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Seleção natural

Última atualização em 20 de agosto de 2022

Definição

A seleção natural é uma pressão que faz com que grupos de organismos mudem com o tempo. Os animais herdam sua genética de seus pais ou ancestrais, e o meio ambiente está mudando constantemente. Portanto, nenhum organismo é perfeitamente adaptado ao seu ambiente. Assim, a seleção natural está constantemente influenciando a evolução das espécies.

Seleção natural explicada

Mesmo que os pais fossem perfeitamente adaptados ao meio ambiente, o ambiente mudará, deixando os filhos mal adaptados ao meio ambiente. Como existem muitos animais e poucos recursos, apenas os melhores e mais adequados organismos podem se reproduzir. A seleção natural funciona contra todos os organismos, e pode ser pensado como meio ambiente e forças que atuam para impedir que os organismos sobreviventes e se reproduzem. Portanto, os organismos capazes de sobreviver também podem passar seu DNA para a próxima geração. Isso “seleciona” para essas seqüências de DNA.

Felizmente para todos os organismos, a variabilidade genética faz com que cada indivíduo seja um pouco diferente. Essas pequenas diferenças no desempenho podem levar a diferenças na quantidade que cada indivíduo se reproduz. Ao reproduzir mais, um indivíduo cria mais variações genéticas que o ajudaram a ter sucesso. Os filhos desses indivíduos também se beneficiarão das variações genéticas que permitiram que seus pais tivessem sucesso. Os organismos sem essas adaptações genéticos não reproduzirão tanto e, dessa maneira, suas linhas deixarão de existir. A natureza exerce constantemente uma força seletiva sobre as diferentes combinações genéticas que tentam se reproduzir e, dessa maneira, a seleção natural é a principal força motriz da evolução.

Exemplos de seleção natural

Exemplo de seleção estabilizadora

Para estabilizar a seleção, imagine uma população de ratos que vive na floresta. Alguns dos ratos são pretos, outros são brancos e outros são cinzentos. Se os ratos não tivessem predadores e nenhuma outra forças que atuassem na cor do casaco, isso não teria motivos para mudar e só mudaria aleatoriamente em resposta a certas mutações no DNA. No entanto, esse não é o caso desses ratos. Eles têm muitos predadores.

Raposas e gatos domésticos atacam os ratos durante o dia. À noite, as corujas e outros predadores vasculham o escuro para o jantar. De qualquer maneira, os ratos estão em uma posição difícil. Mas nem todos os ratos enfrentam o mesmo risco o tempo todo. Durante o dia, os ratos pretos são muito mais fáceis de identificar e os predadores comem mais ratos pretos. Os ratos brancos se destacam à noite. Isso significa que as corujas comem mais ratos brancos à noite. Os ratos cinzentos são os únicos que sobrevivem mais durante o dia e à noite. Na próxima geração, haverá muito menos ratos preto e branco para se reproduzir.

Após algumas gerações de forte pressão seletiva, toda a população pode ser cinza. Depende inteiramente da composição genética da característica, mas, em alguns casos, uma única característica é selecionada e o restante é perdido da população. Em outros casos, as cores do casaco em preto e branco podem se tornar raramente vistas características. Manter as características pode ser uma vantagem quando os predadores mudam. Por exemplo, se todas as corujas e predadores noturnos desaparecessem, seria mais benéfico ser preto. Os ratos pretos decolavam e se tornavam mais frequentes na população.

Exemplo de seleção direcional

É importante considerar diferentes características na mesma população de animais. Imagine novamente a população de ratos que vivem na floresta. Em vez de sua cor, considere uma característica que funciona em uma escala contínua. Imagine que os ratos variam em tamanho de um mouse de tamanho normal a algo muito maior que um rato. Embora os ratos sejam da mesma espécie, eles crescem em muitos tamanhos diferentes. Os predadores, no entanto, têm um tempo terrível tentando pegar e comer o maior dos ratos. Os ratos grandes não apenas pesam mais, mas podem revidar. Os ratos menores são principalmente indefesos e fornecem o lanche de tamanho perfeito.

Se fosse esse o caso, e nada os impedia, os ratos ficariam muito maiores. Esta é uma seleção direcional. Provavelmente foi o que aconteceu no caso do Capybara, um roedor gigante do sul-americano. Como nossos roedores fictícios, as pressões de seu ambiente fizeram com que fossem muito maiores do que qualquer outro roedor conhecido pelo homem. Muitos roedores encontram vantagens diferentes para serem pequenas, e é por isso que a maioria dos roedores permaneceu de um determinado tamanho. Essas vantagens podem ser tão simples quanto a capacidade de ocultar ou a disponibilidade de alimentos, mas os animais de certos tamanhos se saem melhor por diferentes razões, e as populações podem mudar de tamanho ao longo do tempo.

Exemplo de diversificação de seleção

Ok, da última vez com os ratos. Mas desta vez, considere uma nova característica na população. Vamos imaginar que alguns dos ratos começam a cultivar abas de pele entre as pernas dianteiro e traseiro. Efetivamente, faz um pára -quedas que lhes permite deslizar para longe dos predadores. Os ratos que têm os retalhos da pele são muito bem e quase sempre são capazes de escapar dos predadores. Da mesma forma, os ratos sem as abas evitam as árvores e os espaços abertos que os ratos com abas se aventuram e são muito melhores em se esconder de predadores. A maior força seletiva é contra os ratos no meio.

Sem a capacidade de deslizar, os ratos em algum lugar do meio não podem escapar dos predadores a uma taxa que pode ajudá -los a colher os benefícios das árvores. Ao mesmo tempo, as meias se dividem mais difíceis de correr e se esconder de predadores. Devido a essa fraqueza, muitos outros ratos do meio do espectro são consumidos. Isso começa a dividir a população em duas características distintas. Eventualmente, isso pode levar os ratos a se tornarem uma espécie totalmente diferente.

É possível que seja assim que os morcegos se tornaram os únicos roedores voadores. Assim como o cenário imaginário descrito, existem roedores reais que não voam, alguns que podem deslizar e morcegos. Embora o ancestral comum entre todos esses animais possa não ter sido chamado de roedor, todos são mamíferos. Assim como nosso cenário imaginário, a seleção diversificadora poderia ter causado a população do ancestral comum a mudar e se separar. No mundo real, as pressões seletivas são muito mais complexas, e só podemos adivinhar a relação histórica exata entre os animais.

Exemplo de seleção sexual

Olhe para um pavão. Tente imaginar um uso funcional dessa cauda ridícula. Perplexo? Os cientistas também foram explicados até que o mecanismo de seleção sexual fosse explicado. Às vezes, essa forma de seleção natural pode selecionar adaptações funcionais, mas geralmente produz adaptações bizarras que servem apenas para atrair parceiros. No caso do pavão, a cauda colorida é usada em uma tela destinada a atrair mulheres. Os machos com caudas maiores e cores mais deslumbrantes são preferidas a homens com caudas pequenas. Essa preferência peculiar parece não ter influência real sobre o sucesso dos machos na coleta de alimentos e reprodução, mas devido à preferência das fêmeas, todos os pavões masculinos têm caudas grandes e coloridas.

Curiosamente, esse padrão de machos se tornando o mais decorado dos sexos é verdadeiro para muitas espécies de aves. Patos machos, muitos pássaros tropicais masculinos e até o pardal da casa comum masculino são muito mais decorados do que suas colegas femininas. Isso também é visto em alguns répteis. De fato, muitos animais adaptaram exposições ou métodos estranhos para decorar seu ninho para atrair companheiros. A seleção pode funcionar nos dois lados e depende principalmente de qual sexo pode ser mais exigente na seleção de um companheiro.

Exemplo de seleção predadora-presa

O predador de terras mais rápido é o chita. Cheetahs não ficou extremamente rápido sem motivo. O principal item de presa da Cheetah, o antílope, também é rápido. O que ficou rápido primeiro permanecerá para sempre um mistério, mas o fato é que essas duas espécies se levam a ser mais rápidas.

Cheetahs mais rápidos experimentam uma vantagem sobre outros guepardos, pois capturam mais antílopes e podem apoiar uma família muito maior. Eventualmente, as chitas lentas morrerão e a população rápida de chita explodirá a captura de antílope. A população de antílopes, respondendo à nova seleção, também é mais bem -sucedida quando é rápida o suficiente para evitar os chitas. Assim, a população de antílopes também está sendo selecionada direcionalmente para animais mais rápidos.

Os cientistas teorizam que essa oferta entre as populações Predator e Prey é responsável por moldar muitos de seus traços definidores. De fato, os cientistas ficaram confusos por que o American Pronghorn, uma espécie que se assemelha ao antílope em tamanho e velocidade, existiria considerando a falta de guepardos na América do Norte. Sem um predador rápido o suficiente para pegá -lo, em um certo ponto, a velocidade extra não tem grande vantagem. Os cientistas permaneceram confusos até que os fósseis de um predador tipo chita fossem encontrados na América do Norte. Ao contrário dos chitas da África, os chitas da América do Norte não sobreviveram à expansão humana, e o pronghorn fica sem predador.

Princípios de seleção natural

Há uma variedade incrível de forças seletivas no mundo natural, desde a competição entre espécies, a dinâmica predadora-presa, até a seleção sexual entre os diferentes sexos. A característica definidora da seleção natural é que é uma força que permite que alguns organismos reproduzam mais do que outros. A seleção natural nem sempre leva à resposta “certa”, como algumas pessoas tendem a pensar.

A seleção natural é um processo imperfeito. Ele não pode criar novo DNA espontaneamente ou alterar o DNA que é dado de maneiras significativas. Ele só pode retardar ou interromper a reprodução de algum DNA, permitindo que outro DNA persista. Toda população tem a oportunidade de se adaptar, migrar para diferentes condições ou se extinguir diante da seleção natural.

O processo de seleção natural exibe o DNA que é dado, com as mutações menores e a recombinação que ocorre durante a replicação, e simplesmente não deixa algum DNA passar. Às vezes, a tela é aleatória, como em um ataque de iluminação que matou uma única árvore. Outras vezes, a tela é tendenciosa em direção a certos tipos de organismos, fazendo com que uma seleção aconteça. Isso pode ser visto na invasão de besouros de pinheiro na América do Norte. Os besouros de pinheiro estão sendo selecionados porque estão explorando uma rica fonte de alimento. Os pinheiros, por outro lado, estão sendo selecionados por não ter defesas adequadas contra os besouros.

Tipos de seleção natural

À medida que os animais diversificam e enchem nichos diferentes, as pressões exercidas sobre eles podem mudar de várias maneiras. Os requisitos funcionais para serem um pássaro são muito diferentes daqueles necessários para ser um peixe. A comida deles é diferente, o meio em que existe é diferente e eles devem obter oxigênio de uma maneira diferente. A seleção natural seleciona, portanto, para animais de aparência muito diferentes para preencher os diferentes nichos do ecossistema.

Independentemente da característica, a seleção natural tende a fazer uma das três coisas com uma população. Ele pode manter a característica igual, estabilizando a seleção, mover a característica em uma direção, seleção direcional ou selecionar os valores extremos da característica, diversificando a seleção. Além de ser classificado pelos efeitos que causa, a seleção natural também pode ser classificada pelas relações dos organismos que causam a seleção natural e, às vezes, a seleção pode ser feita por fatores abióticos.

Tipo 1: seleção estabilizadora

A maioria das características no reino animal pode ser descrita por uma curva de sino, em termos de distribuição. A maioria dos animais de uma certa espécie tende a mostrar a mesma característica ou característica, do mesmo tamanho. Sempre existem algumas exceções de características maiores ou menores em certos indivíduos, mas geralmente a maioria dos indivíduos se senta em algum lugar no meio.

A seleção estabilizadora é uma forma de seleção natural que é exibida contra os outliers, ou exceções à característica. A tela impede que esses animais reproduzam tanto quanto os indivíduos “normais” ou mais comuns. Nascem mais bebês que são “normais” e menos discrepantes são vistos em cada geração consecutiva por causa desse viés. É assim que as espécies podem se tornar muito distintas de outras espécies, mas todos os membros de uma espécie serão exatamente iguais.

Tipo 2: Seleção direcional

A seleção direcional é um tipo de seleção natural que ocorre quando um lado do espectro de uma determinada característica é favorecido sobre o outro. Por exemplo, se os menores organismos forem comidos, e organismos maiores estiverem totalmente protegidos, a população tenderá a ficar muito maior. Se o oposto for verdadeiro, a população diminuirá em tamanho ao longo do tempo.

Também está usando a seleção direcional artificialmente que os humanos podem criar raças de animais “em miniatura”, que parecem pequenas cópias de seus colegas maiores. No entanto, a seleção artificial se concentra apenas em uma única característica. Isso permite que muitas características negativas se tornem presentes na população, que teriam sido naturalmente selecionadas.

Tipo 3: seleção diversificando

Assim como a seleção direcional, diversificar a seleção empurra a população em direção aos extremos da característica. Esse tipo de seleção também é chamado de seleção disruptiva. A diversificação da seleção, em contraste com a seleção direcional, empurra a característica nos dois sentidos. Isso pode acontecer de várias maneiras, mas muitas vezes leva à especiação porque as populações podem se tornar muito diferentes. Se apenas diversificado por curtos tempos, no entanto, a seleção pode levar a uma variedade de características que podem ser compartilhadas por uma espécie.

Tipo 4: Seleção sexual

Embora você possa classificar a seleção natural em termos dos efeitos que ela tem na população, você também pode vê -la como a interação entre organismos com diferentes relacionamentos. A seleção sexual é um tipo de seleção natural na qual os diferentes gêneros em uma espécie exercem forças entre si que mudam sua aparência ou traços. Para os seres humanos, essas características geralmente parecem arbitrárias, como penas coloridas, a capacidade de fazer uma dança ritualizada ou certas características de ninho, como decoração, que não parecem servir uma função na reprodução.

Em muitos organismos, a reprodução sexual é um processo altamente competitivo. Como tal, os organismos gastam uma quantidade considerável de tempo tentando escolher um companheiro que aumentará o sucesso de seus filhos. Em alguns organismos, isso se resume ao mais forte ou ao maior. Muitos organismos, no entanto, adaptaram rituais complexos de acasalamento para identificar possíveis companheiros. A seleção sexual nesses organismos pode produzir alguns traços bizarros, como visto em muitos pássaros.

Tipo 5: Seleção Predator-Prey

Onde a seleção sexual é um exemplo de seleção intraespecífica, geralmente várias espécies podem exercer pressões de seleção umas sobre as outras, também conhecidas como seleção interespecífica. Enquanto isso existe em muitas formas, uma das mais comuns é a dinâmica predadora-presa. Os Predators sempre tentarão consumir a fonte de alimento mais fácil, o que faz com que a presa evoluir para ser mais difícil de capturar. Por sua vez, o predador se torna mais rápido e mais ágil. Esse ciclo é contínuo e os predadores e as presas estão constantemente se mudando.

Outros tipos de seleção natural

A seleção natural pode vir em uma variedade infinita de formas. Todo organismo terá mais ou menos sucesso, dependendo de quais genes ele carrega e como esses genes interagem com o meio ambiente. Os genes podem causar novas maneiras de processar nutrientes, permitir que diferentes estruturas sejam formadas e permitir que estruturas antigas sejam reaproveitadas. Os organismos completamente diferentes que ocupam o mesmo nicho geralmente têm estruturas semelhantes. Essas estruturas não foram obtidas de um ancestral comum, mas apenas das forças da seleção natural. A seleção natural é a principal força motriz por trás de todas as diferentes formas e funções da vida na Terra.

História da seleção natural

Antes de Darwin

Em 1809, o mundo da biologia era muito diferente. Este foi o ano em que Charles Darwin, o criador da teoria da seleção natural, nasceu. Darwin nasceu em um mundo era a transmutação era a teoria dominante da evolução. Segundo essa teoria, os animais mudaram ao longo de sua vida e passaram essas mudanças em seus filhos. Por exemplo, as girafas conseguiram o pescoço longo, porque toda geração se estendia o máximo possível para alcançar as folhas.

Essa teoria não se encaixou bem com Darwin, que já havia feito algumas observações iniciais sobre como os organismos transmitem suas características. Em 1831, Darwin teve a oportunidade de uma vida. A bordo do H.M.S Beagle, Darwin viajou pelo mundo por quase 5 anos coletando espécimes e documentando a vasta diversidade da vida. Em 1838, Darwin tinha uma idéia quase totalmente formada de seleção natural.

A teoria de Darwin

Nesta idéia, a evolução foi impulsionada por quatro princípios. Entre os indivíduos, a variação foi. Os organismos só podem obter características por herança. Uma força, seleção natural, vamos os animais mais aptos reproduzirem mais. Finalmente, essas ações ocorrem ao longo do tempo, um aspecto importante da evolução. Juntos, esses princípios impulsionam mudanças ao longo do tempo.

No entanto, Darwin não publicou essas idéias imediatamente. Ele passou os 20 anos seguintes reunindo mais evidências e solidificando seu argumento. Esse processo foi interrompido quando Darwin foi contatado por Alfred Russel Wallace, um jovem cientista que tropeçou nos mesmos princípios. Juntos, os dois cientistas publicaram suas teorias, confirmadas pelo fato de terem encontrado a teoria da seleção natural de forma independente.

Questionário

1. Uma população de lagartos vem em três cores: azul, vermelho e roxo. Um novo predador se torna ativo no ambiente em que os lagartos vivem. O predador prefere lagartos azuis e vermelhos, permitindo que os lagartos roxos se tornem as cores mais proeminentes. De que tipo de seleção natural esse é um exemplo?

2. Um grupo de pássaros nas Ilhas Galápagos, conhecidos como tentilhões de Darwin, tem uma variedade de bicos diferentes que atendem a diferentes funções. Foi encontrado em um estudo histórico que esses bicos surgiram de diferentes condições nas ilhas que favorecem a vida das plantas e as formas de sementes. No caso dos bicos, que tipo de seleção está em ação?

3. Dois flamingos têm mutações diferentes em suas cores. Um flamingo é rosa claro, enquanto o outro flamingo é um rosa muito mais escuro. Ambos os flamingos levantam com sucesso 10 filhos antes de morrerem. Que tipo de seleção está em ação?

4. Qual forma de seleção natural envolve predadores que se adaptam para capturar mais presas, enquanto a presa está se adaptando constantemente para evitar os predadores?

5. No passado, uma espécie de pássaro era monomórfica. Ou seja, homens e mulheres da espécie pareciam parecidos. No entanto, com o tempo, os homens das espécies desenvolveram exibições coloridas para atrair a atenção das fêmeas. Agora, todos os machos têm penas grandes, coloridas e principalmente inúteis no topo de suas cabeças. Que tipo de seleção é essa?

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