekvens. Dette viser at fitness er avhengig av miljøet. Det viser også at en fenotype kan bli vanligere uavhengig av om den er dominant eller recessiv.
Naturlig seleksjon virker på fenotyper, ikke på genotyper. I dette eksempelet ser ikke rovdyrene forskjell på individer med Bb og BB. Det er fordi begge gir brun pels.
Tre seleksjonsformer
Mange trekk blir påvirket av flere gener og varierer gradvis mellom individer. Hos mennesket er høyde og hudfarge eksempler på slike trekk.
Vi kan måle individene i en populasjon og framstille variasjonen grafisk. I figuren nedenfor ser vi hvordan nebbhøyden varierer i en populasjon av mellomjordspurv. De fleste individene har en nebbhøyde som er nært gjennomsnittsverdien for populasjonen, mens det er sjeldnere å ha lavere eller høyere verdier. Det er typisk for egenskaper som påvirkes av flere gener. Vi sier at egenskapen er tilnærmet normalfordelt.
Naturlig seleksjon kan føre til at fordelingen av nebbhøyde endres over tid. Det som avgjør hvordan fordelingen endres, er hvilken sammenheng det er mellom nebbhøyden og fitness.
Vi skiller mellom tre ulike former for seleksjon: stabiliserende, retningsbestemt og splittende.
Stabiliserende seleksjon
Stabiliserende seleksjon skjer når miljøet favoriserer den gjennomsnittlige fenotypen.
Vi kan tenke oss at individer med middels store nebb er de som utnytter ressursene mest effektivt, og dermed har størst fitness.
Alleler som bidrar til store eller små nebb, minsker i frekvens. Resultatet er at den gjennomsnittlige nebbhøyden forblir uendret, men variasjonen minker slik at fordelingen blir smalere.
Seleksjon virker stabiliserende når populasjonen allerede er godt tilpasset miljøet sitt.
Retningsbestemt seleksjon
Retningsbestemt seleksjon skjer når det ene ytterpunktet blant fenotypene har størst fitness.
Vi kan tenke oss at det skjer en endring i tilgangen på frø som favoriserer individer med store nebb. I en slik situasjon vil alleler som bidrar til store nebb øke i frekvens, mens alleler som bidrar til små nebb, avta i frekvens. Resultatet er at den gjennomsnittlige nebbhøyden i populasjonen øker.
Retningsbestemt seleksjon skjer gjerne som følge av at miljøet endres.
Splittende seleksjon
Splittende seleksjon skjer når begge ytterpunktene blant fenotypene har større fitness enn den gjennomsnittlige fenotypen.
Vi kan tenke oss et miljø med to næringsnisjer: små frø som håndteres best med små nebb, og store frø som håndteres best med store nebb.
I en slik situasjon vil alleler som bidrar til enten store eller små nebb øke i frekvens. Variasjonen i nebbhøyde øker.
Splittende seleksjon kan føre til utvikling av to eller flere tydelig atskilte fenotyper i en populasjon. I enkelte tilfeller kan dette bidra til dannelsen av nye arter.
