Természetes kiválasztódás

A biológiában , a természetes szelekció egyik mechanizmusok irányítják a fejlődése fajok , ami megmagyarázza a differenciál szaporodási sikerét egyének között ugyanazon faj, és a differenciál sikere gének jelen lévő populációban . Ez tehát "reprodukciós előny vagy hátrány, amelyet kedvező vagy kedvezőtlen genetikai variációk jelenlétével vagy hiányával lehet elérni egy megváltozó környezettel szemben" , a természet evolúciós rendszere hatalmas tesztek és hibák sorozata. Ez a biodiverzitás egyik fő szempontja a bolygón, valamint az ökoszisztémákon és populációkon belül .

Ezt a szelekciót korlátozó módon definiálják, mint a környezet körülményei által a környezetben előnyös karakterrel rendelkező egyének számára biztosított reprodukciós előnyt , amely fontosabb utódokat biztosít számukra, mint az ilyen karakterrel nem rendelkező egyedek. Meghatározható egy fajon belül természetesen végbemenő válogatásként is. Olyan szervezetek szaporodását eredményezi, amelyek olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy jobban megmaradjanak környezetükben, ez a természetes szelekció folyamatát jelenti. Ennek eredményeként több mint generációk , ez a mechanizmus magyarázza az alkalmazkodás a faj a környezetükhöz. A természetes szelekció elmélete lehetővé teszi a legmegfelelőbb egyedek kiválasztásával megmagyarázni és megérteni, hogy a környezet hogyan befolyásolja a fajok és populációk evolúcióját, ezért alapvető szempont az evolúció elméletének. Röviden: a természetes szelekció az a tény, hogy azok a tulajdonságok, amelyek elősegítik a túlélést és a szaporodást egy adott környezetben, gyakoriságukról generációra növekszik. Ez "logikusan" következik abból a tényből, hogy ezeknek a tulajdonságoknak a hordozóinak több leszármazottja van, és abból is, hogy utóbbiak hordozzák ezeket a tulajdonságokat (mivel örökletesek ).

"Megadtam ezt az alapelvet, amelynek révén a változatok bármilyen jelentéktelenek is lehetnek, konzerválódnak és fennmaradnak, ha hasznos, a természetes szelekció neve . " Charles Darwin így határozta meg .

A szelektív érték ( angolul fitnesz ) a természetes szelekciós ráta becslését és előrejelzését egyaránt jelentheti.

Történelem

Míg a transzformizmus néven már számos evolúciós elmélet létezett , Charles Darwin (1809-1882) javasolta ezt a mechanizmust, amelyet darwinizmusnak vagy darwini szelekciónak neveznek . A "természetes szelekció" kifejezést Darwin találta ki, szemben az ember által évezredek óta alkalmazott mesterséges szelekcióval : a gazdák vagy pásztorok minden generációban megválasztják a "legjobb" tulajdonságokkal rendelkező egyedeket, hogy szaporodjanak. A darwini szelekciós mechanizmus tehát lehetővé teszi az élőlények adaptív komplexitásának naturalisztikus magyarázatát , anélkül , hogy például isteni eredetű finalizmushoz vagy természetfeletti beavatkozáshoz folyamodnánk .

Ez a magyarázó elv már Arisztotelész idején is ismert volt, bár ez utóbbi elutasította a teleológiai magyarázatot (finalista). Arisztotelész ennek az elvnek az egyik első megállapítását adja meg egy példából:

„Például egyesek a fogak születnének, a metszőfogak élesek és alkalmasak az étel vágására, a többiek a nagy őrlőfogakra, amelyek nagyok és képesek leszorítani őket; mert állítólag ezeket a funkciókat nem állítanák elő, de véletlenül képesek lennének erre. Ugyanez vonatkozik az összes többi részre, amelyek az általános vélemény szerint valamire való tekintettel vannak. Azok a lények, akiknél kiderült, hogy az összes alkatrész olyan, hogy ha valamilyen céllal gyártották volna őket, akkor is fennmaradtak, mert véletlenül megfelelő módon alkottak; akik éppen ellenkezőleg, akik számára ez nem így volt, elpusztultak és elpusztultak [...]. De lehetetlen, hogy a valóságban ez így legyen. "

André Pichot biológiai történész szerint azonban valószínűbb, hogy Darwint Joseph Townsend lelkipásztor és A disszertáció a szegény törvényekről című brosúrája (1786) ihlette, amely a természetes szelekció mechanizmusához nagy hasonlósággal rendelkező részt tartalmaz.

Darwin egyik leghíresebb idézete a következő: "A fajok közül nem a legerősebb vagy a legintelligensebb marad életben, hanem az, amelyik leginkább képes megváltozni"

Alapelvek

A természetes szelekció elmélete, amelyet eredetileg Charles Darwin írt le, három alapelvre épül: a variáció elvére, az alkalmazkodás elvére és az öröklődés elvére.

Változatok

Elvi variáció.svg

Általánosságban elmondható, hogy egyazon fajba tartozó egyedek populációjában többé-kevésbé "jelentős" különbségek vannak ezen egyedek között. A biológiában karaktert hívunk , bármi, ami látható és egyénenként változhat. Azt mondjuk, hogy ugyanannak a karakternek több vonása is van. Például az emberi lényben a bőr színe , a szem színe olyan karakter, amelynek több változata vagy jellemzője van. A tulajdonságok változása egy adott egyénben alkotja annak fenotípusát . Ez az első feltétel a természetes szelekció létezéséhez: egy populáción belül bizonyos karaktereknek variációkat kell mutatniuk, ez a variáció elve .

Alkalmazkodás, túlélés és szaporodás

Selection.svg

Egyes egyének olyan variációkat hordoznak magukban, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy másoknál jobban szaporodjanak egy adott környezetben . Ezután szelektív előnyt élveznének rokonaikkal szemben:

Mindkét esetben a túlélési és szaporodási képesség növekedése az ilyen jellemzőkkel rendelkező egyedeknél a szaporodási ráta , tehát több utód növekedését eredményezi . Azt mondják, hogy ez az adott jellemvonás szelektív előnyt kínál másokkal szemben. Ez ebben az elvben az alkalmazkodás csak, hogy az élő környezet avatkozik .

A szaporodási előnyökhöz kapcsolódó evolúció geológiai időskálán nagyon gyors lehet, akárcsak a szigetek evolúciója . Tehát, ha az ökológiai viszonyok azt jelentik, hogy egy kis méretet kissé előnyben részesítenek a nagyokkal szemben, így minden generációnál a populáció átlagos nagysága ezerrel csökken (ami emberi méretben két millimétert jelentene), akkor csak 700 generációra van szükség hogy az átlagos méret felére csökkenjen. Ennek eredményeként kivételes, hogy megfigyelhetjük a folyamatban lévő speciációt : egy faj fenotípusa a gyakorlatban az, amely átlagosan a legjobb szelektív előnyt biztosítja az egyének számára az egész elterjedési területén (azon a területen, amelyen a genetikai a génállomány keverése ); és ez a fenotípus ezért stabil marad, amíg az ökológiai körülmények stabilak.

Jótékony örökletes jellemzők

Öröklés.svg

A természetes kiválasztódás harmadik feltétele az, hogy az egyének tulajdonságainak örökletesnek kell lenniük , vagyis átadhatók leszármazottaiknak. Egyes karakterek, például a barnulás vagy a kultúra, nem függenek a genotípustól , vagyis az egyén összes génjétől . A szaporodás során tehát az utódokhoz továbbított gének vezetnek bizonyos karakterek egyik generációról a másikra való átjutásához . Ez az öröklődés elve .

Ez az első három elv tehát azt jelenti, hogy a szelektív előnyt biztosító örökletes változatok jobban átterjednek a következő generációra, mint a kevésbé előnyös változatok. Ugyanis az előnyös variációkat hordozó egyének többet szaporodnak. A generációk során tehát látni fogjuk, hogy a hátrányos helyzetű gének gyakorisága csökken, míg végül el nem tűnnek, míg az előnyös variációk elterjednek az egész populációban, míg végül a populáció vagy a faj összes tagja megosztja őket. Például az emberi populációban a kétlábúság minden modern emberben jellemző jellemző .

Richard Dawkins által elmondott történet felidézi a darwini mechanizmus fontos pontját: két brontosaurus meglátja, hogy egy tirannosaurus halad az irányukba, és elmenekül, hogy elkerülje azt. Ezután a kettő közül az egyik azt mondta a másiknak: „Miért futunk? A legkisebb esélyünk sincs arra, hogy gyorsabban szaladjunk, mint a tyrannosaurus! ". A másik pedig cinikusan válaszol: "Nem próbálok gyorsabban futni, mint a tyrannosaurus ." Csak próbálok gyorsabban futni, mint te  ! ". Az ötlet az, hogy emlékezzen, hogy a folyamat érinti kisebb verseny között faj, mint egy verseny keretében az egyes fajok. Ezt a szexuális konfliktushoz adott konfliktust Thierry Lodé idézi fel, aki elmagyarázza, hogy a tág értelemben vett konfliktus (szexuális konfliktus, reprodukciós konfliktus, koevolúció ) miért az evolúció erőteljes vektora, több antagonista interakcióból született. Darwin, akit a Galapagos-szigeteken megfigyelt fajok érzékenyítenek a nemi szelekcióra , rámutatott a korában betöltött szerepére. Ezeket a kölcsönhatásokat és a fajok közötti koevolúciós mechanizmusokat a vörös királynő hipotézisében is tanulmányozzák .

A fajok alkalmazkodása a környezetükhöz

Ha fajokat figyelnek meg lakókörnyezetükben, úgy tűnik, hogy mindegyikük mélyen alkalmazkodik környezetükhöz: a zsiráf hosszú nyaka és hosszú lába valóban jól alkalmazkodik az afrikai szavannák akácosainak magas leveleinek megfogásához . Ugyanolyan jól lehet mondani, hogy a nem alkalmazkodó szervezetek nem maradtak fenn ebben a környezetben.

Ezenkívül az adott környezet bizonyos előnyös változásai más körülmények között károsakká válhatnak. Például havas környezetben a fehér szőr lehetővé teszi, hogy zsákmánya vagy ragadozói ne lássanak benneteket , de ha a környezet erdővé válik és sötétebb lesz, akkor nem lesz többé álcázás, és a fehér szőrű egyedek elveszítik szelektív előnyüket . Ennek a jelenségnek az a következménye, hogy a generációk során a természetes szelekció révén a populációban megfigyelt karakterek többé-kevésbé alkalmazkodnak az ökoszisztéma változásaihoz .

Egy másik példa, hogy az embereknél a sötét bőr színe a természetes szelekció miatti adaptáció, és nem a barnulás, amely bizonyos populációkban "rögzült volna".

A beérkezett napenergia megoszlása . Az emberi bőr színének intenzitásának megoszlása R. Biasutti 1940 előtt.
Solar land area.png Jelöletlen Renatto Luschan bőrszíntérkép.svg

A természetes kiválasztódáshoz vezető környezeti tényezők a következők lehetnek:

Konvergens adaptációk

A fajok ökológiai résükhöz való alkalmazkodása néha két, hasonló környezetben élő fajt vezethet hasonlóságok elsajátításához, amelyek akkor nem a lehetséges rokonságuknak köszönhetők. A konvergens evolúció ebben az esetben beszélünk . Ez a jelenség úgy értelmezhető, hogy ugyanazok a környezeti korlátok ugyanazokhoz az „adaptív megoldásokhoz” vezetnek. A gerincesek és a lábasfejűek szeme a konvergencia egyik legszembetűnőbb példája, annak ellenére, hogy e két taxon közös ősének nem volt összetett szeme. Ez a két vonal optikai rendszerek felé fejlődött, amelyek nagyon erős hasonlóságot mutatnak, a különbség elsősorban a retina szenzoros sejtjeinek orientációjában rejlik.

Ilyen esetekben az evolúciós konvergencia gyakran felhozott mellett érvelni egy adaptacionis- koncepció evolúció a természetes szelekció, amely szerint az alapvető jellemzőket figyeltek élő fajok nem a véletlen , hanem az eredménye különböző szelekciós nyomást egész evolúciós története faj.

A populáció örökletes variációinak eredete

A szelekcióhoz az is szükséges, hogy több, azonos karakterű variáció jelen legyen a populációban, hogy a leginkább alkalmazkodó egyén "nyerjen" a többiek felett. Valójában a fenti példában, ha az összes egyed azonos és hordozza a "fehér szőr" fenotípusos variációját, akkor a globális felmelegedés esetén egyetlen egyed sem képes túlélni, és a faj kihal . Ha a környezet megváltozik, ahhoz, hogy egy faj fennmaradjon, a természetes szelekcióval kell alkalmazkodnia. Ezért elengedhetetlen, hogy a környezet változása előtt jelentős genetikai sokféleséget mutasson be benne.

Instabil genetikai információ

A genetikai diverzitás egy populációban az egyének származik módosítások a genetikai információt a DNS a sejtek . Ezek a következők: Először is, pont -mutációk a DNS-szekvencia a gének, vagy a nagyobb mutáció, mint például kromoszóma- átrendeződések  ; másodszor, genetikai rekombinációk , amelyek a baktériumokból származó DNS-transzfer és az eukarióták által történő szexuális szaporodás során következnek be . A fent említett genom módosításaihoz hozzáadhatjuk a genetikai sokféleség egy másik forrását, nevezetesen azokat a vándorlásokat , amelyek révén az adott populáció genetikai állománya megújul a halmazot hordozó faj többi tagjának megérkezésével.

A genetikai módosítások véletlenszerűek  : nem a környezet "diktálja", hogy melyik génnek mutálódnia kell, hanem a véletlen . Éppen ezért a populációkban sok olyan változatot figyelünk meg, amelyek nem felelnek meg a lakókörnyezetnek (például ritka genetikai betegségek ). Gyakori hiba azt hinni, hogy a genetikai módosítások a következménye a természetes szelekció. Másrészt a természetes szelekciónak van ereje adaptált genetikai módosítások felhalmozására, ami komplex adaptációkat eredményez.

A genetikai információk változásai

Ezért az egyének nagy genetikai sokfélesége közül választják ki a környezetnek leginkább megfelelő fenotípusokat és allélokat . Ennek bemutatásához egyszerűen megmutathattuk, hogy az új fenotípusok a tápközeg változása előtt is jelen voltak. Ez nem mindig nyilvánvaló, és még ha így is lenne, a környezet által adott mutáció indukciójának mechanizmusa nem zárható ki. Matematikai trükknek köszönhető, hogy Luria és Delbrück azt mutatják, hogy a vírus hozzáadásakor valóban a baktériumok populációjában már meglévő mutációk választódnak ki .

A megszerzett tulajdonságok feltételezése

Mivel molekuláris genetika az ő idejében nem létezett, Darwin nem tudta figyelembe venni az új karakterek keletkezésének molekuláris mechanizmusait . A természetes szelekció elmélete ezért magában foglalta a megszerzett karakterek átadásának hipotézisét . 1868-as, Az állatok és növények variációja a háziasítás hatása alatt című munkájában még odáig ment, hogy elméletet javasolt a megszerzett karakterek továbbadásához. Darwin kezdeti elméletében, amint azt A fajok eredete megfogalmazza , ezek az egyének közötti eltérések abból fakadnak, hogy az egyének életük során különböző tulajdonságokra tesznek szert. Ezeket a megszerzett karaktereket ezután továbbadják leszármazottaiknak, és ez megmagyarázza a megfigyelt variációkat és a faj jellemzőinek alakulását. Bármely más variációs forrás továbbra is elfogadható marad, például a véletlen  ; másrészt a felmerülő probléma az lenne, ha tudnánk megakadályozni a hígítást, majd ezeknek a tulajdonságoknak az esetleges eltűnését, ha nem "tartják fenn" őket.

A megszerzett tulajdonságok öröklődésének elméletét August Weismann a XIX .  Század végén érvénytelennek tekintette . Az ellenkező véleményt valló újlamarckiakra válaszul kimutatta, hogy a csonkításokat nem továbbították. Ebből tévesen következtettek arra, hogy semmilyen megszerzett karakter nem továbbítható, míg a megcsonkítás nem egyenértékű azzal, hogy a szervezet új funkciókat szerezzen, ahogy Lamarck szerette volna . Nem lehet bizonyossággal bizonyítani a megszerzett karakterek öröklésének lehetetlenségét (a nemlétet csak matematikában, az abszurddal lehet bizonyítani). Másrészt megnézhetjük, van-e valódi példa erre az lehetetlenségre. A XX E.  Század elején számos kutatást végeztek ebben az irányban , különösen Paul Kammerer . Ez az immunológia területén is kutatás tárgya .

A veleszületett karakterek valóban során átvitt reprodukciót , de eltérések, amelyek követik a jogszabályok mendeli , elnevezett felfedezője, Gregor Mendel (1822-1884), akinek munkáját borsó vonalak nem fedezték fel az elején a XX th  században , és volt sajnos figyelmen kívül hagyta Darwint. Mendel választ ad a hígítási problémára: a karakter nem gyengül; egyszerűen dominánsként továbbítják, recesszívként továbbítják vagy kiküszöbölik; de azoknál az egyéneknél, akik viselik, teljesen jelen marad, ami biztosítja tartósságát, ha viselőjének (vagy pontosabban viselőjének leszármazottainak ) kedvez .

A populációs genetikában

A darwini elmélet és az öröklődés elmélete közötti konvergencia az 1930-as évek folyamán szüli meg a populációgenetikát , különösen Ronald Fisher elméleti munkájának köszönhetően . Ugyanakkor, köszönhetően a kísérletek Thomas Morgan és Theodosius Dobzhansky a Drosophila legyek , a molekuláris mechanizmusok felelősek a jelenség genetikai öröklődés kezd azonosítását. A biológia egyik fő felfedezése az lesz, hogy megmutassa, hogy a genetikai sokféleség, amely garantálja a fenotípusok változatosságát , a genotípus véletlenszerű módosításainak ( mutációk , genetikai rekombinációk stb.) Köszönhető , különösen az egyik generációról a másikra történő átvitel során. ezután más, a szaporodás idején .

Még ha ez nem is az a mechanizmus, amelyet Darwin a természetes szelekció elméletében elképzelt, továbbra is tény, hogy ezek a folyamatok lehetővé teszik a természetes szelekció tökéletes elszámolását a modern biológia központi elméletének tekinthető keretek között, az evolúció szintetikus elmélete vagy a neo-darwini szintézis, amely kapcsolatot teremt a molekuláris genetika szintjén található mechanizmusok és az evolúció jelenségei között a populációk skáláján. Így a természetes szelekció statisztikai számításokkal "mérhető" .

Tudományos tanulmányok

Most nyilvánvalónak tűnik, hogy bármely meghatározott funkciójú szerv, például egy hal uszonya, alkalmazkodik a környezethez és a természetes szelekció eredménye. A tudományos demonstrációnak azonban át kell mutatnia az örökletes karakter és a környezet pontos paraméterei közötti változatok számszerűsített összefüggését . A leghíresebb példák közül lehet idézni:

Emberi faj

A természetes szelekció az emberi fajokra is kihat . Az a képesség, felnőtteknél megemészteni a laktózt a tejben választották körülbelül 9000 évvel ezelőtt az emberi populációk származó Észak -Európában , illetve Közép-Ázsiában , ahol a szarvasmarha emeltek a tejért, de nem emberi populációkban. „Többi populáció, ahol ez az étel hiányzik. Nemrégiben kiderült, hogy ez a képesség is jelen volt bizonyos etnikai csoportok Kelet-Afrikában, a tuszik és Peuls Szudán, Tanzánia és Kenya, hanem három másik mutáció, függetlenül választott egy másik. Ez utóbbi 7–3000 évvel ezelőtt jelent volna meg. Ez az evolúciós konvergencia példája .

A tartósan egy genetikai betegség, mint például a sarlósejtes vérszegénység oka az a tény, hogy a allél felelős a betegség is előnyhöz szelektív előny növelésével ellenállás a parazita felelős a malária .

Emberi tevékenységek

Az emberek önkéntelenül is szelekciós nyomást gyakorolhatnak bizonyos organizmusokra, amelyek evolúciója viszont káros lehet a gazdaságra vagy az emberi egészségre :

Coevolution és verseny

Az előző példákban ezek olyan fajok, amelyek emberi technikai fejlesztésekkel fejlődnek, de ez a jelenség két faj biológiai kölcsönhatásaiban is megfigyelhető . Egy jól tanulmányozott példája egy ilyen Koevolúció jelentése tojásrakó parazitizmus a kakukk . Ezeknél a fajoknál, a szülő rakja tojások a fészkek más madarak. Amint megszületik, a fiatal kakukk kiűzi a jelen lévő petesejteket, hogy egyedüliként részesülhessen az így megtévesztett gazdafaj szülei által nyújtott gondozásban. A parazitált fajok közül néhány parazitaellenes stratégiává fejlődött, ebben az esetben képes megkülönböztetni a kakukktojást saját petéiktől. Ez vezetett ahhoz, szelekciós nyomás néhány kakukk fajok fejlődtek fejlődő egyfajta tojás mimikri oly módon, hogy a tojásokat meglepően hasonló a tojásokat a házigazdák. Viszont a parazitált fajok (például a tuskócsúcs ) megnövekedett képességekkel rendelkeznek arra, hogy megkülönböztessék saját tojásaikat a kakukk utánzó tojásoktól, ez a képesség nem parazitált vagy kevésbé parazitált fajokban hiányzik.

Ilyen koevolúciós jelenségeket gyakran megfigyelnek parazitizmus, de néha interspecifikus verseny vagy a szexuális szelekció intraspecifikus versengése esetén is . Inter-sex Koevolúció gyakran látható válaszul utáni közösülési szexuális szelekció: például egyes madárfajok és gerinctelen férfi farkuk van egy spirális alakú , amely úgy működik, mint egy üveg ecsettel eltávolítjuk sperma a többi hímet, és lehetővé teszi számukra, hogy letétbe saját ivarsejtek mélyen a hüvelybe , a nők, amellyel mate érdekében apasági az utódok; ugyanezekben a fajokban megfigyelhető a hüvely méretének arányos növekedése morfológiával, míg a szinuszitások ellensúlyozzák a hímek szaporodási stratégiáit.

Választások

Mesterséges szelekció antropogén eredetű

Más kiválasztási módok léteznek.

„Az antropogén szelekció kezdete az újkőkori kulturális forradalom egyik eleme . Azon időszak alapján lehet azonosítani, amelyben az ember részt vett az élő fajok kiválasztásában ” .

A natural jelző Darwinban szemben áll a mesterséges szelekció koncepciójával, amelyet a tenyésztők több ezer éve ismernek és gyakorolnak. Valójában a háziállatok vagy a termesztett növényfajok ( tehenek , kutyák, rózsák stb.) Annyi „szörnyű” változatot jelentenek, amelyek a természetben hiányoznak. Ezek az érdekes egyedek lassú szelekciójának eredményei (hozam szempontjából, vagy esztétikai szempontból ) a tenyésztők és a gazdálkodók részéről (lásd az állatok szelektív tenyésztését ). Ez a megfigyelés teszi lehetővé Darwin számára a természet által vadon élő fajokon végzett szelekció feltételezését.

Példák az antropogén eredetű mesterséges szelekcióra (az ember, főleg a házi fajokra, háziasításuk kezdete óta):

Mesterséges szelekcióval most új fajokat (különösen a Drosophila) tehetünk megjelenésre. De ez a fajta gyakorlat kontraproduktív lenne a mezőgazdaságban, az egyes fajok genetikai sokféleségének csökkenése miatt.

Hasznosság és szexuális szelekció

A darwini szelekció két közös mechanizmuson alapszik: az első az utilitarikus szelekció (vagy a túlélési szelekció vagy az ökológiai szelekció ); a második a nemi szelekció . A nagyközönségben a szexuális szelekció ez utóbbi aspektusát gyakran figyelmen kívül hagyják, és a természetes szelekciót a túlélési szelekcióval azonosítják. Ez azonban tévedés, mert ez a két mechanizmus valóban működik az élővilágban.

A kiválasztási eszköz megfelel az egyének közötti válogatási folyamatnak, mivel képesek túlélni és / vagy eredményesek lenni. Ez a kifejezés közelebbről jelöli a mechanizmust, amely fajok fejlődni nyomáson külső , hogy a fajok interspecifikus verseny és a környezet vagy a nyomás alatt a belső , hogy a faj intraspecifikus verseny. Valójában azon az elképzelésen alapszik, hogy a szaporodáshoz először túl kell élni. Ez a fajta szelekció tehát azoknak az egyéneknek kedvez, akik képesek megmenekülni vagy megvédeni magukat a ragadozóktól, de ellenállni a parazitáknak is  : ez fajok közötti verseny. Ez a szelekció azt is elősegíti, hogy ugyanazon fajok egyedei versenyezzenek egymással, hogy erőforrásokat találjanak a környezetben, akár zsákmányként, akár más nem tápláló erőforrásként , például menedékhelyekként ( odúk , fészkek stb.): Ez fajon belüli verseny. Végül azoknak az egyéneknek kedvez, akik a legjobban képesek ellenállni a biotóp környezetnek , az éghajlati viszonyoknak stb. : abiotikus tényezőkről beszélünk.

A szexuális szelekció olyan jelenség, amely az egyén eltérő életszakaszában fordul elő. Arra a tényre utal, hogy az egyes fajokon belül is verseny folyik a szexuális partnerek elérése érdekében a szexuális szaporodás összefüggésében . Az elmélet ezen aspektusát Darwin teljesen kidolgozta Az ember leszármazása című munkájában . A szexuális szelekcióval összefüggésben tehát intraszexuális verseny folyik az azonos nemű, de interszexuális versenyek között is a különböző nemű egyének között (egy nemű egyéneknek választaniuk kell, hogy melyik azonos nemű egyénnel ). párosodni fog). A szexuális szelekció tehát lehetővé teszi, hogy ismertesse jellemvonások vagy viselkedés, amely büntetendővé túlélési amikor elemezzük kívül haszonelvű környezetben, például a farok a páva vagy agancs a mega - eros . Madaraknál nagyon fontos (udvarlási kijelzők), ez lehet a toll forrása, amelynek lapított alakja megmagyarázza a színeket.

Választási nyomás

Utólag úgy tűnhet, hogy a populációk generációi közötti egymást követő változások orientáltak, mintha ezeket a változásokat egy bizonyos irányba "húzzák" vagy "tolnák". Például Darwin észrevételeit követve a galapagosi pintyekről megfigyelhető, hogy egyes fajok a csőr megnagyobbodása felé mutatnak tendenciát, amely egyre nagyobb lesz, míg más pintyfajoknál inkább a csőr. Ez a jelenség, amely egy vagy több faj evolúciójának látszólagos tendenciájaként nyilvánul meg, a szelekciós nyomás nevét kapta . Ezeket a szelekciós nyomásokat a fajokra gyakorolt ​​úgynevezett belső nyomás (szexuális szelekció, fajon belüli verseny) és az úgynevezett külső nyomás (extraspecifikus verseny, környezet) "orientálja" , vagyis mindaz, ami befolyásolja a fajok túlélését és szaporodását. egyének.

A szelekciós nyomás fajonként vagy ökológiai környezettől eltérően, sőt az egyedek egyik alpopulációjától a másikig eltérő. Így ugyanazon fajon belül divergencia léphet fel, ha két alcsoportot kissé eltérő szelekciós nyomásnak tesznek ki. Ez a két populáció fejlődik felé különböző formái úgynevezett morphs és ha a jelenség továbbra is idővel tudjuk a végén a formáció két különböző faj, ez szimpatrikus speciation. Ezután a két faj eléggé elkülönülő ökológiai fülkéket foglal el, így már nem versenyeznek közvetlenül egymással, majd a különböző szelekciós nyomásokra reagálva különböző evolúciós pályákat követnek.

Komplex biológiai adaptációk megjelenése

Az élő rendszerek nagyon összetettnek tűnnek, és olyan kiterjedt alkalmazkodást jelentenek egy olyan környezethez, amelyben az emberek műszaki és ipari újítások forrását találják bennük (például karcos vagy tépőzáras kötőelemek , a gyógyszeripar és a vegyipar). Ez a bonyolultság nem láthatta volna a napvilágot anélkül, hogy a természetes szelekció ereje felhalmozná a „jó” genetikai újításokat:

Minden evolúciós újítás véletlenszerűen jelenik meg. A természetes szelekció ezeknek a kis evolúciós „ugrásoknak” kedvez (A, majd AB, majd ABC…, majd ABCDE). Ez lehetővé teszi az egyre fejlettebb adaptációk (ABCDE) megjelenését. Ha az A karaktert nem választották volna ki, az ABCDE karakter soha nem jelent volna meg. Mivel az E függ A-tól. A komplex karakter, mint egy enzim , az egymást követően kiválasztott innovációk halmozódásából ered, és nem egyszerű, független megjelenésből, a genetikai újítások véletlenszerűségéből (még akkor is, ha bizonyos evolúciós "ugrások" többé-kevésbé szignifikáns vagy fokozatos, lásd az elválasztott egyensúlyt ). A természetes szelekció tehát nemcsak a legösszetettebb adaptációkat részesíti előnyben; megjelenésüket is lehetővé teszi. Ez csak akkor érvényes, ha a természetes szelekció folyamatosan zajlik, amelyet intra-specifikus verseny révén lehet elképzelni, amelyet Malthus és Darwin egy populációban elkerülhetetlennek tart. Valóban, az élőlényeknek természetes és egyetemes hajlamuk van szaporodni, mint az előző generációban.

A véletlenszerű, néhány generáción átívelő újítások nem elegendőek az élőlények összetettségének és a környezetükhöz való alkalmazkodásuknak a figyelembe vételéhez. Természetes szelekcióra van szükség a kis újítások felhalmozásához és egy olyan összetett szerv előállításához, mint például az emlős szeme. Ez válasz lehet bizonyos neo- kreacionisták kritikájára , akik azt állítják, hogy az élő rendszerek ( enzimek stb.) Túl összetettek és harmonikusak ahhoz, hogy megjelenésük csak véletlenszerű mutációk miatt következzen be, és ezért szerintük nem. nem lett volna evolúció.

Magyarázó korlátok az emberi vonal evolúciójában

Mint minden más állatfaj, az emberi faj is az evolúció és a természetes szelekció eredménye. Például, az egyik azt gondolhatja, hogy a két lábon járás az elmúlt kínált ilyen szelektív előnyt egyének képesek mozogni felfelé, hogy a gének társított mód mozgásszervi van elterjedt az egész emberi populáció. Fajunk evolúciós történetének részleteit azonban továbbra is nehéz rekonstruálni, és különösen annak meghatározása, hogy mely pontos tényezők és mely pontos folyamatok avatkozhattak be az emberi evolúcióba (pl. Szexuális szelekció, csoportos szelekció, kulturális szelekció., Genetikai sodródás) , stb) bizonyos esetekben, azonban mégis lehetséges, hogy azonosítsa a szelekciós nyomások és adaptációk eredő természetes szelekció az emberi populációkban. Az egyik legdokumentáltabb példa a malária ellenállása . A vérsejtjeiben rendellenességet okozó gént hordozó egyének jobban ellenállnak a parazitának, amely ezt a betegséget okozza. Másrészről gyermekeik kockáztatják, hogy sarlósejtes vérszegénységben szenvednek, ha mindkét szülőtől örökölik ezt a gént. A maláriával szembeni rezisztencia által nyújtott szelektív előny tehát lehetővé teszi annak megmagyarázását, hogy az emberi populációkban, ahol ez a parazita endémiás ( Afrika ), miért tartják fenn egy viszonylag súlyos betegség kiváltására képes gén allélját.

A darwini elmélet emberi fajokra való alkalmazásának egyik legrosszabb kísérlete az volt , hogy a Wilson által kidolgozott szociobiológiát használták az ultraszociális fajok ( hangyák , termeszek , méhek ...) viselkedésének magyarázatára . Sőt, még ha igaz is, hogy az egyik jellemzője az emberi lény (és más főemlősök ) az ő nagyon társadalmi életforma , Wilson elmélete is szükség van a szaporodás módját és szervezetét. Nagyon különös szociális nevű eusociality , nagyon eltérő attól, amit az embereknél megfigyelünk. Amint azt Wilson maga is védi, abszurd dolog, ha az e fajon végzett munka következtetéseit közvetlenül az emberi fajokra akarjuk alkalmazni. Bizonyos elméleti eszközök, amelyeket eredetileg a szociobiológia keretében fejlesztettek ki, tökéletesen relevánsnak bizonyulhatnak az emberek tanulmányozása szempontjából.

A paleoantropológia fő kihívása mindazonáltal továbbra is az az elméleti keret elérése , amely az emberi evolúciót egyedül a természetes szelekciónál gazdagabb mechanizmusok segítségével magyarázza meg . Azonban olyan jelenségek fontosságát, mint a kultúra , a szexuális szelekció , a genetikai sodródás, továbbra is nehéz felmérni:

„Így még az új evolúciós elméletek keretein belül is, amelyeket neo-darwinizmusnak vagy szintetikus evolúciós elméletnek nevezünk , az evolucionisták arra törekszenek, hogy külön helyet foglaljanak el az ember számára, megértve, hogy ha teste fejlődött, akkor az marad az embert elkerüli az evolúció törvényei elől. "

Az ilyen nehézségek egyik legutóbbi példája a csoportválasztás szerepére vonatkozik. Míg ezt a mechanizmust, amely "a csoport túlélését segíti elő az egyén túlélésének kárára", az állati evolúció során széles körben kritizálták, úgy tűnik, hogy az emberi faj egyik sajátossága, hogy pontosan a többszintű szelekciós jelenségek lehetnek fontos szerepet játszott evolúciója során és különösen pszichológiájának alakulásában .

Viselkedés és kultúra a szociobiológia szerint

Minden viselkedésnek genetikai és örökletes összetevője van . Egyes állatoknál kimutatták, hogy a környezet befolyásolhatja az örökletes és veleszületett viselkedés kialakulását. Ami a kultúrát illeti , amelyet nem a DNS, hanem a tanulás közvetít, az is szelekció alá eshet. Például, ha olyan viselkedésem van, amely megelégedést nyújt számomra, például divatosan öltözködni, akkor azt reprodukálom, megtanítom vagy utánozom. És fordítva, ez a viselkedés nem terjed át, ha nem kielégítő. A Richard Dawkins által előterjesztett memetikai elmélet ezeket az entitásokat, amelyeket mémeknek neveznek , a kultúra által végrehajtott szelekció alapelemeinek jelöli ki, ugyanúgy, mint a gének az élőlények evolúcióját. A termesztés viszont új életkörülményekhez vezethet, és ezért megváltoztathatja a természetes szelekciót. Például a tehéntej étrendben való felhasználása elősegítette a laktóz (a tejben található cukor) emésztését toleráns genotípusokat . Így a kultúra fejlődése a természetes szelekció és a kulturális szelekció közötti kölcsönhatás terméke lenne . Tehát elképzelhetjük, hogy ez a visszacsatolásokat alkalmazó evolúciós modell ördögi vagy erényes kört követhet, ami örök és folyamatos evolúcióhoz vezet. Feltéve, hogy a visszajelzések pozitívak. Ezt a modellt alátámasztják a megfigyelések: az emberi kultúra folytonos evolúciót követ , és az anatómiai struktúrák, amelyek lehetővé tették ezt az evolúciót (koponyatérfogat, a kéreg felépítése ), szintén legalább kétmillió éven keresztül folyamatosan fejlődtek.

Az emberi kultúra, amely minden fajta egyediséget előidéz, tehát egy ilyen evolúciós modell eredménye lehet, bizonyos függetlenséggel a környezettel szemben, ha nem vesszük figyelembe az emberek által generált módosításokat. . Wilson a gének és a kultúra koevolúciójáról beszél . De ezt a megközelítést kritizálják . Ez azzal magyarázható, egyes tudósok elmélete niche építés  : a viselkedés, vagy más tevékenységet is befolyásolhatja a közvetlen környezet (a ökológiai niche ), és viszont, módosítsa a nyomás a természetes szelekció.

Az evolúció egyéb mechanizmusai

Amikor bizonyos örökletes változatok gyakorisága csak a véletlen miatt változik , akkor sodródásról , sőt, ha a csoport nagyon kicsi, akkor alapító hatásról beszélünk . Ezeknek a tulajdonságoknak viszonylag semlegeseknek kell lenniük a természetes szelekció szempontjából (nincs szelektív előny vagy hátrány). Ha ugyanaz az evolúció többször is előfordul ugyanabban a környezetben a generációk során, ez nem sodródás, de beszélhetünk szelekcióról.

Univerzális dimenzió

Ezen elmélet keretein belül bármely olyan rendszer , amelyben ezt az első három alapelvet betartanák, a természetes szelekció révén az evolúció jelenségét eredményezné. Az élővilágban a genetikai információ örökletes továbbadása , amely engedelmeskedik ennek a három elvnek, a fajok természetes szelekció útján történő evolúciójából ered . Elméleti szempontból azonban a természetes szelekció útján történő evolúció nem függ azon mechanizmusok pontos természetétől, amelyek lehetővé teszik a variációk megjelenését, vagyis az örökletes továbbítást és az örökletes információk fenotípusos karakterekké történő fordítását. Az a tény, hogy Darwin maga sem volt tisztában a gének létezésével, jól szemlélteti a különbséget, amelyet meg kell tenni a darwini szelekció elméleti kerete és a szárazföldi ökoszisztémákban megfigyelhető megnyilvánulásai között.

Ezért az élő világban megfigyelt evolúciós jelenségek nagyon jól megnyilvánulhatnak más rendszerekben, amelyek megvalósítják a darwini szelekció három alapelvét. Például az exobiológiában tett feltételezés, miszerint a földönkívüli élet formái megjelenhettek volna olyan alapvető mechanizmusok alapján, amelyek eltérnek a földi biológiától. Az ilyen természetes szelekció által kialakuló életformákon belül tehát meg kell figyelnünk a Földön ismertekhez hasonló jelenségeket  : alkalmazkodás , koevolúció , szexuális szaporodás ... Az evolúciós biológusok (például Simon Conway Morris) leginkább adaptációs képviselői ezért javasolták, hogy kellően erősek legyenek a földön kívüli környezeti korlátok, és hasonlóak a miénkhez, olyan életformákat adhatnak, amelyek fontos evolúciós konvergenciákat mutatnak be a földi élettel; beleértve a szem jelenlétét , az eusocialitást vagy a komplex kognitív képességeket .

Közelebbről, a természetes szelekció elveinek alkalmazása az emberi kulturális szférában olyan memetikát eredményezett, amely az élő fajokkal analógia útján igyekszik magyarázni a kulturális jelenségek variációit, átadását és stabilizálódását. Ebben az elméleti keretben a mémek a kulturális jelenségek szelekciós egységei, vagy replikátorai . A szelekció a mémekbe úgy hat, hogy képesek "  túlélni  ", vagyis fennmaradni az egyének fejében, és képesek "  szaporodni  ", vagyis elmozdulni az egyén elméjéből a egy másik utánzás , kommunikáció , tanítás stb. Minden reprodukcióval egy mém tehát "  mutálódhat  ": elmondása alapján például ugyanaz a történet eltorzul, ez az arab telefon elve . Így a biológiai és kulturális replikátorok jellege közötti jelentős különbségek ellenére bizonyos analógiák elképzelhetők: koevolúció (beleértve a gént és a mémet is) vagy mémkomplexumok képződése . A darwini elmélet kulturális jelenségekre való alkalmazásának relevanciája azonban továbbra is sokat vitatott.

Végül is idézni példáját evolúciós algoritmusok használt terén optimalizálás a mérnöki . Ezek lehetővé teszik, hogy megoldást találjanak egy adott problémára azáltal, hogy versenybe állítják azokat a lehetséges megoldásokat, amelyeknek csak a legjobbak vannak megtartva annak érdekében, hogy újrakombinálódjanak és új megoldási generációt szüljenek. Mivel ebben a módszerben a szelekció emberi beavatkozás eredménye, ez az eset inkább mesterséges szelekció .

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Lásd a halász szökését , az egoista génelméletet , a genetikai konfliktusokat, a frekvenciafüggő szelekciót .
  2. Stanislas Lyonnet , Dominique Stoppa-Lyonnet , A genetika 100 szava , Presses Universitaires de France ,2017( online olvasható ) , p.  65.
  3. Charles Darwin ( ford.  Edmond Barbier), A fajok eredete , Párizs, Librairie C. Reinwald, Schleicher Frères szerkesztő,1906, 604  p. , P.  67. A fajok eredete , Párizs, Librairie C. Reinwald, Schleicher Frères kiadók,1906 A fax elérhető a Wikiforrásban ( Wikiforrás ) .
  4. Jean-Louis de Lanessan, A harc a társadalmak létéért és fejlődéséért , Párizs, Felix Alcan,1903, 277  o. ( online olvasható ) , 15. oldal
  5. Arisztotelész Physique II, Nature, VIII. Fejezet, 81. o., A Laurence Hansens-Love Profil által szerkesztett elektronikus kiadásban, Filozófiai szövegek , 1990-es kiadás
  6. "  Charles Darwin összes idézete  " , az Evene.fr webhelyen (megtekintve : 2018. március 13. )
  7. Vö. Ernst Mayr , A biológiai gondolkodás növekedése: sokszínűség, evolúció és öröklődés , Cambridge, Harvard University Press, 1982 - Histoire de la biologie címmel fordította francia nyelvre . Sokszínűség, evolúció és öröklődés , Fayard (1989): 894 p. ( ISBN  2213018944 ) .
  8. Thierry Lodé , A nemek háborúja az állatokban, a szexualitás természetes története . 2006, szerk. Odile Jacob, Párizs, ( ISBN  2-7381-1901-8 ) .
  9. Vö. André Pichot , Az élet fogalmának története , szerk. Gallimard, koll. TEL, 1993.
  10. (in) A legutóbbi erős pozitív szelekció genetikai aláírásai a laktáz génnél . Todd Bersaglieri, Pardis C. Sabeti , Nick Patterson, Trisha Vanderploeg, Steve F. Schaffner, Jared A. Drake, Matthew Rhodes, David E. Reich és Joel N. Hirschhorn. Az American Journal of Human Genetics , 74. kötet (2004), 1111–1120.
  11. (in) [PDF] Az emberi laktáz perzisztencia konvergens adaptációja Afrikában és Európában . Sarah A. Tishkoff, Floyd A. Reed, Alessia Ranciaro, Benjamin F. Voight, Courtney C. Babbitt, Jesse S. Silverman, Kweli Powell, Holly M. Mortensen, Jibril B. Hirbo, Maha Osman, Muntaser Ibrahim, Sabah A. Omar, Godfrey Lema, Thomas B. Nyambo, Jilur Ghori, Suzannah Bumpstead, Jonathan K. Pritchard, Gregory A. Wray és Panos Deloukas. Nature Genetics , 39. évfolyam (2007. január), 31–40.
  12. (in) "  Kakukk Cuculus canorus tojásmimikriája a házigazdák általi diszkriminációval kapcsolatban. M. de L. Brooke és NB Davies. Nature 335, 630-632.  » , A www.nature.com webhelyen (hozzáférés : 2010. május 31. )
  13. (in) "  Fegyverkezési versenyek és fajokon belüli érdeklődés. R Dawkins, JR Krebs. A Londoni Királyi Társaság folyóirata. B sorozat (1979) 205, 1161.  ” , www.journals.royalsoc.ac.uk (hozzáférés : 2010. május 31. )
  14. Brennan PL, Prum RO, McCracken KG, Sorenson MD, Wilson RE és mtsai. (2007) A férfi és a női nemi szervek morfológiájának koevolúciója a vízimadarakban. PLoS ONE 2 (5): e418. doi: 10.1371 / journal.pone.0000418
  15. Arnqvist G, Rowe L. (2002) Antagonista koevolúció a nemek között egy rovarcsoportban. Nature 415: 787–789.
  16. Théophile Godfraind , Hominizáció és transzhumanizmus , Belga Királyi Akadémia,2016, P.  121
  17. (in) M Arendt KM Cairns JWO Ballard Savolainen P & E Axelsson, "  Diétaadaptáció a kutyában tükrözi az őskori mezőgazdaság terjedését  " , Öröklődés , vol.  117, N o  5,2016, P.  301–306 ( DOI  10.1038 / hdy.2016.48 )
  18. Pierre Robert „  elefántok védelem nélkül: amikor az ember provokálja a természetes szelekció  ” , a franceculture.fr ,2018. november 30
  19. Robert E Ricklefs, Rick Relyea, ökológia. A természet gazdasága , De Boeck Superieur,2019, P.  166
  20. http://www.genetics.org/content/121/3/527.full.pdf
  21. E. Danchin, L.-A. Giraldeau és F. Cézilly (2005). Viselkedési ökológia . Dunod.
  22. Picq P. Emberek az emberiség hajnalán p. 41 in Mi az ember? .
  23. (a) "  Wilson, DS, és józan, E. (1994). A csoportválasztás újbóli bevezetése az emberi viselkedéstudományokba. Viselkedés Brain Sci. 17 (4): 585-654.  " A www.bbsonline.org oldalon (hozzáférés: 2010. május 31. ) .
  24. Boyd és Silk, Az emberi kaland , a molekulától a kultúráig , De Boeck 2004, 1. rész, 3. fejezet, 68–72. Oldal; ( ISBN  2 8041 4333 3 ) .
  25. Laland és Coolen, a kultúra, az evolúció másik motorja , a La Recherche 2004. július-augusztus 377. sz.
  26. (in) A konferencia videója a biológia és a humán tudományok kapcsolatáról
  27. (en) A fülkeépítés elmélet szerzőinek helyszíne
  28. (in) Az élet megoldása Elkerülhetetlen emberek egy magányos univerzumban, Simon Conway Morris, Cambridge University Press, New York, 2003. 486 pp. 30 USD, 18,95 USD. ( ISBN  0-521-82704-3 ) .
  29. [PDF] A mémről - gén koevolúció. Bull L, Holland O, Blackmore S. Artif Life. 2000 nyár; 6 (3): 227-35. PDF .
  30. (in) Atran, S. (2001) A baj a mémekkel: következtetés versus utánzás a kulturális alkotásban. Tudományos folyóirat. Human Nature 12 (4): 351-381.

Függelékek

Kapcsolódó cikkek

Bibliográfia