Σταθεροποιητική επιλογή:Παραδείγματα και ορισμός

Σταθεροποίηση επιλογής είναι μια μορφή φυσικής επιλογής όπου τα μέσα άτομα σε έναν πληθυσμό ευνοούνται και πολλαπλασιάζονται καθώς το περιβάλλον επιλέγει έναντι ατόμων με ακραίους φαινοτύπους ή μεταλλάξεις. Σε αντίθεση με άλλες μορφές προσαρμογής, όπου οι προσαρμογές και οι μεταλλάξεις μπορούν να βοηθήσουν έναν οργανισμό να ανταγωνίζεται άλλους του είδους του, αυτή η μορφή φυσικής επιλογής ευνοεί εκείνους στην πλειοψηφία του πληθυσμού, οι οποίοι είναι ήδη προσαρμοσμένοι στο περιβάλλον στο οποίο βρίσκονται.

Ας κάνουμε μια βαθύτερη βουτιά στη σταθεροποίηση της επιλογής, δείτε μερικά παραδείγματα , και δείτε πώς συγκρίνεται με άλλες μορφές φυσικής επιλογής.

Τύποι φυσικής επιλογής

Η φυσική επιλογή είναι η διαδικασία με την οποία λαμβάνει χώρα η εξέλιξη, κάνοντας ένα είδος να εξελιχθεί σε διαφορετικό είδος μέσω μιας σταδιακής διαδικασίας που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια πολλών γενεών. Υπάρχουν τουλάχιστον μερικές διαφορετικές μορφές φυσικής επιλογής. Η σταθεροποιητική επιλογή έρχεται σε αντίθεση με δύο άλλες μορφές φυσικής επιλογής:την κατευθυντική επιλογή και την διασπαστική επιλογή.

Επιλογή κατεύθυνσης

Οι φαινότυποι είναι τα παρατηρήσιμα χαρακτηριστικά σε ένα είδος και όταν ένας πληθυσμός οργανισμών βιώσει μια αλλαγή στον φαινότυπο τους, θα υποβληθεί γενικά σε έναν από τους τρεις διαφορετικούς τύπους επιλογής. Η επιλογή κατεύθυνσης είναι η φυσική επιλογή που ευνοεί τους οργανισμούς που βρίσκονται στο ακραίο άκρο οποιουδήποτε δεδομένου συνόλου χαρακτηριστικών σε έναν πληθυσμό. Με άλλα λόγια, το περιβάλλον ευνοεί τα άτομα που έχουν τον ακραίο φαινότυπο και με την πάροδο του χρόνου ο πληθυσμός θα μετατοπιστεί έτσι ώστε η πλειοψηφία του πληθυσμού να έχει τον ακραίο φαινότυπο και να παραμένουν λίγα άτομα με μέτριο φαινότυπο.

Ένα παράδειγμα επιλογής κατεύθυνσης είναι οι σπίνοι του Δαρβίνου, οι οποίοι είδαν τα ράμφη τους να αλλάζουν καθώς μετατοπίζονταν οι πηγές τροφής. Οι σπίνοι με μεγαλύτερα ράμφη ήταν καλύτερα εξοπλισμένοι για να ραγίσουν τους σπόρους όταν έλειπαν τα έντομα και ο πληθυσμός είχε τάση προς άτομα με μεγαλύτερα, βαθύτερα σπασίματα. Όταν τα έντομα πληθαίνουν ξανά, συνέβη το αντίθετο.

Αναστατική επιλογή

Εν τω μεταξύ, η διασπαστική επιλογή ευνοεί τα άτομα που έχουν μια ακραία μορφή χαρακτηριστικού έναντι των ατόμων με ενδιάμεσες μορφές, που μπορεί να δημιουργήσουν δύο διαφορετικές ομάδες/πληθυσμούς ενός οργανισμού. Η πιθανότητα να συμβεί ανατρεπτική επιλογή βασίζεται σε διαφορετικές μεταβλητές που βρίσκονται στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ενός είδους και του οικοτόπου του, όπως οι τύποι απομόνωσης. Με την πάροδο του χρόνου, θα δημιουργηθεί ένας πληθυσμός που αποτελείται κυρίως από άτομα με έναν από τους δύο διαφορετικούς φαινοτύπους αλλά με πολύ λίγα άτομα με ενδιάμεση μορφή των φαινοτύπων.

Ένα παράδειγμα επιλογής κατεύθυνσης είναι οι πιπερατοί σκώροι του Λονδίνου. Οι σκώροι που είχαν πιο σκούρο χρώμα επιβίωσαν καλύτερα στο Λονδίνο αναμειγνύοντας με το καλυμμένο με αιθάλη, μολυσμένο περιβάλλον. Εν τω μεταξύ, οι σκώροι που βρέθηκαν σε αγροτικές περιοχές είχαν κυρίως ανοιχτόχρωμο χρώμα. Είχαν απομείνει πολύ λίγοι μεσαίου χρώματος σκώροι μετά την ανατρεπτική επιλογή, με τους περισσότερους σκώρους σκοτεινούς (στην πόλη) ή ανοιχτόχρωμους (στην ύπαιθρο).

Σταθεροποίηση επιλογής

Η σταθεροποιητική επιλογή είναι ουσιαστικά το αντίθετο της διασπαστικής επιλογής, καθώς αντί να ευνοεί άτομα με ακραίες μορφές χαρακτηριστικού, ευνοεί την πλειοψηφία του πληθυσμού που έχει ήδη την ενδιάμεση/μέτρια μορφή του χαρακτηριστικού. Η σταθεροποίηση της επιλογής «σταθεροποιεί» έναν πληθυσμό καθιστώντας το ενδιάμεσο χαρακτηριστικό την πιο συχνά εκφρασμένη εκδοχή του χαρακτηριστικού, επιτρέποντας τη διάδοσή του σε μεταλλαγμένες μορφές του χαρακτηριστικού.

Με την πάροδο του χρόνου, η πλειοψηφία του πληθυσμού που έχει την ενδιάμεση μορφή του χαρακτηριστικού θα καταναλώνει όλο και μεγαλύτερο ποσοστό της κατανομής του χαρακτηριστικού στον πληθυσμό, ενώ τα άτομα με ακραίες μορφές του χαρακτηριστικού θα γίνονται λιγότερο κοινά. Εάν σχεδιάζατε τη γραφική παράσταση της κατανομής ενός πληθυσμού υπό σταθεροποιητικές πιέσεις επιλογής, θα είχατε μια τροποποιημένη καμπύλη καμπάνας που είναι ελαφρώς ψηλότερη και πιο λεπτή από μια κανονική καμπύλη καμπάνας.

Βασικά σημεία σχετικά με τη σταθεροποίηση της επιλογής

Η σταθεροποιητική επιλογή είναι αναμφισβήτητα η πιο κοινή μέθοδος φυσικής επιλογής που εμφανίζεται σε φυτά και ζώα, καθώς ουσιαστικά απλώς ενισχύει τα χαρακτηριστικά των ζωικών πληθυσμών που είναι ήδη καλά προσαρμοσμένοι σε αυτό το περιβάλλον, ανταμείβοντας οργανισμούς που έχουν αξιόπιστους, διαρκείς φαινοτύπους.

Από την άλλη πλευρά, η σταθεροποίηση της επιλογής καταλήγει να μειώνει τη γενετική ποικιλότητα ενός πληθυσμού. Η εξαφάνιση ατόμων με ακραίους φαινοτύπους σημαίνει επίσης μια σχετική απώλεια αλληλόμορφων και γονιδίων που είναι υπεύθυνα για αυτούς τους φαινοτύπους. Εξαιτίας αυτού του αποτελέσματος, οι μορφές/λειτουργίες που σχετίζονται με τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά ενός οργανισμού μπορούν να αντέξουν για εξαιρετικά μεγάλες χρονικές περιόδους. Σκεφτείτε πώς οι καρχαρίες έχουν αλλάξει ελάχιστα σε εκατομμύρια χρόνια. Η σταθεροποιητική επιλογή εμφανίζεται συνήθως σε φαινοτυπικά χαρακτηριστικά που είναι πολυγονιδιακά, κωδικοποιημένα από πολλαπλά γονίδια.

Όπως αναφέρθηκε, ένα γράφημα ενός πληθυσμού που υποβάλλεται σε σταθεροποιητική επιλογή θα φαίνεται πιο ψηλό και στενό από μια κανονική καμπύλη καμπάνας. Ο λόγος για αυτήν την κατανομή μπορεί να εκτιμηθεί εξετάζοντας το παράδειγμα του χρώματος των μαλλιών σε αρουραίους. Ένα είδος αρουραίου που έχει ζήσει μέσα σε ένα πυκνό δάσος θα έπρεπε να προσπαθήσει να αναμιχθεί στο δάσος με πεσμένα κλαδιά, κλαδιά και φύλλα. Οι αρουραίοι με ανοιχτόχρωμο τρίχωμα δεν θα μπορούν να ενσωματωθούν στο καφέ δάσος και οι αρουραίοι με μαύρο τρίχωμα θα έχουν παρόμοιο πρόβλημα. Οι αρουραίοι με μεσαίο καφέ τρίχωμα θα μπορούν να εναρμονιστούν καλύτερα με το δάσος. Τελικά, θα εμφανιστεί μείωση στους αρουραίους με σκούρο ή ανοιχτόχρωμο τρίχωμα, αφήνοντας τους περισσότερους από τους αρουραίους στην περιοχή με μεσαίου καφέ τρίχωμα.

Παραδείγματα επιλογής σταθεροποίησης

Ένα από τα πιο διάσημα παραδείγματα ενός είδους με σταθεροποιητική επιλογή είναι οι άνθρωποι. Εάν το βάρος γέννησης ενός ανθρώπου είναι πολύ χαμηλό, θα δυσκολευτεί να επιβιώσει μετά τη γέννηση. Από την άλλη, ένα μωρό με υπερβολικό βάρος θα δημιουργούσε επιπλοκές τόσο στη μητέρα όσο και στο παιδί. Σε αυτά τα σενάρια, τα μεσαία εύρη είναι το βέλτιστο ποσοστό γεννήσεων.

Το μέγεθος ενός συμπλέκτη αυγών που γεννούν τα πουλιά περιορίζεται σε μια ορισμένη ποσότητα αυγών που διασφαλίζουν τα μέγιστα ποσοστά επιβίωσης. Πάρα πολλοί νεοσσοί σημαίνει πάρα πολλά στόματα για να ταΐσουν, επιβαρύνοντας τόσο τους γονείς όσο και τους πολλούς νεοσσούς. Ωστόσο, πολύ λίγα παιδιά σημαίνουν ότι η ασθένεια ή η αρπακτική θα μπορούσε εύκολα να εξαφανίσει ολόκληρη την παρτίδα των νεοσσών, μειώνοντας σημαντικά την πιθανότητα να περάσουν γονίδια στην επόμενη γενιά.

Σταθεροποιητική επιλογή παρατηρείται επίσης σε φυτά, όπου το μεσαίο ύψος ενός φυτού είναι το προτιμώμενο ύψος. Τα φυτά που μεγαλώνουν πολύ δαπανούν επιπλέον ενέργεια για να το κάνουν και μπορεί να καταστραφούν από τον άνεμο. Εν τω μεταξύ, τα φυτά που είναι πολύ κοντά μπορεί να μην έχουν το ηλιακό φως που χρειάζονται για να αναπτυχθούν και να εξαπλωθούν.