Színezési bizonyítékok a természetes kiválasztódásra - Coloration evidence for natural selection
.jpg)
Az állatok színezése fontos korai bizonyítékot szolgáltatott a természetes szelekcióval történő evolúcióra , abban az időben, amikor kevés közvetlen bizonyíték állt rendelkezésre. A 19. század második felében a színezés három fő funkcióját fedezték fel, majd a szelekció bizonyítékaként használták fel : álcázás (védőszínezés); mimika , Batesian és Müllerian egyaránt ; és az aposematizmust .
Charles Darwin „s A fajok eredete megjelent 1859-ben, érvelve bizonyítékok, hogy a szelekció az emberi tenyésztők lehetne előállítani a változást, és hogy mivel nem volt egyértelműen létért való küzdelem, hogy a természetes szelekció kell zajlik. De nem volt magyarázat sem a genetikai variációra, sem az öröklődésre , mindkettő elengedhetetlen az elmélethez. Ennek megfelelően a biológusok számos alternatív elméletet fontolgattak, amelyek a darwini evolúció aláásásával fenyegettek.
Az első bizonyítékok egy részét Darwin kortársai, Henry Walter Bates és Fritz Müller természettudósok szolgáltatták . A trópusi pillangók megfigyelései alapján leírták a mimika olyan formáit, amelyek most a nevüket hordozzák. Ezeket a rendkívül specifikus színezési mintákat könnyen megmagyarázza a természetes kiválasztódás, mivel a ragadozók, mint például a látásból vadászó madarak, gyakrabban fogják el és ölik meg azokat a rovarokat, amelyek kevésbé jó utánozói a gusztustalan modelleknek, mint azok, amelyek jobban utánozzák; de a mintákat egyébként nehéz megmagyarázni. Az olyan darwinisták, mint Alfred Russel Wallace és Edward Bagnall Poulton , valamint a 20. században Hugh Cott és Bernard Kettlewell bizonyítékokat kerestek a természetes szelekcióra. Wallace megjegyezte, hogy a hó álcázása , különösen a tollazat és a pelyva, amelyek az évszakokkal változtak, nyilvánvaló magyarázatot javasoltak a rejtőzködés adaptációjaként. Poulton 1890 -ben megjelent, Az állatok színei című könyve, amely a darwinizmus mélypontján íródott , a színezés minden formáját használta fel a természetes szelekció mellett. Cott sokféle álcázást írt le, és különösen a békák egybeeső, zavaró színezetéről készült rajzai meggyőzték más biológusokat, hogy ezek a megtévesztő jelek a természetes szelekció termékei. Kettlewell kísérletezett a borsos molyfejlődéssel , kimutatva, hogy a faj alkalmazkodott, mivel a szennyezés megváltoztatta a környezetet ; ez meggyőző bizonyítékokat szolgáltatott a darwini evolúcióra.
Kontextus
Charles Darwin 1859 -ben publikálta A fajok eredetéről című könyvét , azzal érvelve, hogy a természet evolúcióját a természetes szelekciónak kell vezérelnie , ahogy a háziállatok fajtáit és a terménynövények fajtáit is a mesterséges szelekció hajtotta . Darwin elmélete gyökeresen megváltoztatta a népi és tudományos véleményt az élet fejlődéséről. Azonban nem volt bizonyíték és magyarázat az evolúciós folyamat néhány kritikus összetevőjére. Nem tudta megmagyarázni a fajokon belüli tulajdonságok ingadozásának forrását , és nem rendelkezett olyan öröklődési mechanizmussal, amely hűen át tudná adni a tulajdonságokat egyik generációról a másikra. Ez elméletét sebezhetővé tette; alternatív elméleteket vizsgáltak a darwinizmus napfogyatkozásában ; és így a darwini mezei természettudósok, mint Wallace, Bates és Müller egyértelmű bizonyítékot kerestek arra, hogy a természetes szelekció valóban megtörtént. A könnyen megfigyelhető állati színezés hamarosan erős és független bizonyítékokat szolgáltatott az álcázás, a mimika és az aposematizmus alapján, hogy a természetes szelekció valóban működik. A tudománytörténész, Peter J. Bowler azt írta, hogy Darwin elmélete
kiterjesztették a védő hasonlóságok és a mimika szélesebb körű témáira is , és ez volt a legnagyobb diadala az adaptációk magyarázatában.
Álcázás
Havas álcázás
1889 -ben megjelent Darwinism című könyvében Alfred Russel Wallace természettudós figyelembe vette a sarkvidéki állatok fehér színét . Megjegyezte, hogy a sarkvidéki róka , a sarki nyúl , a hermelin és a csillaghéj szezonálisan megváltoztatja színét, és "nyilvánvaló magyarázatot" adott arra, hogy az elrejtésre szolgál. A modern ornitológus, WLN Tickell, áttekintve a madarak fehér tollazatának javasolt magyarázatait, azt írja, hogy a ptarmiganben "nehéz elkerülni azt a következtetést, hogy a rejtélyes barna nyári tollazat felelősséggé válik a hóban, és a fehér tollazat ezért újabb rejtélyes adaptáció." Mindazonáltal megjegyzi: "a téli tollazat ellenére Észak -Izlandon sok Ptarmigan -t megölnek a gyrfalconok egész télen."
A közelmúltban a globális felmelegedés miatt Lengyelországban csökkenő hótakarót tükrözi a télen fehéredő fehér bevonatú menyét csökkent százalékos aránya . 1997 és 2007 között a felére csökkent a hótakaróval töltött napok száma, és csak a menyét 20 százaléka volt fehér télikabát. Ez bebizonyosodott, hogy a természetes szelekció eredménye, a ragadozók kihasználva az álcázás eltérését.
Véletlen zavaró színezés
Innes Cuthill és A. Székely álcázókutatók szavaival élve Hugh Cott angol zoológus és álcázási szakértő 1940 -ben megjelent Adaptive Coloration in Animals című könyve "meggyőző érvekkel szolgált a színezet túlélési értéke és általában az alkalmazkodás mellett, amikor A természetes szelekció messze nem volt általánosan elfogadott az evolúciós biológiában. " Különösen azzal érvelnek, hogy a "Véletlen zavaró színezés" (Cott egyik kategóriája) "Cott rajzai a legmeggyőzőbb bizonyítékként szolgáltak a természetes szelekció számára, amely fokozza a túlélést a zavaró álcázás révén ". Cott elmagyarázta, miközben a " Megalixalus fornasinii néven ismert kis békáról " beszélt az egybeeső zavaró színezésről szóló fejezetében, hogy "csak akkor tűnik fel figyelemre méltó természete, ha a mintát figyelembe vesszük a béka normális pihenési viszonyához képest ... A hozzáállás és a nagyon feltűnő színösszeállítás így rendkívüli hatást eredményez, amelynek megtévesztő megjelenése attól függ, hogy az egész formát két erősen ellentétes barna és fehér területre bontják. Külön-külön figyelembe véve egyik rész sem hasonlít a béka részéhez. A természetben a fehér konfiguráció önmagában is feltűnő. Cott arra a következtetésre jutott, hogy a hatás elrejtés volt, „amíg a hamis konfigurációt felismerik a valódival szemben”. Az ilyen minták, ahogy Cott hangsúlyozta, jelentős pontosságot testesítenek meg, mivel a jelöléseknek pontosan egy vonalban kell lenniük, hogy az álcázás működni tudjon. Cott leírása és különösen rajzai meggyőzték a biológusokat, hogy a jelöléseknek és így az álcázásnak túlélési értékkel kell rendelkeznie (nem véletlenül); továbbá, ahogy Cuthill és Székely is jelzi, hogy az ilyen mintázatú állatok testét bizonyára a természetes szelekció alakította ki.
Ipari melanizmus
Bernard Kettlewell genetikus 1953 és 1956 között kísérletezett a borsos molyfejlődéssel . Eredményeket mutatott be, amelyek azt mutatják, hogy egy sötét fatörzsű, szennyezett városi erdőben a sötét lepkék jobban éltek, mint a sápadtak, ipari melanizmust okozva , míg a halványabb törzsű, tiszta vidéki erdőben a sápadt lepkék jobban éltek, mint a sötétek. Ennek következménye az volt, hogy a túlélést a megfelelő háttérrel való álcázás okozta, ahol a látásból vadászó ragadozók (rovarfaló madarak, például a kísérletben használt nagy cinegék ) szelektíven fogták el és ölték meg a kevésbé jól álcázott lepkéket. Az eredmények erősen vitatottak voltak, és 2001 -től Michael Majerus óvatosan megismételte a kísérletet. Az eredményeket posztumusz, 2012 -ben tették közzé, igazolva Kettlewell munkáját "a legközvetlenebb bizonyítékként", és "a darwini evolúció egyik legvilágosabb és legkönnyebben érthető példájaként".
Utánzás
_W_IMG_9133.jpg)
Batesian
Batesian mimikri , neve a 19. században természettudós Henry Walter Bates , aki először megállapította, hogy a hatás 1861-ben, „biztosítja számos kitűnő példája a természetes szelekció” a munka. James Mallet evolúciós entomológus megjegyezte, hogy a mimika "vitathatatlanul a legrégebbi darwini elmélet, amely nem tulajdonítható Darwinnak". A fajok eredetéről inspirálva Bates rájött, hogy a nem kapcsolódó amazóniai pillangók hasonlítanak egymásra, amikor ugyanazon a területen élnek, de különböző színekkel rendelkeznek az Amazon különböző pontjain, amit csak az alkalmazkodás okozhatott.
Müllerian
A müller mimika is egyértelműen alkalmazkodó volt, amelyben két vagy több gusztustalan faj, amelyek egy vagy több ragadozót osztanak, egymás figyelmeztető jelzéseit utánozzák; Fritz Müller leírt hatása 1879-ben, egy fiók méltó, mert az első használata matematikai érv a evolúciós ökológia , hogy megmutassam, milyen erős a hatás a természetes szelekció lenne.
Aposematizmus
Wallace 1867 -ben Darwinhoz írt levelében leírta a figyelmeztető színezést . James Mallet evolúciós zoológus megjegyzi, hogy ez a felfedezés "meglehetősen logikátlanul" inkább követte, mint megelőzte Batesian és Müller mimikájának beszámolóit, amelyek egyaránt a figyelmeztető színezet létezésére és hatékonyságára támaszkodnak. Az erős védekezésű állatok feltűnő színeit és mintáit, mint például a toxinokat reklámozzák a ragadozóknak , őszintén jelezve, hogy az állatot nem érdemes támadni. Ez közvetlenül növeli a potenciális zsákmány reproduktív alkalmasságát , és erős szelektív előnyt biztosít. Az egyértelmű figyelmeztető színezés tehát egyértelmű bizonyítéka a munkahelyi természetes szelekciónak.
A darwinizmus védelme
Edward Bagnall Poulton 1890 -ben megjelent, Az állatok színei című könyve Wallace figyelmeztető színekről alkotott koncepcióját átnevezte "aposematikus" színezésre, valamint támogatta Darwin akkori népszerűtlen elméleteit a természetes szelekcióról és a szexuális kiválasztásról . Poulton magyarázata a színezésről határozottan darwini. Például az aposematikus színezésről azt írta
Ennek a csoportnak a létezése első ránézésre nehézséget okoz a természetes szelekció elméletének általános alkalmazhatóságában. Figyelmeztetés Úgy tűnik, hogy a színek a leendő ellenségek javát szolgálják, nem pedig a feltűnő formákat, és a kizárólag más fajok javára szánt karakter eredete és növekedése nem magyarázható a természetes szelekció elméletével. De a feltűnő állatnak óriási előnyei vannak figyelmeztető színei miatt. Ha hasonló lenne a környezetéhez, mint a másik osztály tagjai, sok véletlenszerű vagy kísérleti kóstolásnak lenne kitéve, és semmi sem hatna rá az ellenség emlékére, és így megakadályozná az egyének. A Warning Colors célja, hogy segítse az ellenségek oktatását, lehetővé téve számukra, hogy könnyen megtanulják és emlékezzenek az elkerülendő állatokra. A feltűnő fajok nagy előnye nyilvánvaló, ha eszünkbe jut, hogy az ilyen könnyű és sikeres oktatás olyan oktatást jelent, amely csak kis életáldozattal jár. "
Poulton egy mondatban foglalta össze a darwinizmushoz való hűségét, mint a batesi mimika magyarázatát: "Minden lépés a mimikák fokozatos változásában a különlegesen védett forma irányába előnyt jelentett volna a létért folytatott küzdelemben".
Peter J. Bowler tudománytörténész megjegyezte, hogy Poulton a könyvével panaszkodott a kísérletezők azon figyelmének hiányára, hogy a természettudósok (például Wallace, Bates és Poulton) könnyen látják az alkalmazkodó tulajdonságokat. Bowler hozzátette, hogy „Az a tény, hogy az adaptív jelentőségét elszíneződés volt (sic) széles körben vitatták azt jelzi, hogy milyen messze anti-darwinista érzés alakult ki. Csak a területen természettudósok, mint Poulton megtagadta az győződve arról, hogy ezek a megfigyelések érvényességének kiválasztás, bármi legyen is az elméleti probléma. "