5 Exempel på naturligt urval av utveckling på jorden

Några av exemplen på det naturliga urvalet av evolutionen på jorden är följande:

A. Genetisk grund för anpassning i industriell melanism (figur 7.41):

I början av artonhundratalet (1830-talet) fanns det inte mycket industriell tillväxt i England (t.ex. Birmingham) och det var främst en vitvingad pepparmot Bistort betularia som var väl anpassad för att försvara sig från de rovfåglarna.

Det brukade vila under dagtid på ljust, laktäckt bagage av ekträd. Men med den industriella tillväxten 1920 dödade rökpartiklarna från industrins skorstenar av lavarna och mörkade trädstammarna.

Så vitvingarad Biston betularia blev mer distinkt med de rovfåglarna. Därefter uppträdde en dominant genmutation i vissa medlemmar av malpopulationen. Denna genmutation producerade en mörkvingarad melanisk mal som hade bättre chanser att överleva än gråfärgad mal.

Den första melaniska formen av pepparmoth observerades 1845. Dessa mörkfärgade moths med differentiell reproduktion producerade en mörkfärgad melanisk art, Biston carbonaria som bildade 99% moth populationen 1895.

Denna ersättning av ljusfärgad mal av mörkfärgade melaniska arter på grund av industriell rök kallades industriell melanism. Således föredrog det naturliga urvalet de melaniska motharna att reproducera mer framgångsrikt genom differentiell reproduktion för deras anpassning i Englands industriområden.

Detta visar att en evolutionär förändring alltid har en genetisk bas och denna genetiska variationen, när den gynnas av naturligt urval, möjliggör för organismerna att anpassa sig till en viss miljö som ökar deras chanser att överleva.

Det studerades ursprungligen av RA Fischer och EB Ford. Industriell melanism testades experimentellt av en brittisk ekolog, Bernard Kettelwell på 1950-talet. Han uppfödde lika många mörka och lätta peppared malar. Han släppte en uppsättning av dessa malar i det förorenade området (Birminghams skog) och andra i ett oförorenat område (i Dorset).

Efter några år kunde han få tillbaka 19 procent av lätta malar och 40 procent av mörka malar från det förorenade området, medan han endast kunde få tillbaka 12, 5 procent av ljutmalm och 6 procent av mörka malar från oförorenat område. Detta resultat visar mönstren för B. betularias olika överlevnad i de förorenade och oförorenade områdena.

Han avslutade:

(i) Sotiga områden ger ett gott skydd mot melaniska former på grund av ökad frekvens hos en dominerande gen i industriområdet.

ii) I oförorenat område och landsbygdsområden där industrialisering inte inträffade har frekvensen av genen som är ansvarig för ljusmaskar mer selektiv fördel.

iii) I en blandad befolkning överlever de bättre anpassade individerna och ökar antalet, men ingen variant är helt utplånad, till exempel eliminerar industriföroreningar inte genen för ljusa malar helt.

Det rapporterades också i många andra europeiska länder. Industriell melanism har noterats i ca 70 arter av mal i England och i cirka 100 arter i USA. Men sedan 1956 efter passagen av ren luftlagstiftning ersätts kolet med olja och el.

Detta hade minskat sotavlagringen på trädstammarna. Följaktligen har ljusmaskar ökat igen i antal med minskningen av föroreningar. Detta kallas omvänd evolution.

B. DDT-resistenta myggor:

Myggor är kända för att vara vektorerna av sjukdomar som malaria och elefantiasis orsakad av Plasmodium och Wuchereria. Tidigare hade myggpopulationen mer DDT-känsliga men mindre DDT-resistenta myggor. När DDT inte användes dominerade DDT-resistenta dom av DDT-känsliga myggor.

Men när användningen av DDT som insekticid började (introducerades 1940-talet) hade DDT-resistenta myggor en konkurrensfördel framför sina motsvarigheter. Deras DDT-resistenta egendom spred sig över fler och fler medlemmar av befolkningen så nu myggpopulationen domineras av DDT-resistenta.

Det är också ett exempel på riktningsval. Således kommer kemiska insekticider enligt principen om naturligt urval att förbli användbara endast under en begränsad tid.

C. Sicklecellanemi:

(i) Tecken:

Sickle cellanemi kännetecknas av:

(a) Omkring 1-2% av de totala RBC: erna blir seglformade.

(b) Tidig bristning av RBC som leder till svår anemi.

(c) Normalt hemoglobin Hb-A ersätts av defekt hemoglobin Hb-S, i vilket glutaminsyra av p-kedjan ersätts med valinaminosyra på grund av en enda bassubstitution i en gen.

(d) O2-bärkapaciteten hos Hb-S är mindre än den hos Hb-A.

(e) Död hos den drabbade personen vid pubertets ålder.

(ii) Orsak. Det orsakas av en recessiv autosomal genmutation i homozygot tillstånd (Hb S Hb S ). Heterozygoterna (Hb A Hb S ) har också vissa seglformade celler.

Personer med sicklecellanemi finns mestadels i de områden i tropiska Afrika där malaria är mycket vanligt. Det rapporterades att heterozygotas sickleformade celler dödar malariaparasiten. Så heterozygoterna kan motstå malariainfektionen på ett mycket bättre sätt än den homozygotiska för det normala hemoglobinet.

Förlusten av skadliga recessiva gener genom homozygoternas död balanseras genom framgångsrik reproduktion av heterozygoter. Således har det naturliga urvalet bevarat det tillsammans med det normala hemoglobinet i de drabbade malaria. Det är ett exempel på att balansera eller stabilisera urvalet.

E. Antibiotikaresistens i mikroberna

(Fig 7.44). Joshua Lederberg och Esther Lederberg visade den genetiska grunden för anpassningar i bakterier genom odling av bakterieceller genom sitt pläteringsexperiment.

Lederbergs experiment hade följande steg:

1. De inokulerade bakterier på en agarplatta och erhöll en platta med flera bakteriekolonier. Denna platta kallades "master plate".

2. De bildade flera replikor från denna mästerplatta. För detta tog de en steriliserad sammetskiva, monterad på ett träblock, som försiktigt pressades på huvudplattan. Några av bakteriecellerna från varje koloni klibbade sig till sammetsduken.

3. Nu genom att trycka på denna sammet på nya agarplattor, erhölls exakta replikor av huvudplattan. Detta beror på att bakteriecellerna överfördes från en platta till en annan av sammeten.

4. Sedan försökte de göra replika på agarplattorna innehållande ett antibiotikum penicillin. Några kolonier kunde växa på agarplattan och sägs vara penicillinresistenta, medan andra kolonier inte växte på antibiotisk penicillinmedium och sägs vara pencillinkänsliga kolonier.

Således fanns det en föranpassning i vissa bakterieceller för att odla ett medium innehållande antibiotikumpenicillinet. Denna föranpassning hade utvecklats i vissa bakterier av en slump genmutation och inte som svar på penicillin. Detta uttryckte endast när sådana bakterier utsattes för penicillin. Den nya miljön inducerar inte mutationer; det väljer bara de preadaptiva mutationer som inträffade tidigare.

Betydelse:

Lederbergs replikpläteringsexperiment gav stöd till neodarwinism och visade att penicillinresistensanpassningen i bakteriecellerna härstammar på grund av val av förevarande befintliga mutanta former av bakterier av natur.

Penicillinresistenta bakterieceller hade ingen fördel att multiplicera i en miljö när det inte fanns penicillin. Men de hade en konkurrensfördel på andra i penicillinkonturande agarplattor, så de multiplicerade snabbt och bildade kolonier i penicillininnehållande medium.

F. Läkemedelsresistens i bakterier. L. Cavalli och GA Meccacaro (1952) visade att kolonbakterier - Escherichia coli är resistenta mot antibiotikumläkemedel - Kloramfenikol 250 gånger sålunda tolererade av normala bakterier. Korsning av experiment bekräftar att resistens i bakterier förvärvas genom mutation och ärvt på mendeliska principer.

Överdriven användning av herbicider, bekämpningsmedel, antibiotika, etc. har resulterat i val av resistenta sorter i mindre tidsskala. Dessa är exempel på evolution genom antropogena åtgärder och bevisar att evolution inte är en riktad process utan är en stokastisk process baserad på chanshändelser i naturen och chansmutation i organismerna.