انتخاب طبیعی: نیروی پنهان شکل‌دهندهٔ زندگی
انتخاب طبیعی چیست و چگونه عمل می‌کند؟
تصور کنید یک جنگل پر از پروانه‌های سفید و تعداد کمی پروانه‌های تیره‌رنگ وجود دارد. اگر درختان این جنگل بر اثر دود کارخانه‌ها سیاه شوند، پرنده‌ها به راحتی می‌توانند پروانه‌های سفید را ببینند و شکار کنند، اما پروانه‌های تیره‌رنگ که روی تنه‌ی درختان سیاه استتار بهتری دارند، شانس بیشتری برای زنده ماندن خواهند داشت. این پروانه‌های تیره‌رنگ که زنده می‌مانند، تولیدمثل می‌کنند و ژن رنگ تیره را به فرزندان خود منتقل می‌کنند. به تدریج، پس از چندین نسل، بیشتر پروانه‌های جمعیت، تیره‌رنگ خواهند شد. این یک مثال ساده از انتخاب طبیعی است.
برای وقوع انتخاب طبیعی، چند شرط اساسی لازم است:
| شرط | توضیح | مثال |
|---|---|---|
| تنوع۴ | بین افراد یک گونه تفاوت‌هایی وجود دارد. | پروانه‌های با رنگ‌های مختلف |
| وراثت۵ | این تفاوت‌ها می‌توانند از والدین به فرزندان به ارث برسند. | پروانه‌ی تیره، فرزندان تیره‌رنگ به دنیا می‌آورد. |
| رقابت برای بقا | منابع (مانند غذا و قلمرو) محدود است. | همه‌ی پروانه‌ها نمی‌توانند زنده بمانند و تولیدمثل کنند. |
| تناسب۳ | برخی از تفاوت‌ها، شانس بقا و تولیدمثل را افزایش می‌دهند. | رنگ تیره در محیط آلوده، شانس زنده ماندن را بیشتر می‌کند. |
انواع مختلف انتخاب طبیعی
انتخاب طبیعی همیشه به یک شکل عمل نمی‌کند. بسته به شرایط محیطی و نوع ویژگی‌های درگیر، می‌تواند الگوهای مختلفی داشته باشد که سه نوع اصلی آن در جدول زیر آمده است:
| نوع انتخاب | توضیح | نمایش گرافیکی |
|---|---|---|
| انتخاب جهت‌دار۶ | وقتی یک ویژگی خاص در یک جهت خاص برتری پیدا می‌کند. این رایج‌ترین نوع انتخاب طبیعی است. | جمعیت به تدریج به سمت یک قطب (مثلاً اندازه‌ی بزرگ‌تر یا کوچک‌تر) حرکت می‌کند. |
| انتخاب تثبیت‌کننده۷ | ویژگی‌های متوسط و میانه برتری پیدا می‌کنند و ویژگی‌های افراطی حذف می‌شوند. | جمعیت در حول یک ویژگی متوسط باریک‌تر و متمرکزتر می‌شود. |
| انتخاب گسسته‌ساز۸ | هردو ویژگی افراطی برتری پیدا می‌کنند و ویژگی‌های میانه حذف می‌شوند. | جمعیت به دو گروه مجزا در دو قطب مختلف تقسیم می‌شود. |
انتخاب طبیعی در عمل: از باکتری‌ها تا فیل‌ها
انتخاب طبیعی تنها یک تئوری مربوط به گذشته نیست؛ ما می‌توانیم اثرات آن را در اطراف خود ببینیم. یک مثال بسیار روشن و امروزی، مقاومت آنتی‌بیوتیکی۱۰ است. هنگامی که از آنتی‌بیوتیک‌ها به طور گسترده یا نادرست استفاده می‌شود، باکتری‌های حساس به دارو از بین می‌روند، اما تعداد کمی از باکتری‌ها که به طور تصادفی دارای جهش۱۱ و مقاومت به دارو هستند، زنده می‌مانند. این باکتری‌های مقاوم سپس تکثیر می‌شوند و یک جمعیت کاملاً مقاوم را به وجود می‌آورند. این یک نمونه‌ی کلاسیک از انتخاب جهت‌دار است که در آن "مقاومت به آنتی‌بیوتیک" ویژگی برتر شده است.
مثال دیگر، اندازه‌ی منقار سهره‌های معروف داروین در جزایر گالاپاگوس است. داروین مشاهده کرد که در جزایر مختلف، با توجه به نوع غذای غالب (دانه‌های سخت، حشرات، میوه و...)، اندازه و شکل منقار سهره‌ها متفاوت است. در جزیره‌ای که دانه‌های سخت غذای اصلی بود، سهره‌هایی با منقارهای بزرگ‌تر و قوی‌تر شانس بیشتری برای شکستن دانه‌ها و زنده ماندن داشتند. بنابراین، در طول نسل‌ها، میانگین اندازه‌ی منقار در این جمعیت افزایش یافت.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاورقی
۱ انتخاب طبیعی (Natural Selection)
۲ فرگشت (Evolution): تغییر در ویژگی‌های وراثتی جمعیت‌های موجودات زنده در طول نسل‌های متوالی.
۳ تناسب اندام (Fitness): در زیست‌شناسی فرگشتی، به معنی توانایی یک موجود در زنده ماندن و تولیدمثل موفق و انتقال ژن‌های خود به نسل بعد است.
۴ تنوع (Variation)
۵ وراثت (Inheritance)
۶ انتخاب جهت‌دار (Directional Selection)
۷ انتخاب تثبیت‌کننده (Stabilizing Selection)
۸ انتخاب گسسته‌ساز (Disruptive Selection)
۹ بقای سازگارترین (Survival of the Fittest)
۱۰ مقاومت آنتی‌بیوتیکی (Antibiotic Resistance)
۱۱ جهش (Mutation): تغییر در توالی DNA.