5 Eksempler på naturlig utvalg av evolusjon på jorden
Noen av eksemplene på naturlig utvalg av evolusjonen på jorden er som følger:
A. Genetisk basis for tilpasning i industriell melanisme (figur 7.41):
I begynnelsen av det nittende århundre (1830-tallet) var det ikke mye industriell vekst i England (f.eks. Birmingham), og det var hovedsakelig en hvit-winged moth Bistort betularia som var godt tilpasset for å forsvare seg mot de rovfuglene.
Det pleide å hvile i løpet av dagen på lyst, løvet lokk av eiketre. Men med den industrielle veksten i 1920 døde røykpartiklene fra industriens skorsteiner slaktene og mørket trebuksene.
Så hvite vingede Biston betularia ble tydeligere for rovfuglene. Deretter oppstod en dominerende genmutasjon i noen medlemmer av møllepopulasjonen. Denne genmutasjonen produserte en mørk vinget melanisk mal som hadde bedre sjanser til å overleve enn gråfarget mot.
Den første melaniske formen av peppered moth ble observert i 1845. Disse mørkfarvede møllene ved differensiell reproduksjon produserte en mørkfarget melanisk art, Biston carbonaria som dannet 99% møllepopulasjon innen 1895.
Denne utskiftningen av lyse møl med mørkfarget melanisk art på grunn av industriell røyk ble kalt industriell melanisme. Således favoriserte det naturlige utvalg de melaniske møllene å reprodusere mer vellykket av differensiell reproduksjon for deres tilpasning i industriområdene i England.
Dette viser at en evolusjonær forandring alltid har en genetisk basis, og denne genetiske variasjonen, når den er foretrukket av naturlig utvalg, gjør det mulig for organismer å tilpasse seg et bestemt miljø som øker sjansene for overlevelse.
Det ble opprinnelig studert av RA Fischer og EB Ford. Industriell melanisme ble eksperimentelt testet av en britisk økolog, Bernard Kettelwell på 1950-tallet. Han oppdrett like mange mørke og lyse peppered moths. Han ga ut et sett med disse møllene i det forurensede området (skogen i Birmingham) og andre satt i et uforurenset område (i Dorset).
Etter noen år kunne han gjenvinne 19 prosent av lysmøllene og 40 prosent av mørke møllene fra det forurensede området, mens han kun kunne gjenvinne 12, 5 prosent av lysmøllene og 6 prosent av mørke møllene fra uforurenset område. Dette resultatet viser mønstrene for differensiell overlevelse av B. betularia i de forurensede og uforurensede områdene.
Han konkluderte med:
(i) Sooty områder gir god beskyttelse mot melaniske former på grunn av økt frekvens av et dominerende gen i industriområdet.
(ii) I uforurenset område og landområder hvor industrialisering ikke fant sted, har frekvensen av genet som er ansvarlig for lyse mølger, mer selektiv fordel.
(iii) I en blandet befolkning overlever de bedre tilpassede individerne og øker i antall, men ingen variant er helt utslettet, for eksempel, industriforurensning eliminerte ikke genet for lyse malinger helt.
Det ble også rapportert i mange andre europeiske land også. Industriell melanisme har blitt lagt merke til i ca 70 arter av møller i England og i rundt 100 arter i USA. Men siden 1956 etter passasjen av ren luftlovgivning blir kullet erstattet av olje og elektrisitet.
Dette hadde redusert sotavsetningen på trebuksene. Følgelig har lyse malter igjen økt i antall med reduksjon i forurensning. Dette kalles omvendt utvikling.
B. DDT-motstandsdyktige mygg:
Mygg er kjent for å være vektorer av sykdommer som malaria og elefantiasis forårsaket av Plasmodium og Wuchereria. Tidligere hadde myggpopulasjonen flere DDT-sensitive, men mindre DDT-resistente mygg. Da DDT ikke ble brukt, ble DDT-resistent fortsatt dominert av DDT-sensitive mygg.
Men da bruk av DDT som insektmiddel begynte (introdusert i 1940-tallet), hadde DDT-resistente mygger en konkurransefortrinn over sine kolleger. Deres DDT-resistente eiendom spredt seg over flere og flere medlemmer av befolkningen, så nå er myggpopulasjonen dominert av DDT-resistente.
Det er også et eksempel på retningsvalg. I henhold til prinsippet om naturlig seleksjon vil kjemiske insektmidler derfor forbli nyttig bare i en begrenset periode.
C. Sickle-anemi:
(i) tegn:
Syklecelleanemi er preget av:
(a) Om lag 1-2% av de totale RBCene blir sekelformet.
(b) Tidlig brudd på RBC som fører til alvorlig anemi.
(c) Normal hemoglobin Hb-A erstattes av defekt hemoglobin Hb-S hvor glutaminsyre av β-kjeden erstattes av valinaminosyre på grunn av en enkeltbase-substitusjon i et gen.
(d) O2-bærerkapasiteten til Hb-S er mindre enn den for Hb-A.
(e) Død av berørt person ved pubertets alder.
(ii) Årsak. Det er forårsaket av en recessiv autosomal genmutasjon i homozygot tilstand (Hb S Hb S ). Heterozygotene (Hb A Hb S ) har også noen seglformede celler.
Personer med seglcelleanemi finnes hovedsakelig i de områdene i tropisk Afrika hvor malaria er svært vanlig. Det ble rapportert at sykkelformede celler i heterozygoten drepte malariaparasitten. Så heterozygotene kan motstå malariainfeksjonen på en mye bedre måte enn den homozygote for det normale hemoglobin.
Tapet av skadelige recessive gener gjennom dødsfall av homozygoter blir balansert ved vellykket reproduksjon av heterozygoter. Således har det naturlige utvalget bevart det sammen med det normale hemoglobin i de malaria-berørte områdene. Det er et eksempel på å balansere eller stabilisere utvalg.
E. Antibiotikaresistens i mikrober
(Figur 7.44). Joshua Lederberg og Esther Lederberg viste det genetiske grunnlaget for tilpasninger i bakterier ved å dyrke bakterieceller ved deres platingeksperiment.
Lederbergs eksperiment hadde følgende trinn:
1. De inokulerte bakterier på en agarplate og oppnådde en plate som hadde flere bakteriekolonier. Denne platen ble kalt "master plate".
2. De dannet flere kopier fra denne hovedplaten. For dette tok de en sterilisert fløyelsskive, montert på en treblokk, som ble forsiktig presset på hovedplaten. Noen av bakteriecellene fra hver koloni stakk til fløyelduken.
3. Nå ved å trykke denne fløyel på nye agarplater, oppnådde de nøyaktige kopier av hovedplaten. Dette er slik fordi bakteriecellene ble overført fra en plate til en annen av fløyen.
4. Da prøvde de å lage replikaer på agarplatene som inneholdt et antibiotisk penicillin. Noen få kolonier var i stand til å vokse på agarplaten og ble sagt å være penicillinresistente, mens andre kolonier ikke vokste på antibiotisk penicillin medium og ble sagt til å være pencillin-sensitive kolonier.
Dermed var det en forhåndsadaptasjon i enkelte bakterieceller for å dyrke et medium som inneholdt antibiotikumpenisillin. Denne pre-tilpasningen hadde utviklet seg i visse bakterier ved en tilfeldighet gen-mutasjon og ikke som respons på penicillin. Dette uttrykte kun når slike bakterier ble utsatt for penicillin. Det nye miljøet induserer ikke mutasjoner; den velger bare de preadaptive mutasjonene som skjedde tidligere.
Betydning:
Lederbergs replikplateringsforsøk ga støtte til neo-darwinisme og viste at penisillinresistenstilpasningen i bakteriecellene oppsto på grunn av utvalg av eksisterende mutantformer av bakterier av natur.
Penicillinresistente bakterieceller hadde ingen fordel å multiplisere i et miljø når det ikke var penicillin. Men de hadde en konkurransefortrinn på andre i penicillin-konturende agarplater, slik at de multipliserte raskt og dannet kolonier i det penicillinholdige medium.
F. Narkotika resistens i bakterier. L. Cavalli og GA Meccacaro (1952) viste at kolonbakterier - Escherichia coli er resistente mot antibiotika - Kloramfenikol ved 250 ganger til det tolereres av normale bakterier. Kryssing over eksperimenter bekrefter at motstand i bakterier er ervervet ved mutasjon og arvet på Mendelske prinsipper.
Overdreven bruk av herbicider, plantevernmidler, antibiotika, etc., har resultert i utvalg av resistente varianter i mindre tidsskala. Dette er eksempler på evolusjon ved menneskeskapte handlinger og bevise at evolusjon ikke er en rettet prosess, men er en stokastisk prosess basert på tilfeldighetshendelser i natur og sjansemutasjon i organismer.
