Selezione direzionale

Definizione di selezione direzionale

Una selezione direzionale è una forza in natura che fa sì che una popolazione si evolva verso un’estremità di uno spettro di tratti. Mentre alcuni tratti sono discreti e hanno variazioni specifiche (si pensi al colore degli occhi), altri tratti sono continui ed esiste come una vasta gamma di valori quasi infiniti (si pensi all’altezza). Se un tratto discreto passa attraverso una selezione direzionale, verrà selezionata solo una varietà (solo occhi blu)., Se un tratto continuo è sottoposto a una selezione direzionale, verrà selezionato il valore più alto o più basso (solo persone alte). La selezione direzionale può essere paragonata alla selezione stabilizzante, in cui viene selezionato un valore medio o un tratto moderato. La selezione direzionale può anche essere paragonata alla selezione dirompente o a una selezione che provoca un aumento di entrambi gli estremi di uno spettro di tratti.

Se una selezione direzionale viene applicata a una popolazione nel tempo, i tratti selezionati per aumenteranno in modo permanente, mentre i tratti selezionati contro andranno persi., Questo cambiamento nella popolazione nel tempo è noto come evoluzione. La maggior parte dei tratti sono legati a molti geni, che controllano il loro aspetto, funzione, struttura, eccetera. Solo variare raramente sono tratti controllati da singoli geni. Per questo motivo, la maggior parte dei tratti tenderà ad essere di natura continua e contenere un’ampia varietà di valori per un tratto. Durante la selezione direzionale, un lato di questi valori verrà selezionato contro, mentre l’altro lato aumenterà. Guarda l’esempio seguente del colore della pelliccia nei lemuri.,

Per qualsiasi motivo, la natura non è gentile con i lemuri bianchi. La selezione direzionale potrebbe esistere in una singola fonte, come un nuovo predatore che mangia solo lemuri bianchi. Potrebbe anche essere causato da molti fattori che funzionano insieme per selezionare contro i lemuri bianchi. Ad esempio, oltre a un nuovo predatore, i lemuri bianchi potrebbero anche essere soggetti a un aumento delle scottature solari, che potrebbero diminuire il loro successo riproduttivo., Mentre le cause possono essere infinite o singolari, la selezione si muove in modo deciso contro tutti i lemuri di colore più chiaro. Nel tempo, come si vede nella seconda immagine, non ci sono più lemuri leggermente colorati.

Questo è solo un esempio troppo semplificato per dare un’idea di quali tipi di forze possono agire su una popolazione per creare un cambiamento direzionale. I geni e gli alleli che creano tratti fenotipici possono essere correlati in modo complesso. Ad esempio, il colore del mantello bianco dei lemuri potrebbe essere stato correlato a una sorta di carenza proteica., Pertanto, potrebbe non essere necessaria una forza grande e drastica per rimuovere completamente i lemuri bianchi. D’altra parte, il bianco potrebbe essere quasi completamente indipendente da altri tratti. In tal caso, ci vorrebbe una forte selezione direzionale per rimuovere il bianco, poiché molti organismi di successo sarebbero anche bianchi. L’ecologo trascorre molti anni a studiare le popolazioni per determinare le cause e le direzioni dell’evoluzione. Mentre Darwin non aveva alcuna prova diretta di evoluzione in una popolazione, quel fenomeno è stato documentato più e più volte dagli scienziati negli ultimi tempi., Alcuni esempi eccellenti sono gli studi sui fringuelli di Darwin, le analisi evolutive degli insetti e molti studi genetici che possono mostrare l’evoluzione che avviene a livello micro.

Esempi di selezione direzionale

Fringuelli di Darwin

Noti anche come fringuelli delle Galapagos, questi piccoli uccelli sono stati di particolare interesse per Darwin mentre era nella sua famosa spedizione discovery. Darwin ha notato che le specie su diverse isole dove notevolmente variava, mentre innegabilmente provenienti dalla stessa fonte. Negli ultimi anni, lo scienziato Peter e Rosemary Grant hanno studiato i fringuelli., Negli ultimi trent’anni, hanno assistito a ogni sorta di selezione sui fringuelli e all’evoluzione che ne seguì. In un esempio molto drastico di selezione direzionale sono state selezionate le Sovvenzioni osservate come uccelli con becchi più grandi, dopo una sola stagione di una forma estremamente drastica di selezione direzionale.

Nelle Galapagos, alcune specie di piante che producono semi si basano su una stagione delle piogge molto umida per fornire i loro molti semi con acqua. Negli anni di siccità, le piante producono meno semi, più grandi e più duri., Durante una siccità nel 1977, le sovvenzioni stavano studiando attivamente i fringuelli su una delle isole. La siccità infatti ha causato i semi a diventare più grande e più forte. Nella popolazione di fringuelli prima della siccità, le dimensioni del becco variavano da molto grandi a molto piccole. Gli uccelli con becchi piccoli erano adatti a maneggiare semi piccoli, ma i semi più grandi presentavano una sfida. La siccità, e conseguente aumento della dimensione del seme e la forza, mettere una selezione direzionale i fringuelli. Gli uccelli con becchi piccoli non erano più in grado di mangiare, mentre gli uccelli con becchi grandi potevano sopravvivere sui semi grandi e duri., Questa selezione direzionale ha causato la popolazione risultante di fringuelli di avere una dimensione media del becco molto più grande rispetto alla popolazione prima della siccità. Le Sovvenzioni hanno documentato molti casi come questo nei fringuelli e hanno effettivamente mostrato l’evoluzione che si verifica a livello di popolazione, di anno in anno.

Rivoluzione industriale come selezione direzionale

Mentre molti conoscono solo la rivoluzione industriale dai libri di storia, è diventata una parte importante della biologia quando gli scienziati hanno iniziato a studiare i cambiamenti che gli esseri umani creano nell’ambiente., Nel 1811, durante i primi anni della rivoluzione industriale, fu trovata la prima falena pepata nera. In genere, le falene pepate erano leggermente colorate. Le due varietà possono essere viste insieme nell’immagine qui sotto, con la falena leggermente colorata sulla destra.

Tuttavia, man mano che la rivoluzione industriale progrediva, si vedevano sempre più falene oscure. La ragione di questo aumento è stata ricondotta a una selezione direzionale applicata dalla rivoluzione industriale. Durante la rivoluzione industriale, polvere, fuliggine e inquinamento aumentarono drasticamente nelle grandi città., In queste città non sono state trovate quasi falene leggermente colorate. Nelle foreste lontane dalle grandi città, le falene leggermente colorate erano predominanti. Molti esperimenti sull’evoluzione e l’ecologia di queste falene hanno dimostrato che un aumento del numero di falene scure è dovuto al loro maggiore successo nell’evitare i predatori. Le falene leggermente colorate su edifici fuligginosi e sporchi sono facili da individuare e i predatori mangiano rapidamente le falene più leggere. La selezione direzionale esiste in entrambi i modi, poiché l’industria seleziona le falene scure nelle città e le falene bianche nei boschi., Pertanto, se si considera l’intera popolazione di falene, questo potrebbe anche essere un esempio di selezione dirompente. A livello di ogni città, è una selezione direzionale, perché vengono selezionate solo le varietà scure di falene.

• Selezione-Una forza in natura che opera contro un fenotipo specifico, portando gli organismi a riprodursi meno dei suoi coetanei che non hanno il fenotipo.
• Selezione stabilizzante – Una forza selettiva che ha spinto una popolazione verso la metà di uno spettro di tratti.,
• Selezione dirompente-Una forza selettiva che divide i fenotipi di una popolazione.
• Evoluzione – Quando la selezione agisce su una popolazione nel tempo, cambiando la frequenza dei fenotipi visti.

Quiz

1. Quale dei seguenti è un esempio di selezione direzionale?
A. Una popolazione di uccelli è divisa in due popolazioni, una con grandi piedi e una con piccoli.
B. La dimensione massima di una specie di pesci aumenta, perché un nuovo predatore può mangiare i membri più piccoli.
C. Una popolazione di piante si evolve per essere la stessa altezza., Troppo alto e si rovesciano, troppo corto e non possono ottenere abbastanza luce solare.

2. Una popolazione di conigli ha colori del mantello che vanno dal bianco al nero, con ogni sfumatura di grigio in mezzo. La popolazione è sotto una forte selezione direzionale. Quale dei seguenti potrebbe essere vero per la popolazione dopo che sono passate molte generazioni?
A. Si vedrà la stessa frequenza dei fenotipi.
B. Un aumento di conigli neri e grigio scuro avrà luogo.
C., Anche se i conigli grigi periranno, sia il bianco che il nero avranno successo.

3. L’assenza di ali è una mutazione osservata nei moscerini della frutta. In natura, queste mosche vengono rapidamente uccise. In un ambiente in cattività, tuttavia, possono funzionare e riprodursi senza difficoltà. Una popolazione di moscerini della frutta esiste in un ambiente in cattività senza predatori e abbondanza di cibo. Metà delle mosche hanno le ali, l’altra metà no. Un nuovo predatore, la rana dart, viene introdotto nell’ambiente in cattività. Quale tipo di selezione metterà la rana sul fenotipo delle ali?
A., Selezione stabilizzante
B. Selezione direzionale
C. Selezione dirompente