گزینش طبیعی برفنوتیپ موجودات اثر می گذارد
گزینش طبیعی تأثیر مستقیمی بر ژنوتیپ موجودات ندارد ، در عوض بر فنوتیپ که کوچک ترین جزء بیان ژنوتیپ است اثر می گذارد . گزینش طبیعی بر جزء وراثت پذیر فتوتیپ که بیانگر بر هم کنش تمامی آلل های موجود در ژنوتیپ ارگانیسم است ، تأثیر می گذارد .
بسیار نادر است که یک ژن منفرد بر یک صفت فنوتیپی واحد کنترل کامل داشته باشد ، مانند آن چه مندل برای نخستین بار در مورد گیاه نخود فرنگی مشاهده کرد . بر هم کنش ژن های متعدد برای بیان یک صفت واحد معمولاً عمومیت بیش تری دارد . بسیاری از صفات موجودات گیاهی و جانواری تحت کنترل این نوع چند ژنی ( پلی ژنی ) قرار دارند .
هنگامی که نوعی ویژگی ( مانند بلندی قد انسان ) تحت کنترل وراثت چند ژنی قرار دارد ، محدوده ای از فنوتیپ ها را با بیش ترین تمرکزافراد جمعیت در مرکز و تمرکز کم تر آن ها در هر یک از دو انتها می توان یافت . این نوع نمایش نوعی توزیع نرمال یا منحنی استاندارد زنگوله ای شکل است ( 4 ـ 5 ، a ) 3 نوع مختلف از گزینش طبیعی که موجب بروز تغییراتی در توزیع نُرمال فنو تیپ ها می شود ، عبارت اند از :
1 ـ گزینش طبیعی استوار کننده
43-Polygenic
44-Stabilizing natural selection
2 ـ گزینش طبیعی جهت دار
3 ـ گزینش طبیعی متلاشی کننده
گزینش طبیعی استوار کننده :
هرگاه جمعیتی به مدتی طولانی در محیطی استقرا یابد ، نوعی تعادل بین ساختار ژنتیکی جمعیت و شرایط محیطی برقرار می شود . اگر شرایط زیست محیطی در این ناحیه ثبات و یکنواختی خود را حفظ کند ، جمعیت در معرض گزینش طبیعی استوار کننده قرار خواهد گرفت . چنین جمعیتی در طول نسل ها دایماً در معرض جهش ها ، مهاجرت ها و نو ترکیبی های جدید قرار می گیرد که برخی از این تغییرات ویژگی ها و صفات افراد را در فاصلۀ بیش تری از فنوتیپ حد میانگین واقع می سازد . به بیان دیگر ، گزینش استوار کننده بر ضد فتوتیپ های افراطی عمل می کند و سبب گزینش فتوتیپ حد واسط خواهد شد ) ، b ) .
یکی از گسترده ترین موارد مطالعه شده دربارۀ گزینش طبیعی استوار کننده ، با وزن نوزادان انسانی ارتباط دارد
که ضمن چند ژنی بودن تحت تأثیر عوامل زیست محیطی نیز واقع می شود . گزارش های به دست آمده حاکی از آن است که نوزادان شیر خوار تاره متولد شده با وزن های متوسط احتمال ماندگاری بیش تری را نسبت به نوزادانی دارند که فاصلۀ آن ها از حد میانگین بیش تر است ( یعنی خیلی بزرگ یا خیلی کوچک اند ) .
نوزادان متولد شده به دلیل کوچک بودن و سیستم بدنی ناکامل و نوزادان بزرگ به دلیل زایمان مشکل و دشواری عبور از لگن خاصره ، در صد بالایی از مرگ و میر را نشان می دهند (
45-Directional n.s
46-Disruptive n.s
4 ـ 6 : گزینش استوار کننده . میزان مرگ و میر نوزادانِ دارای وزن بسیار کم یا بسیار بالا بیش تر است . منحنی پیوسته درصدی از نوزادان تازه متولد شده را با وزن های متفاوت نشان می دهد ، منحنی نقطه چین نشان گر درصد مرگ ومیر برای هر وزن است .
گزینش طبیعی استوار کننده با کاهش گوناگونی از طریق گزینش افراد با وزن متوسط و حذف افرادی به وزن های دور از حد میانگین ، سبب باریک شدن منحنی زنگوله ای شکل می شود . با این که این نوع گزینش از گوناگونی می کاهد ولی آن را در یک جمیعت کامل از بین نمی برد ، زیرا دیگر فرایندهای « تکامل خُرد » در این امر تأثیر می کنند و سبب افزایش گوناگونی می شوند . مثلاً ، جهش به آهستگی ولی به طور دایمی گوناگونی های ژنتیکی را در یک جمعیت افزایش می دهد .
گزینش طبیعی جهت دار
در برخی از زیست محیط های طبیعی گاهی تغییرات منظم و مستمر در راستای ویژه ای پدید می آیند . در این گونه شرایط ، گزینش طبیعی سیر منظم و جهت داری را به آن تحمیل می کند که اصطلاحاً آن را گزینش طبیعی راهنما یا پیش برنده می خوانند و چون تغییرات در راستای ویژه ای صورت می گیرند ، آن را جهت دار نیز می نامند . این روند تکاملی ، فنو تیپ های واقع در یکی از دو مرز تجمع را بر می گزیند ( شکل 4 ـ 5 ، c ) . پس از نسل های متوالی ، یک فنوتیپ به
17
تدریج جایگزن فنوتیپ دیگر می شود . برای مثال ، اگر اندازۀ بزرگ تر در یک محیط جدید صفت برتر باشد ، افراد بزرگ تر جمعیت ، نسبت به دیگر افراد ، دارای زادگان بیشتری می شوند . گزینش طبیعی جهت دار فقط زمانی می تواند اثر خود را اعمال کند که در شرایط جدید آلل های گزینشی از پیش در جمعیت وجود باشند . سهره های داروین که در جزایر گالاپاگوس به سر می برند مثال بسیار خوبی از گزینش طبیعی جهت دار هستند . در دهۀ 1970 ، پیتر و رُزماری گرانت از دانشگاه پرینستون مطالعات دقیقی را روی عادت های تغذیه ای و اندازۀ منقار این پرندگان ، در یکی از این جزایر ، پس از یک دورۀ خشکسالی ، انجام دادند . شرایط موجود باعث آن شده بود تا از شمار حشرات و دانه های کوچک موجود در جزیرۀ مورد نظر کاسته شود و سهره های آن ناحیه فقط دانه های بزرگ و قطور را به عنوان مهم ترین منبع غذایی در اختیار داشته باشند . بسیاری از سهره ها ، در طی این دوره از بین رفتند . بیش تر پرندگان باقیمانده پرندگان بزرگی بودند که منقار بزرگ تر و عمیق تری داشتند . پس از نسل های اندکی ، این پرندگان بزرگ تر در جمعیت دارای زادگان بیش تری شدند . با پیروی از نوع غذای موجود ، زمانی که دانه های کوچک تر منبع غذایی اولیه را تشکیل می دادند ، سهره های کوچک با برتری از لحاظ اندازۀ منقار کوچک ، برگزیده شدند . در این مثال ، گزینش طبیعی جهت دار است . زیرا در حین خشکسالی ، گزینش طبیعی با گزینش فنوتیپ بزرگ تر ، فشار خود را بر جمعیت تحمیل کرد و سپس با پیروی از شرایط تغذیه ای جدید ، گزینش در جهت مخالف تأثیر گذاشت و فنوتیپ های کوچک تر را برگزید . شب های پره های « بیستون بتو لاریا » ، که قبلاً به مطالعۀ آن ها پرداختیم ، مثال دیگری از این نوع گزینش طبیعی به شمار می آیند .
گزینش طبیعی متلاشی کننده
گاهی شرایط زیست محیطی متغیر ممکن است دو یا چند فنوتیپ گوناگون را به بهای حذف حد واسط قدیمی برگزیند . ممکن است بیش از یک فنوتیپ در محیط جدید برگزیده شود . گزینش طبیعی متلاشی کننده شکل ویژه ای از گزینش پیشبرنده است که در آن گرایش به جهات متعدد بیش از فقط یک جهت است
این گزینش باعث واگرایی یا جدا افتادگی گروه های مجزایی از افراد در درون یک جمعیت می شود . تلاش برای تهیۀ مواد غذایی محدود پس از خشکسالی مجزا در جزیرۀ دیگری از
47-Peter
48-Rosmary Grant
49-Princeton
گالاپاگوس ، جمعیتی از سهره های آن منطقه را وادار کرد تا گزینش متلاشی کننده را تجربه کنند . جمعیت سهره های آغازین از نظر اندازه و شکل منقار متنوع بودند . به علت این که در طی خشکسالی ، تنها منابع غذایی در دسترس آن ها موریانه ها و دانه های میوۀ کاکتوس بودند ، گزینش طبیعی پرنده هایی را برگزید که منقاری مناسب با این نوع غذا داشتند .
سهره هایی با منقار بلند تر ماندگار شدند ، چون می توانستند باباز کردن میوۀ کاکتوس از دانۀ آن استفاده کنند و آن هایی که منقار پهن تر داشتند نیز ماندگار شدند زیرا به کمک آن قادر بودند که برای دستیابی به حشرات ، پوستۀ درختان را بشکافند . به هر حال ، سهره هایی با نوک های حد متوسط نتوانستند از هرگونه منبع غذایی در دسترس بهره گیرند و در نتیجه از نرخ ماندگاری کم تری برخوردار شدند .
گزینش جنسی
دیدیم که در میان شرایطی که باعث تغییرات تکاملی می شوند فقط گزینش طبیعی است که به سازگاری با محیط می انجامد . اگر صلاحیت تنها به تعداد نوزادان تولید شده باشد ، ضرورت سازگاری با محیط کم اهمیت جلوه می کند و در این میان گزینش جنسی ، جنسی یعنی ترجیح دادن جفتی به جفت دیگر ، ایفا گر نقش مهم تری است .
گونه های جانوری ، به ویژه پرندگان و پستانداران ، دارای دو شکل جنسی نر و ماده هستند . شاید توانایی فیزیکی و گستاخی نرها آن ها را در جفت یابی یاری دهد و به این ترتیب باعث که آن ها با ماده های بیش تری در آمیزند و گاه به نظر می رسد که ترجیح برخی از نرها به وسیلۀ ماده ها ، سبب گزینش بیش تر چنین نرهایی می شود . بنابراین ، شاخ های بزرگ گوزن نر ، صورت رنگارنگ بابون نر یا دمُ الوان طاووس نر در امر جفت یابی به آن ها بسیار می کند
50-Sexual Selection
شکل 4 ـ 7 : گزینش جنسی .گزنیش بر تفاوت های جنسی تأثیر می گذارد .
A) گوزن سفید دارای شاخ هایی است که گوزن ماده فاقد آن است.
B) پرندۀ بیوۀ نر دمی بلند تر از سر و بدن خود دارد ، که به وسیلۀ آن توجه افراد مادۀ گونه را به خود جلب می کند .
19
مالتی آندرسون این گزینش را در ارتباط با دم بلند جنس نر « پرندۀ بیوه » مورد مطالعه قرار داد
گزینش طبیعی تأثیر مستقیمی بر ژنوتیپ موجودات ندارد ، در عوض بر فنوتیپ که کوچک ترین جزء بیان ژنوتیپ است اثر می گذارد . گزینش طبیعی بر جزء وراثت پذیر فتوتیپ که بیانگر بر هم کنش تمامی آلل های موجود در ژنوتیپ ارگانیسم است ، تأثیر می گذارد .
بسیار نادر است که یک ژن منفرد بر یک صفت فنوتیپی واحد کنترل کامل داشته باشد ، مانند آن چه مندل برای نخستین بار در مورد گیاه نخود فرنگی مشاهده کرد . بر هم کنش ژن های متعدد برای بیان یک صفت واحد معمولاً عمومیت بیش تری دارد . بسیاری از صفات موجودات گیاهی و جانواری تحت کنترل این نوع چند ژنی ( پلی ژنی ) قرار دارند .
هنگامی که نوعی ویژگی ( مانند بلندی قد انسان ) تحت کنترل وراثت چند ژنی قرار دارد ، محدوده ای از فنوتیپ ها را با بیش ترین تمرکزافراد جمعیت در مرکز و تمرکز کم تر آن ها در هر یک از دو انتها می توان یافت . این نوع نمایش نوعی توزیع نرمال یا منحنی استاندارد زنگوله ای شکل است ( 4 ـ 5 ، a ) 3 نوع مختلف از گزینش طبیعی که موجب بروز تغییراتی در توزیع نُرمال فنو تیپ ها می شود ، عبارت اند از :
1 ـ گزینش طبیعی استوار کننده
43-Polygenic
44-Stabilizing natural selection
2 ـ گزینش طبیعی جهت دار
3 ـ گزینش طبیعی متلاشی کننده
گزینش طبیعی استوار کننده :
هرگاه جمعیتی به مدتی طولانی در محیطی استقرا یابد ، نوعی تعادل بین ساختار ژنتیکی جمعیت و شرایط محیطی برقرار می شود . اگر شرایط زیست محیطی در این ناحیه ثبات و یکنواختی خود را حفظ کند ، جمعیت در معرض گزینش طبیعی استوار کننده قرار خواهد گرفت . چنین جمعیتی در طول نسل ها دایماً در معرض جهش ها ، مهاجرت ها و نو ترکیبی های جدید قرار می گیرد که برخی از این تغییرات ویژگی ها و صفات افراد را در فاصلۀ بیش تری از فنوتیپ حد میانگین واقع می سازد . به بیان دیگر ، گزینش استوار کننده بر ضد فتوتیپ های افراطی عمل می کند و سبب گزینش فتوتیپ حد واسط خواهد شد ) ، b ) .
یکی از گسترده ترین موارد مطالعه شده دربارۀ گزینش طبیعی استوار کننده ، با وزن نوزادان انسانی ارتباط دارد
که ضمن چند ژنی بودن تحت تأثیر عوامل زیست محیطی نیز واقع می شود . گزارش های به دست آمده حاکی از آن است که نوزادان شیر خوار تاره متولد شده با وزن های متوسط احتمال ماندگاری بیش تری را نسبت به نوزادانی دارند که فاصلۀ آن ها از حد میانگین بیش تر است ( یعنی خیلی بزرگ یا خیلی کوچک اند ) .
نوزادان متولد شده به دلیل کوچک بودن و سیستم بدنی ناکامل و نوزادان بزرگ به دلیل زایمان مشکل و دشواری عبور از لگن خاصره ، در صد بالایی از مرگ و میر را نشان می دهند (
45-Directional n.s
46-Disruptive n.s
4 ـ 6 : گزینش استوار کننده . میزان مرگ و میر نوزادانِ دارای وزن بسیار کم یا بسیار بالا بیش تر است . منحنی پیوسته درصدی از نوزادان تازه متولد شده را با وزن های متفاوت نشان می دهد ، منحنی نقطه چین نشان گر درصد مرگ ومیر برای هر وزن است .
گزینش طبیعی استوار کننده با کاهش گوناگونی از طریق گزینش افراد با وزن متوسط و حذف افرادی به وزن های دور از حد میانگین ، سبب باریک شدن منحنی زنگوله ای شکل می شود . با این که این نوع گزینش از گوناگونی می کاهد ولی آن را در یک جمیعت کامل از بین نمی برد ، زیرا دیگر فرایندهای « تکامل خُرد » در این امر تأثیر می کنند و سبب افزایش گوناگونی می شوند . مثلاً ، جهش به آهستگی ولی به طور دایمی گوناگونی های ژنتیکی را در یک جمعیت افزایش می دهد .
گزینش طبیعی جهت دار
در برخی از زیست محیط های طبیعی گاهی تغییرات منظم و مستمر در راستای ویژه ای پدید می آیند . در این گونه شرایط ، گزینش طبیعی سیر منظم و جهت داری را به آن تحمیل می کند که اصطلاحاً آن را گزینش طبیعی راهنما یا پیش برنده می خوانند و چون تغییرات در راستای ویژه ای صورت می گیرند ، آن را جهت دار نیز می نامند . این روند تکاملی ، فنو تیپ های واقع در یکی از دو مرز تجمع را بر می گزیند ( شکل 4 ـ 5 ، c ) . پس از نسل های متوالی ، یک فنوتیپ به
17
تدریج جایگزن فنوتیپ دیگر می شود . برای مثال ، اگر اندازۀ بزرگ تر در یک محیط جدید صفت برتر باشد ، افراد بزرگ تر جمعیت ، نسبت به دیگر افراد ، دارای زادگان بیشتری می شوند . گزینش طبیعی جهت دار فقط زمانی می تواند اثر خود را اعمال کند که در شرایط جدید آلل های گزینشی از پیش در جمعیت وجود باشند . سهره های داروین که در جزایر گالاپاگوس به سر می برند مثال بسیار خوبی از گزینش طبیعی جهت دار هستند . در دهۀ 1970 ، پیتر و رُزماری گرانت از دانشگاه پرینستون مطالعات دقیقی را روی عادت های تغذیه ای و اندازۀ منقار این پرندگان ، در یکی از این جزایر ، پس از یک دورۀ خشکسالی ، انجام دادند . شرایط موجود باعث آن شده بود تا از شمار حشرات و دانه های کوچک موجود در جزیرۀ مورد نظر کاسته شود و سهره های آن ناحیه فقط دانه های بزرگ و قطور را به عنوان مهم ترین منبع غذایی در اختیار داشته باشند . بسیاری از سهره ها ، در طی این دوره از بین رفتند . بیش تر پرندگان باقیمانده پرندگان بزرگی بودند که منقار بزرگ تر و عمیق تری داشتند . پس از نسل های اندکی ، این پرندگان بزرگ تر در جمعیت دارای زادگان بیش تری شدند . با پیروی از نوع غذای موجود ، زمانی که دانه های کوچک تر منبع غذایی اولیه را تشکیل می دادند ، سهره های کوچک با برتری از لحاظ اندازۀ منقار کوچک ، برگزیده شدند . در این مثال ، گزینش طبیعی جهت دار است . زیرا در حین خشکسالی ، گزینش طبیعی با گزینش فنوتیپ بزرگ تر ، فشار خود را بر جمعیت تحمیل کرد و سپس با پیروی از شرایط تغذیه ای جدید ، گزینش در جهت مخالف تأثیر گذاشت و فنوتیپ های کوچک تر را برگزید . شب های پره های « بیستون بتو لاریا » ، که قبلاً به مطالعۀ آن ها پرداختیم ، مثال دیگری از این نوع گزینش طبیعی به شمار می آیند .
گزینش طبیعی متلاشی کننده
گاهی شرایط زیست محیطی متغیر ممکن است دو یا چند فنوتیپ گوناگون را به بهای حذف حد واسط قدیمی برگزیند . ممکن است بیش از یک فنوتیپ در محیط جدید برگزیده شود . گزینش طبیعی متلاشی کننده شکل ویژه ای از گزینش پیشبرنده است که در آن گرایش به جهات متعدد بیش از فقط یک جهت است
این گزینش باعث واگرایی یا جدا افتادگی گروه های مجزایی از افراد در درون یک جمعیت می شود . تلاش برای تهیۀ مواد غذایی محدود پس از خشکسالی مجزا در جزیرۀ دیگری از
47-Peter
48-Rosmary Grant
49-Princeton
گالاپاگوس ، جمعیتی از سهره های آن منطقه را وادار کرد تا گزینش متلاشی کننده را تجربه کنند . جمعیت سهره های آغازین از نظر اندازه و شکل منقار متنوع بودند . به علت این که در طی خشکسالی ، تنها منابع غذایی در دسترس آن ها موریانه ها و دانه های میوۀ کاکتوس بودند ، گزینش طبیعی پرنده هایی را برگزید که منقاری مناسب با این نوع غذا داشتند .
سهره هایی با منقار بلند تر ماندگار شدند ، چون می توانستند باباز کردن میوۀ کاکتوس از دانۀ آن استفاده کنند و آن هایی که منقار پهن تر داشتند نیز ماندگار شدند زیرا به کمک آن قادر بودند که برای دستیابی به حشرات ، پوستۀ درختان را بشکافند . به هر حال ، سهره هایی با نوک های حد متوسط نتوانستند از هرگونه منبع غذایی در دسترس بهره گیرند و در نتیجه از نرخ ماندگاری کم تری برخوردار شدند .
گزینش جنسی
دیدیم که در میان شرایطی که باعث تغییرات تکاملی می شوند فقط گزینش طبیعی است که به سازگاری با محیط می انجامد . اگر صلاحیت تنها به تعداد نوزادان تولید شده باشد ، ضرورت سازگاری با محیط کم اهمیت جلوه می کند و در این میان گزینش جنسی ، جنسی یعنی ترجیح دادن جفتی به جفت دیگر ، ایفا گر نقش مهم تری است .
گونه های جانوری ، به ویژه پرندگان و پستانداران ، دارای دو شکل جنسی نر و ماده هستند . شاید توانایی فیزیکی و گستاخی نرها آن ها را در جفت یابی یاری دهد و به این ترتیب باعث که آن ها با ماده های بیش تری در آمیزند و گاه به نظر می رسد که ترجیح برخی از نرها به وسیلۀ ماده ها ، سبب گزینش بیش تر چنین نرهایی می شود . بنابراین ، شاخ های بزرگ گوزن نر ، صورت رنگارنگ بابون نر یا دمُ الوان طاووس نر در امر جفت یابی به آن ها بسیار می کند
50-Sexual Selection
شکل 4 ـ 7 : گزینش جنسی .گزنیش بر تفاوت های جنسی تأثیر می گذارد .
A) گوزن سفید دارای شاخ هایی است که گوزن ماده فاقد آن است.
B) پرندۀ بیوۀ نر دمی بلند تر از سر و بدن خود دارد ، که به وسیلۀ آن توجه افراد مادۀ گونه را به خود جلب می کند .
19
مالتی آندرسون این گزینش را در ارتباط با دم بلند جنس نر « پرندۀ بیوه » مورد مطالعه قرار داد
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر