انتخاب طبیعی چیست؟

تعریف انتخاب طبیعی

پدیده انتخاب طبیعی، که توسط چارلز داروین پیشنهاد شده است، به فرآیندی اشاره دارد که در آن ویژگی‌ها یا خصوصیات خاصی به دلیل مزیتی که در برابر محیط دارند، در یک جمعیت در طول نسل‌های متوالی بیشتر شیوع پیدا می‌کنند. انتخاب طبیعی یک مکانیزم اساسی در پیشرانه تکامل گونه‌ها است. افرادی که دارای ویژگی‌هایی هستند که بقا و تولید مثل را تسهیل می‌کند، احتمالاً ژن‌های خود را به نسل بعدی منتقل می‌کنند و این منجر به تجمع تدریجی ویژگی‌های مفید در جمعیت می‌شود. به عبارت دیگر، افرادی که دارای ویژگی‌های کمتر مطلوب هستند، احتمالاً کمتر بقا و تولید مثل خواهند داشت، که این موضوع منجر به کاهش یا از بین بردن آن ویژگی در جمعیت می‌شود. انتخاب طبیعی بر روی تنوع درون جمعیت عمل می‌کند و تطبیق سازماندهی وجودی را در موجودات با محیط زیست خود ترویج می‌دهد و تنوع زندگی را در روی زمین شکل می‌دهد.

انواع انتخاب طبیعی

انتخاب طبیعی یک فرایند طبیعی است که باعث تغییرات در جمعیت‌های زنده می‌شود و به گسترش گوناگون آن‌ها منجر می‌شود. این فرایند در طبیعت به صورت مستمر رخ می‌دهد و سبب حفظ و انتقال ویژگی‌های مفید برای بقا و تکامل جمعیت می‌شود. در طول زمان، انواع مختلفی از انتخاب طبیعی شناسایی شده‌اند، که عبارتند از:

1. انتخاب طبیعی مثبت (Positive Selection): در این نوع انتخاب طبیعی، ویژگی‌های مفید و مورد نیاز برای بقا و تکامل جمعیت تحت تأثیر مثبت قرار می‌گیرند. افرادی که این ویژگی‌ها را دارند، می‌توانند بیشتر موفقیت زندگی کنند و احتمال بقا و تکثیر بیشتری داشته باشند.
2. انتخاب طبیعی منفی (Negative Selection): در این نوع انتخاب طبیعی، ویژگی‌های مضر و غیرمفید برای بقا و تکامل جمعیت تحت تأثیر قرار می‌گیرند. افرادی که این ویژگی‌ها را دارند، احتمال کمتری برای بقا و تکثیر دارند و این ویژگی‌ها به تدریج از جمعیت حذف می‌شوند.
3. انتخاب طبیعی تعادلی (Stabilizing Selection): در این نوع انتخاب طبیعی، ویژگی‌های متوسط و متعادل برای بقا و تکامل جمعیت ترجیح داده می‌شوند. این نوع انتخاب طبیعی سبب حفظ تنوع ژنتیکی در جمعیت می‌شود و به پایداری و تعادل آن کمک می‌کند.
4. انتخاب طبیعی جهت‌گیر (Directional Selection): در این نوع انتخاب طبیعی، ویژگی‌هایی که در یک جهت خاص تغییر می‌کنند، ترجیح داده می‌شوند. این نوع انتخاب طبیعی سبب تغییرات سیستماتیک در جمعیت می‌شود و به تکامل و تطور آن راه می‌دهد.
5. انتخاب تخریب‌کننده: (Directional Selection) این نوع انتخاب به عنوان انتخاب تنوع آفرین شناخته می‌شود، از چندین فنوتیپ بسیار افراطی نسبت به فنوتیپ‌های میانی حمایت می‌کند و کمترین نوع رایج انتخاب است. این نوع انتخاب در زمانی اتفاق می‌افتد که فنوتیپ‌های افراطی موفق‌تر از اشکال میانی در همان محیط باشند.

به طور کلی، انتخاب طبیعی می‌تواند به صورت ترکیبی از این انواع باشد و بسته به شرایط محیطی و فشارهای انتخابی متفاوت، نوعی از انتخاب طبیعی در جمعیت‌های زنده برتری پیدا می‌کند. همچنین، انتخاب طبیعی می‌تواند به صورت مؤثر در سطوح مختلف عمل کند، از جمله:

• سطح مولکولی: که تغییرات در ژنوم و ژنتیک جمعیت را شامل می‌شود.
• سطح ساختاری: که ویژگی‌های ظاهری و فیزیکی ارگانیسم‌ها را شامل می‌شود.
• سطح رفتاری: که رفتارها و استراتژی‌های زندگی را شامل می‌شود.
• سطح جمعیتی: که تأثیرات در ترکیب جمعیت و تعاملات بین ارگانیسم‌ها را شامل می‌شود.

علاوه بر انتخاب طبیعی، سایر عوامل تکاملی نیز می‌توانند در تغییرات جمعیت‌های زنده نقش داشته باشند، مانند انتخاب جنسی، ویژگی‌های ارثی و مهاجرت. همچنین، تأثیر تصادفیات نیز در تکامل جمعیت‌ها لحاظ می‌شود که به عنوان انتخاب تصادفی (Random drift) شناخته می‌شود.

مطالعه و درک چگونگی عملکرد این انواع انتخاب طبیعی و عوامل مؤثر بر آن‌ها، موضوعات پژوهشی فراوانی در زمینه زیست‌شناسی تکاملی است و همچنان مورد مطالعه و بحث قرار دارد.

عوامل تاثیرگذار بر انتخاب طبیعی

عواملی که تأثیرگذار بر انتخاب طبیعی هستند، عبارتند از:

1. تغییرات محیطی: تغییرات در محیط زیست می‌توانند به وجود بیایند و باعث تغییر در فشار انتخابی بر روی جمعیت‌ها شوند. محیط می‌تواند شامل عواملی نظیر تغییرات دما، رطوبت، فشار، تغییرات در تغذیه، رقبا و منابع غذایی باشد.
2. رقابت برای منابع: وجود منابع محدود در محیط زیست باعث رقابت بین افراد یک جمعیت می‌شود. افرادی که بهتر در تأمین منابع زندگی می‌کنند، بیشترین احتمال بقا و تولید مثل را خواهند داشت و ویژگی‌های مرتبط از آن‌ها به نسل بعدی منتقل می‌شود.
3. انتخاب جنسی: ترجیح و تکانه‌های جنسی در انتخاب شریک زندگی نیز می‌توانند بر انتخاب طبیعی تأثیرگذار باشند. افرادی که ویژگی‌های جذابیت بیشتری دارند، احتمالاً شانس بالاتری در جذب شریک زندگی و تولید مثل بیشتری خواهند داشت.
4. موانع و فشارهای محیطی: موانع و فشارهای محیطی می‌توانند بر روی جمعیت‌ها اثر بگذارند و باعث شوند که تنوع ژنتیکی کاهش یابد یا به سمت وجود ویژگی‌های مشخصی حرکت کند.
5. انتخاب صفات مفید: وجود صفاتی که در محیط زیست خاص مناسبی را ایجاد می‌کنند، باعث افزایش شانس بقا و تولید مثل افراد دارای آن صفت می‌شود. به عنوان مثال، در یک محیط جغرافیایی با دمای بالا، افرادی که دارای سازگاری با دمای بالا هستند، بیشترین احتمال بقا خواهند داشت و ویژگی‌های مرتبط با سازگاری حرارتی به نسل بعدی انتقال پیدا خواهند کرد.
6. جهش‌های ژنتیکی: جهش‌های ژنتیکی نیز می‌توانند نقشی در تغییرات جمعیتی و تکامل داشته باشند. جهش‌ها می‌توانند ویژگی‌های جدید را ایجاد کنند که در برخی شرایط محیطی مزیتی را ایجاد می‌کنند و به عملکرد بقا و تولید مثل فرد کمک می‌کنند.
7. پدیده جانبی: بعضی تغییرات در ویژگی‌ها ناشی از فعالیت‌ها یا وقایع غیرزیستی می‌باشند. به عنوان مثال، عوامل مانند تأثیرات اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و انسانی می‌توانند در حفظ یا تغییر ویژگی‌هایی از جمله رفتارها و تعاملات اجتماعی در جمعیت‌ها تأثیرگذار باشند.

این عوامل همگی با یکدیگر تعامل کرده و در مجموع منجر به انتخاب طبیعی و تکامل جمعیت‌ها می‌شوند. ارتباط و تأثیر این عوامل با یکدیگر متناسب با شرایط محیطی و جمعیتی مختلف است و می‌توانند منجر به تغییرات متنوعی در جهت ویژگی‌ها و خصوصیات یک گونه شوند.

مکانیسم انتخاب طبیعی

انتخاب طبیعی یک فرایند طبیعی است که در آن ویژگی‌های مفید یا متناسب با محیط، به نسل بعدی منتقل می‌شوند. این فرآیند توسط مکانیسم‌های خاصی که توسط ژنتیک تعیین می‌شود، کنترل می‌شود. عملکرد انتخاب طبیعی شامل مراحل زیر است:

1. تنوع ژنتیکی: در یک جمعیت، افراد دارای تنوع ژنتیکی هستند. این تنوع ممکن است به دلیل تغییرات تصادفی در ژنوم یا به علت ترکیب ژن‌ها از طریق تولید مثلی باشد.
2. فشار انتخاب: محیط زیست شرایطی را برای بقا و موفقیت یک نسل فراهم می‌کند. برخی از ویژگی‌ها می‌توانند بهترین تطابق را با محیط داشته باشند و به این ترتیب بیشترین فرصت برای بقا و تولید مثل دارند. این فرآیند، فشار انتخاب نامیده می‌شود.
3. انتقال ژنتیکی: ویژگی‌های پیروز در رقابت برای بقا و تولید مثل به نسل بعدی منتقل می‌شوند. این انتقال ژنتیکی می‌تواند به صورت مستقیم (از طریق تولید مثل) یا غیرمستقیم (از طریق تعاملات ژن-محیط) صورت بگیرد.
4. تکرار فرآیند: این عملکرد مداوم است و به مرور زمان، ویژگی‌های مفید یا متناسب با محیط تجمع می‌یابند و ویژگی‌های ضعیف‌تر کمرنگ می‌شوند. این فرآیند تکاملی است و می‌تواند به تغییرات طولانی مدت در جمعیت منجر شود.

عملکرد انتخاب طبیعی، به وجود آمدن تطابق بین ژنوم فرد و محیط اطرافش را تسهیل می‌کند. در طول زمان، با انتخاب و انتقال ویژگی‌های مورد نظر، جمعیت‌ها می‌توانند به محیط خود وارد شده و در مقابل تغییرات آن مقاومت نشان دهند.

دیدگاه دانشمندان نسبت به انتخاب طبیعی

دانشمندان به طبیعت انتخاب طبیعی با توجه به اثبات‌پذیری و توافق عمومی در مورد آن، نگرش مثبت دارند. انتخاب طبیعی یکی از مفاهیم اصلی در زیست‌شناسی است که توسط چارلز داروین معرفی شده است و به وضعیتی اشاره دارد که در آن، موجودات به دلیل تنوع ژنتیکی خود و محیط زیست، دربرابر فشارهای محیطی انتخاب می‌شوند.

به طور کلی، دانشمندان معتقدند که انتخاب طبیعی نقش مهمی در تکامل و تنوع حیات دارد. با تاثیر فشارهای محیطی مانند رقابت منابع، شرایط آب و هوایی، تهدیدات جدید و سایر عوامل، موجودات با ویژگی‌هایی که برای بقا و تولید مثل مؤثرتر هستند، ترجیح می‌دهند. به این ترتیب، ویژگی‌های مفید ژنتیکی به نسل‌های آینده منتقل می‌شوند و باعث تغییرات و پیشرفت در جمعیت‌های زنده می‌شوند.

یکی از دیدگاه‌های کلیدی در مورد انتخاب طبیعی، نقد و تفسیر آن است. برخی دانشمندان ممکن است برخی از جنبه‌های انتخاب طبیعی را توضیح دهند یا توجیه کنند. همچنین، شواهد و نتایج جدید می‌تواند باعث تغییر در دیدگاه‌های علمی نسبت به انتخاب طبیعی شود. این فرایند اصطلاحاً “تکامل علمی” نامیده می‌شود که در آن نظریات و فرضیات علمی مورد ارزیابی و بازنگری قرار می‌گیرند.

به طور خلاصه، بیشتر دانشمندان به انتخاب طبیعی باور دارند و آن را به عنوان یک مکانیزم اساسی در تکامل و تنوع حیات می‌شناسند. با این حال، همچنان پژوهش‌ها و بحث‌های علمی در حال ادامه است تا نظریات و فرضیات جدیدتری را در مورد این مسئله بررسی کنند.

در ادامه، بعضی از دیدگاه‌های دانشمندان نسبت به انتخاب طبیعی را می‌توان به شرح زیر بیان کرد:

1. تکامل به وسیله انتخاب طبیعی: بیشتر دانشمندان با توجه به شواهد فراوان، تکامل را به وسیله انتخاب طبیعی توجیه می‌دهند. آن‌ها معتقدند که انتخاب طبیعی می‌تواند تغییرات در جمعیت‌های زنده را در طول زمان به عنوان پاسخ به فشارهای محیطی توضیح دهد.
2. نتایج تطبیقی: مطالعات مقایسه‌ای در مورد گونه‌های مختلف حیاتی نشان می‌دهند که ویژگی‌هایی که منجر به بقا و تولید مثل موفقتری می‌شوند، در طول زمان منتقل می‌شوند. این تطابق بین ویژگی‌ها و محیط زیست نشان می‌دهد که انتخاب طبیعی نقش مهمی در تطور گونه‌ها بازی می‌کند.
3. آزمایشات و مشاهدات میدانی: برخی دانشمندان از طریق مشاهدات میدانی و آزمایشات، شواهد قوی‌ای برای اثبات انتخاب طبیعی جمع‌آوری کرده‌اند. این شواهد شامل مطالعه فراوان در زمینه فشارهای محیطی بر روی گونه‌ها، تغییرات در توالی ژنتیکی و تنوع ژنتیکی در جمعیت‌ها است.
4. ترکیبی از عوامل تکاملی: بسیاری از دانشمندان به این باور هستند که تکامل یک فرآیند پیچیده است و عوامل دیگری همچون درهم‌کنش ژنتیکی، جهش‌های تصادفی و مهاجرت نیز نقش مهمی در تکامل و تنوع حیات دارند. انتخاب طبیعی به عنوان یکی از این عوامل در تکامل نقش دارد.

به طور کلی، بیشتر دانشمندان به انتخاب طبیعی باور دارند و آن را برای توجیه تغییرات در جمعیت‌های زنده و پدیده‌های تکاملی مورد قبول قرار می‌دهند.

دانشمندانی که در نظریه انتخاب طبیعی نقش داشتند:

به عنوان مثال، در نظریه انتخاب طبیعی و تکامل، نقش مهمی را عددی بزرگ از دانشمندان و پژوهشگران ایفا کرده‌اند. برخی از نام‌های برجسته در این حوزه عبارتند از:

1. چارلز داروین (Charles Darwin): داروین به عنوان پدر بنیانگذار نظریه تکامل و انتخاب طبیعی شناخته می‌شود. در کتاب “منشأ گونه‌ها” که در سال 1859 منتشر شد، اصول انتخاب طبیعی را به تفصیل بیان کرد.
2. آلفرد راسل والاس (Alfred Russel Wallace): والاس همچنین به عنوان یکی از بنیانگذاران نظریه تکامل و انتخاب طبیعی شناخته می‌شود. او به همراه داروین به استنتاج مشابهی درباره انتخاب طبیعی رسید و دومیت آن را به همراه داروین به اشتراک گذاشت.
3. ریچارد داوکینز (Richard Dawkins): داوکینز برجسته‌ترین نماینده نظریه تکامل در قرن بیستم است. کتابش “سلولان زنده انتخاب می‌کنند” و “سلولان زنده خودی” به عنوان اثبات‌هایی قوی از تأثیر انتخاب طبیعی شناخته شده‌اند.
4. جورج کوش (George C. Williams): او یکی از نظریه‌پردازان برجسته در زمینهٔ تکامل و انتخاب طبیعی است. کتابش “تعادل تکاملی” به عنوان یکی از اثبات‌های قوی در حمایت از انتخاب طبیعی شناخته می‌شود.
5. جان ماینارد سمیت (John Maynard Smith): او ریاضیدان و بیولوژیستی است که به بررسی رفتار‌های تکاملی و تلاقی بین ریاضیات و بیولوژی پرداخت. کتاب‌های “تکامل و رفتار” و “از ژن به تکامل” از آثار او است.

این فهرست تنها نمونه‌ای از دانشمندان برجسته در زمینه تکامل و انتخاب طبیعی است و هنوز بسیاری از پژوهشگران و دانشمندان دیگر نقش مهمی در توسعه این حوزه علمی داشته‌اند.

نتایج انتخاب طبیعی

نتایج انتخاب طبیعی در فرآیند تکامل زنده‌گان را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

1. تطابق با محیط زیست: انتخاب طبیعی به عنوان مکانیسم اصلی تکامل، موجب تطابق و سازگاری زنده‌گان با محیط زیست خود می‌شود. این به معنای این است که زنده‌گانی که ویژگی‌ها و ویژگی‌هایی دارند که آن‌ها را برای بقا و تولید مثل مناسب تر می‌کند، احتمال بقا و انتقال ژن‌های خود را بیشتر می‌کنند.
2. تغییرات در جمعیت: انتخاب طبیعی می‌تواند به تغییرات در ترکیب ژنتیکی جمعیت‌ها منجر شود. زنده‌گان با ویژگی‌های متناسب با شرایط موجود در محیط زیست، احتمال بیشتری برای تولید مثل دارند. این باعث گسترش و انتقال ویژگی‌های مفید به نسل‌های آینده می‌شود.
3. تغییرات در سطح گونه: انتخاب طبیعی می‌تواند منجر به تغییرات در سطح گونه شود. در صورتی که تغییرات ژنتیکی در جمعیت‌ها ادامه پیدا کند، ممکن است به تشکیل گونه‌های جدید یا به تغییرات بزرگ در گونه‌های موجود منجر شود.
4. تنوع زیستی: انتخاب طبیعی موجب حفظ و ایجاد تنوع زیستی در جهان زنده می‌شود. زندگی در شرایط متنوع و متغیر، نیازمند تنوع ژنتیکی و ویژگی‌های متفاوت است. انتخاب طبیعی مسئول حفظ تنوع زیستی و پاسخ به تغییرات در محیط زیست است.
5. پیشرفت و تطور(گسترش): انتخاب طبیعی اجازه می‌دهد که زنده‌گان به مرور زمان و در پاسخ به فشارهای محیطی و تغییرات در شرایط زندگی، تطور کنند. این تطور می‌تواند منجر به بروز ویژگی‌های جدید، افزایش پیچیدگی ساختارها و بهبود عملکرد زندگی شود.

توجه کنید که نتایج انتخاب طبیعی بر روی تکامل و تغییر در جهان زنده بسیار پیچیده است و بسته به شرایط محیطی و ویژگی‌های هر جاندار نتایج می‌تواند متفاوت باشد.

گردآوری: ستاره برارپور

منابع:

1. https://chatbot.theb.ai/
2. https://www.amnh.org/exhibitions/darwin/evolution-today/natural-selection-vista
3. https://evolution-outreach.biomedcentral.com/articles/10.1007/s12052-009-0128-1
4. https://plato.stanford.edu/entries/natural-selection/
5. https://www.studysmarter.us/explanations/biology/ecosystems/types-of-natural-selection/
6. https://www.sparknotes.com/biology/evolution/naturalselection/section1/