Dabiskā atlase — kas tā ir un kā tā vada evolūciju

Dabiskā atlase izskaidro, kāpēc dzīvie organismi laika gaitā mainās un iegūst tādu anatomiju, funkcijas un uzvedību, kāda tiem ir. Tā darbojas šādi:

1. Visām dzīvajām būtnēm piemīt tāda auglība, ka to populācija var strauji palielināties mūžīgi.
2. Patiesībā iedzīvotāju skaits nepalielinās tik lielā mērā. Pārsvarā to skaits saglabājas apmēram tāds pats.
3. Pārtikas un citi resursi ir ierobežoti. Tāpēc pastāv konkurence par pārtiku un resursiem.
4. Nav divu vienādu cilvēku. Tāpēc viņiem nav vienādu iespēju dzīvot un vairoties.
5. Liela daļa šo atšķirību ir pārmantotas. Vecāki ar saviem gēniem nodod iezīmes bērniem.
6. Nākamā paaudze nāk no tiem, kas izdzīvo un vairojas. Elimināciju izraisa relatīvā atbilstība starp indivīdiem un vidi, kurā tie dzīvo. Pēc daudzām paaudzēm populācijā ir vairāk noderīgu ģenētisko atšķirību un mazāk kaitīgu. Dabiskā atlase patiesībā ir izslēgšanas process.

Tagad ir zināmi vairāki dabiskās atlases piemēri dabiskajās populācijās.

Rezistence pret antibiotikām

Labi zināms piemērs dabiskās atlases darbībai ir mikroorganismu rezistences pret antibiotikām veidošanās. Kopš 1928. gadā Aleksandrs Flemings atklāja penicilīnu, antibiotikas tiek izmantotas cīņā pret bakteriālām slimībām. Baktēriju dabiskajās populācijās starp milzīgo skaitu individuālo locekļu ir ievērojamas atšķirības to ģenētiskajā materiālā, kas radušās mutāciju rezultātā. Pēc iedarbības ar antibiotikām lielākā daļa baktēriju ātri iet bojā, bet dažām ir mutācijas, kas padara tās nedaudz mazāk uzņēmīgas. Ja iedarbība ar antibiotikām ir īsa, šie indivīdi ārstēšanu pārdzīvos. To indivīdu iznīcināšana, kuriem nav rezistences, ir dabiskās atlases piemērs.

Ja ir pietiekami ilgs laiks un antibiotika iedarbība atkārtojas, veidojas pret antibiotikām rezistentu baktēriju populācija. Tas noved pie tā sauktajām evolūcijas bruņošanās sacensībām jeb koevolūcijas, kad baktērijas turpina attīstīt pret antibiotikām mazāk jutīgus celmus, bet medicīnas pētnieki turpina izstrādāt jaunas antibiotikas, kas tās var iznīcināt. Reakcijas stratēģijas parasti ietver citu, spēcīgāku antibiotiku lietošanu, tomēr nesen ir parādījušies jauni MRSA celmi, kas ir rezistenti pat pret šīm zālēm. Līdzīga situācija ir ar augu un kukaiņu rezistenci pret pesticīdiem un malārijas rezistenci pret hinīnu.

Kamuflāža

Viens no slavenākajiem piemēriem ir pētījums par piparmētru ērču evolūciju, un ir arī daudzi citi piemēri. Lielākā daļa šo dienā lidojošo varžu bija gaišā krāsā, bet tikai dažas no tām bija tumšas. Sākotnēji gaišās varmākas izdzīvoja labāk, jo tās bija maskētas pret tuvumā esošo koku gaišo krāsu. Tas putniem apgrūtināja to pamanīšanu.

Kad tika uzceltas rūpnīcas, piesārņojums padarīja visus kokus melnus. Tagad uz tumšās mizas bija pamanāmas gaišas varavīksnes. Pēc tam, kad mainījās vide, priekšrocība bija tumšās krāsainās varmākas. Gēni, kas kontrolē tumšo krāsu, izplatījās visā tauriņu populācijā. Pēc Otrā pasaules kara piesārņojuma kontroles pasākumi palīdzēja padarīt vidi tīrāku. Tad gaišajām ērcēm atkal bija priekšrocības, un tagad tās ir daudz izplatītākas.

Vēl viens piemērs ir mīmikrija: Daži nekaitīgi kukaiņi atdarina citus kukaiņus, kas ir bīstami vai kam ir nepatīkama garša. Mīmikrija attīstās, jo labākie atdarinātāji labāk izdzīvo. Viņi dzīvo, lai radītu vairāk pēcnācēju nekā mazāk labie atdarinātāji. Labāko atdarinātāju gēni kļūst sugā izplatītāki. Laika gaitā mīmikas sugas kļūst tuvākas saviem modeļiem.

Seksuālā atlase ir īpašs dabiskās atlases veids. Tā ir Čārlza Darvina teorija, kas nosaka, ka noteiktas evolūcijas iezīmes var izskaidrot ar konkurenci sugas iekšienē. Darvins dzimumselekciju definēja kā "viena dzimuma indivīdu, parasti tēviņu, cīņas par otra dzimuma īpašumtiesībām" sekas. Parasti savā starpā cīnās tēviņi. Vīriešu cīņā atlasītās īpašības sauc par sekundārajām dzimumzīmēm (tostarp ragiem, ragiem u. c.), un dažkārt tās dēvē par "ieročiem". Pazīmes, ko izvēlas, izvēloties partneri, sauc par "ornamentiem".

Mātītes bieži izvēlas pāroties ar tēviņiem ar ārējiem ornamentiem - pārspīlētām morfoloģijas iezīmēm. Gēni, kas ļauj tēviņiem attīstīt iespaidīgus ornamentus vai cīņas spējas, var vienkārši demonstrēt lielāku izturību pret slimībām vai efektīvāku vielmaiņu - īpašības, kas arī dod labumu mātītēm. Šo ideju dēvē par "labo gēnu" hipotēzi. Seksuālo selekciju joprojām pēta un apspriež.

Ernsts Mairs teica:

"Kopš Darvina laikiem ir kļuvis skaidrs, ka šāda veida selekcija ietver daudz plašāku parādību loku, un seksuālās selekcijas vietā to labāk dēvēt par selekciju uz reproduktīviem panākumiem... atšķirībā no izdzīvošanas selekcijas ir iesaistīta patiesa selekcija, nevis likvidācija. Ņemot vērā to, cik daudz jaunu reproduktīvās veiksmes selekcijas veidu gadu no gada tiek atklāti, es sāku domāt, vai tā nav pat svarīgāka par izdzīvošanas selekciju, vismaz dažos augstākajos organismos".