5 Natūralaus evoliucijos atrankos Žemėje pavyzdžiai
Kai kurie natūralios evoliucijos žemėje atrankos pavyzdžiai:
A. Pramoninio melanizmo adaptacijos genetinis pagrindas (7.41 pav.):
XIX a. Pradžioje (1830 m.) Anglijoje nebuvo daug pramonės augimo (pvz., Birmingeme), ir daugiausia buvo baltojo sparno mėsos Bistort betularia, kuri buvo gerai pritaikyta ginti save nuo plėšrūnų.
Jis ilsėjosi dienos metu ant šviesios, kerpės dengtos ąžuolo kamieno. Tačiau 1920 m. Pramonės augimo metu iš pramonės šakų dūmtraukių išleistos dūmų dalelės nužudė kerpius ir patamsino medžių kamienus.
Taigi baltasis sparnas Biston betularia tapo ryškesnis nuo plėšrūnų. Tada dominuojanti genų mutacija atsirado kai kuriuose pilvo populiacijos nariuose. Ši geno mutacija sukūrė tamsią sparnuotąją melaninę kandią, kuri turėjo geresnes išgyvenimo galimybes nei pilkų kandžių.
Pirmasis melaninis formos pipirų kandis buvo pastebėtas 1845 metais. Šitos tamsios spalvos kandys, atsiradusios dėl diferencinės reprodukcijos, pagamino tamsių melaninių rūšių, Biston carbonaria, kuri iki 1895 m.
Šis šviesios spalvos kandis buvo pakeistas tamsiomis melaninėmis rūšimis dėl pramoninių dūmų, vadinamas pramoniniu melanizmu. Taigi, natūrali atranka palanki melaninių kandžių reprodukcijai, kad jie būtų sėkmingiau pritaikomi Anglijos pramoniniuose rajonuose.
Tai rodo, kad evoliucinis pasikeitimas visada turi genetinį pagrindą, ir šis genetinis variantas, kuriam palanki natūrali atranka, leidžia organizmams prisitaikyti prie tam tikros aplinkos, kuri padidina jų išgyvenimo galimybes.
Iš pradžių jį tyrė RA Fischer ir EB Ford. Pramoninį melanizmą eksperimentiškai išbandė britų ekologas Bernard Kettelwell 1950-aisiais. Jis augino vienodą skaičių tamsių ir šviesių spalvų pipirų. Jis išleido vieną šių kandžių rinkinį užterštoje vietovėje (Birmingemo miškuose) ir kitus neužterštame rajone (Dorsete).
Po kelerių metų jis galėjo atgauti 19 proc. Lengvųjų kandžių ir 40 proc. Tamsių kandžių iš užterštos teritorijos, o iš neužteršto ploto gali atgauti tik 12, 5 proc. Šviesiųjų kandžių ir 6 proc. Tamsių kandžių. Šis rezultatas parodo B. betularia skirtingo išgyvenimo užterštose ir neužterštose vietose modelius.
Jis padarė išvadą:
(i) Užkrečiamosios zonos suteikia didelę apsaugą nuo melaninių formų dėl padidėjusio dominuojančio geno dažnio pramoninėje zonoje.
(ii) Neužterštoje vietovėje ir kaimo vietovėse, kuriose nebuvo industrializacijos, dėl šviesios spalvos kandžių atsiradusio geno dažnumas yra selektyvesnis.
(iii) Mišriose populiacijose geriau pritaikyti asmenys išgyvena ir didėja, tačiau nė vienas variantas nėra visiškai sunaikintas, pvz., pramoninė tarša visiškai neišnyko šviesių kandžių geno.
Taip pat buvo pranešta ir daugelyje kitų Europos šalių. Pramonės melanizmas pastebimas apie 70 Anglijoje esančių kandžių rūšių ir apie 100 rūšių JAV. Tačiau nuo 1956 m., Kai buvo priimti švaraus oro teisės aktai, anglis pakeičiama nafta ir elektra.
Tai sumažino suodžių nusėdimą ant medžių kamienų. Vadinasi, sumažėjus taršai, šviesos kandys vėl padidėjo. Tai vadinama atvirkštine evoliucija.
B. DDT atsparūs uodai:
Žinoma, kad uodai yra ligų, pvz., Maliarijos ir drambliozės, sukeltos Plasmodium ir Wuchereria, vektoriai. Anksčiau uodų populiacija turėjo daugiau DDT jautrių, tačiau mažiau DDT atsparių uodų. Nenaudojant DDT, DDT atsparūs dominuoja DDT jautrūs uodai.
Bet kai prasidėjo DDT naudojimas kaip insekticidas (įvestas 1940 m.), DDT atsparūs uodai turėjo konkurencinį pranašumą prieš jų kolegas. Jų DDT atsparus turtas pasiskirsto vis daugiau ir daugiau gyventojų, todėl dabar uodų populiacijoje dominuoja DDT atsparūs.
Tai taip pat yra orientacinio pasirinkimo pavyzdys. Taigi pagal natūralios atrankos principą cheminiai insekticidai išliktų naudingi tik ribotą laiką.
C. Pjautuvo ląstelių anemija:
(i) Veikėjai:
Pjautuvo ląstelių anemijai būdinga:
a) Apie 1-2% visų RBC tampa pjautuvinėmis.
b) ankstyvas RBC plyšimas, sukėlęs sunkią anemiją.
(c) Normalus hemoglobinas Hb-A yra pakeistas defektiniu hemoglobino Hb-S, kuriame β-grandinės glutamo rūgštis pakeičiama valino aminorūgštimi dėl vienos bazės pakeitimo genuose.
d) Hb-S nešiojimo pajėgumas O 2 yra mažesnis nei Hb-A.
e) nukentėjusio asmens mirtis nuo brendimo amžiaus.
(ii) Priežastis. Tai sukelia recesyvinė autosominio geno mutacija homozigotinėje būsenoje (Hb S Hb S ). Heterozigotai (Hb A Hb S ) taip pat turi keletą pjautuvo formos ląstelių.
Asmenys, turintys pjautuvo ląstelių anemiją, dažniausiai randami tose tropinės Afrikos vietose, kur maliarija yra labai dažna. Buvo pranešta, kad pjautuvinės heterozigotinės ląstelės nužudo maliarijos parazitą. Taigi heterozigotai gali daug labiau pasipriešinti maliarijos infekcijai nei homozigotiniai normaliam hemoglobinui.
Nepageidaujamų recesyvinių genų praradimas per homozigotų mirtį yra subalansuotas sėkmingo heterozigotų reprodukcijos būdu. Taigi, natūrali atranka išsaugojo jį kartu su normaliu hemoglobinu maliarijos paveiktose vietose. Tai yra balansavimo arba stabilizavimo pavyzdys.
E. Mikrobų atsparumas antibiotikams
(Pav. 7.44). Joshua Lederberg ir Esther Lederberg parodė bakterijų prisitaikymo genetinį pagrindą, kultivuodami bakterijų ląsteles jų padengimo eksperimentu.
Lederbergo eksperimentas turėjo šiuos veiksmus:
1. Jie inokuliuoti bakterijas ant agaro plokštelės ir gavo plokštelę su keliomis bakterinėmis kolonijomis. Ši plokštė buvo vadinama „pagrindine plokšte“.
2. Iš šios pagrindinės plokštės jie sudarė keletą kopijų. Dėl to jie paėmė sterilizuotą aksominį diską, sumontuotą ant medinio bloko, kuris švelniai paspaudžiamas ant pagrindinės plokštės. Kai kurios bakterinės ląstelės iš kiekvienos kolonijos prilipo prie aksomo audinio.
3. Dabar paspaudę šį aksomą ant naujų agaro plokštelių, jie gavo tikslią pagrindinės plokštės kopiją. Taip yra todėl, kad bakterinės ląstelės buvo perkeltos iš vienos plokštės į kitą aksomo.
4. Tada jie bandė padaryti kopijas ant agaro plokštelių, turinčių antibiotikų peniciliną. Keletas kolonijų galėjo augti ant agaro plokštelės ir, kaip teigiama, yra penicilino atsparios, o kitos kolonijos neužaugo ant antibiotikų penicilino terpės ir buvo sakoma, kad jos yra jautrios pencilino kolonijoms.
Taigi kai kuriose bakterinėse ląstelėse buvo iš anksto pritaikyta auginti terpę, turinčią antibiotiko peniciliną. Šis pasirengimas prisitaikyti tam tikrose bakterijose atsirado atsitiktinių genų mutacijų, o ne atsako į peniciliną atveju. Tai išreiškiama tik tada, kai tokios bakterijos buvo veikiamos penicilinu. Naujoji aplinka nesukelia mutacijų; ji pasirenka tik anksčiau įvykdytas mutacijas.
Reikšmė:
Lederbergo reprodukcijos eksperimentas suteikė paramą neo-darvinizmui ir įrodė, kad bakterijų ląstelių penicilino atsparumo adaptacija atsirado dėl jau egzistuojančių bakterijų mutacijų formų pobūdžio.
Penicilinui atsparios bakterijų ląstelės neturėjo naudos daugintis aplinkoje, kurioje nebuvo penicilino. Bet jie turėjo konkurencinį pranašumą kitiems penicilino kontūrų agaro plokštelėse, todėl jie greitai padaugino ir suformavo kolonijas penicilino turinčioje terpėje.
F. Narkotikų atsparumas bakterijoms. L. Cavalli ir GA Meccacaro (1952) parodė, kad storosios žarnos bakterijos - Escherichia coli yra atsparios antibiotikams - chloramfenikoliui - 250 kartų daugiau, nei toleruoja įprastos bakterijos. Kryžminimas per bandymus patvirtina, kad mutacija sukelia atsparumą bakterijoms ir yra paveldėta pagal Mendelio principus.
Dėl pernelyg didelio herbicidų, pesticidų, antibiotikų ir kt. Vartojimo atrankos metu atsparios veislės buvo atrinktos mažiau. Tai yra antropogeninių veiksmų evoliucijos pavyzdžiai ir įrodymas, kad evoliucija nėra orientuotas procesas, bet yra stochastinis procesas, pagrįstas atsitiktiniais įvykiais gamtoje ir atsitiktinės mutacijos organizmuose.
