Luonnonvalinta | evoluution keskeinen käsite

Prosessi

Luonnonvalinta selittää, miksi elävät organismit muuttuvat ajan myötä niin, että niillä on nykyinen anatomia, toiminnot ja käyttäytyminen. Se toimii näin:

1. Kaikki elävät olennot ovat niin hedelmällisiä, että niiden populaatiokoko voisi kasvaa nopeasti ikuisesti.
2. Itse asiassa populaatioiden koko ei kasva tässä määrin. Useimmiten määrät pysyvät suunnilleen samoina.
3. Ruoka ja muut resurssit ovat rajalliset. Ruoasta ja resursseista käydään siis kilpailua.
4. Yksikään yksilö ei ole samanlainen. Siksi niillä ei ole samanlaisia mahdollisuuksia elää ja lisääntyä.
5. Suuri osa tästä vaihtelusta on perinnöllistä. Vanhemmat siirtävät ominaisuudet lapsille geeniensä kautta.
6. Seuraava sukupolvi syntyy niistä, jotka selviytyvät ja lisääntyvät. Poistuminen johtuu yksilöiden ja niiden elinympäristön välisestä suhteellisesta sopivuudesta. Monien sukupolvien jälkeen populaatiossa on enemmän hyödyllisiä geneettisiä eroja ja vähemmän haitallisia. Luonnonvalinta on oikeastaan eliminointiprosessi.

 

Esimerkkejä

Luonnonvalinnasta luonnollisissa populaatioissa on nykyään melko paljon esimerkkejä.

Antibioottiresistenssi

Tunnettu esimerkki luonnonvalinnasta on mikro-organismien antibioottiresistenssin kehittyminen. Sen jälkeen kun Alexander Fleming vuonna 1928 keksi penisilliinin, antibiootteja on käytetty bakteeritautien torjuntaan. Luonnollisissa bakteeripopulaatioissa on mutaatioiden tuloksena huomattavaa vaihtelua geneettisessä materiaalissa, joka on peräisin niiden suuresta määrästä yksittäisiä jäseniä. Antibiooteille altistuessaan useimmat bakteerit kuolevat nopeasti, mutta joillakin bakteereilla on mutaatioita, jotka tekevät niistä hieman vähemmän herkkiä. Jos antibioottialtistus on lyhyt, nämä yksilöt selviävät hoidosta. Niiden yksilöiden poistuminen, joilla ei ole vastustuskykyä, on esimerkki luonnonvalinnasta.

Kun antibiootille altistutaan tarpeeksi kauan ja altistutaan toistuvasti, syntyy antibiooteille vastustuskykyisten bakteerien populaatio. Tämä johtaa niin sanottuun evolutiiviseen asevarustelukilpailuun eli yhteisevoluutioon, jossa bakteerit kehittävät edelleen kantoja, jotka ovat vähemmän alttiita antibiooteille, kun taas lääketieteen tutkijat kehittävät jatkuvasti uusia antibiootteja, jotka voivat tappaa ne. Vastustrategioihin kuuluu yleensä erilaisten, vahvempien antibioottien käyttö; viime aikoina on kuitenkin ilmaantunut uusia MRSA-kantoja, jotka ovat vastustuskykyisiä jopa näille lääkkeille. Samanlainen tilanne vallitsee kasvien ja hyönteisten torjunta-aineiden resistenssin ja malarian resistenssin suhteen kiniinille.

Naamiointi

Yksi kuuluisa tapaustutkimus on pippuriperhosen evoluutiotutkimus, ja esimerkkejä on monia muitakin. Suurin osa näistä päivällä lentävistä koiperhosista oli vaaleita, mutta vain muutama koiperhonen oli tumma. Aluksi vaaleat koiperhoset selvisivät paremmin hengissä, koska ne olivat naamioituneet läheisten puiden vaaleaan väriin nähden. Näin lintujen oli vaikea nähdä niitä.

Kun tehtaita rakennettiin, saasteet saivat kaikki puut näyttämään mustilta. Nyt vaaleat koiperhoset näkyivät selvästi tummaa kuorta vasten. Tummaväriset koiperhoset olivat etulyöntiasemassa, kun ympäristö muuttui. Tummaa väriä ohjaavat geenit levisivät perhospopulaatiossa. Toisen maailmansodan jälkeen saastumisen torjunta tehosti ympäristön puhdistamista. Tällöin vaaleammat koiperhoset saivat jälleen etulyöntiaseman, ja ne ovat nyt paljon yleisempiä.

Toinen esimerkki on matkiminen: Jotkut vaarattomat hyönteiset jäljittelevät muita hyönteisiä, jotka ovat vaarallisia tai jotka maistuvat pahalta. Jäljittely kehittyy, koska paremmat jäljittelijät selviytyvät paremmin. Ne elävät ja tuottavat enemmän jälkeläisiä kuin huonommin matkivat hyönteiset. Parempien jäljittelijöiden geenit yleistyvät lajissa. Ajan myötä jäljittelevät lajit lähentyvät esikuviaan.

 
Antibioottiresistenssiä lisää se, että yksilöt, jotka ovat immuuneja antibiootin vaikutuksille, jäävät eloon. Heidän jälkeläisensä perivät resistenssin, jolloin syntyy uusi resistenttien bakteerien populaatio.  

Sukupuolivalinta

Sukupuolivalinta on erityinen luonnonvalinnan muoto. Se on Charles Darwinin teoria, jonka mukaan tietyt evoluution piirteet voidaan selittää lajin sisäisellä kilpailulla. Darwin määritteli seksuaalisen valinnan vaikutuksiksi, jotka johtuvat "yhden sukupuolen yksilöiden, yleensä urosten, välisestä kamppailusta toisen sukupuolen hallussapidosta". Yleensä urokset taistelevat keskenään. Urosten taistelussa valikoituneita ominaisuuksia kutsutaan toissijaisiksi sukupuoliominaisuuksiksi (mukaan lukien sarvet, sarvet jne.), ja niitä kutsutaan joskus "aseiksi". Parinvalinnan kautta valittuja ominaisuuksia kutsutaan "koristeiksi".

Naaraat parittelevat usein mieluummin sellaisten urosten kanssa, joilla on ulkoisia koristeita - liioiteltuja morfologisia piirteitä. Geenit, joiden ansiosta urokset voivat kehittää vaikuttavia koristeita tai taistelukykyä, voivat yksinkertaisesti osoittaa parempaa taudinkestävyyttä tai tehokkaampaa aineenvaihduntaa - ominaisuuksia, jotka hyödyttävät myös naaraita. Tämä ajatus tunnetaan "hyvien geenien" hypoteesina. Sukupuolivalintaa tutkitaan ja siitä keskustellaan yhä nykyäänkin.

Ernst Mayr sanoi:

"Darwinin päivistä lähtien on käynyt selväksi, että tällainen valinta käsittää paljon laajemman ilmiöiden kirjon, ja seksuaalisen valinnan sijasta sitä on parempi kutsua valinnaksi lisääntymismenestykseen... Kyse on aidosta valinnasta, ei eliminoinnista, toisin kuin eloonjäämisvalinnasta. Kun otetaan huomioon, kuinka paljon uusia lisääntymismenestykseen tähtäävän valinnan muotoja löydetään vuosi toisensa jälkeen, alan miettiä, eikö se ole jopa tärkeämpää kuin eloonjäämisvalinta, ainakin tietyissä korkeammissa eliöissä."

 

Kuvitus Charles Darwinin teoksesta The Descent of Man and selection in relation to sex (Ihmisen polveutuminen ja valinta suhteessa sukupuoleen), jossa on kuvattuna tuppikokki Lophornis ornatus, naaras vasemmalla, koristeltu uros oikealla.