Естественный отбор — механизм эволюции

Общее представление о том, как работает естественный отбор

Естественный отбор может изменять вид по-разному. Если вид меняет цвет или размер в течение нескольких поколений, то это называется «микроэволюция».

Но естественный отбор способен на гораздо больше. Учитывая достаточное количество времени и достаточное накопление изменений, естественный отбор может создавать совершенно новые виды. Это известно как «макроэволюция».

В ходе естественного отбора динозавры превращаются в птиц, амфибий, млекопитающих: например, в китов и приматов, предков людей.

Используя эволюцию в качестве руководства и зная, как работает естественный отбор, биологи узнали, что переход ранних китов с суши в воду произошёл в серии предсказуемых шагов. Например, эволюция дыхательного отверстия китов могла произойти следующим образом:

Случайные генетические изменения привели, по крайней мере, к одному киту, у которого ноздри были расположены на макушке головы. Животное с этой адаптацией имело лучшие способности для морского образа жизни. Такой кит оказался более успешным и имел потомства. В поздних поколениях произошло больше генетических изменений, перемещение носа дальше на голове.

Другие части тела ранних китов также изменились. Передние ноги стали ластами. Задние ноги исчезли. Их тела стали более обтекаемыми, а хвосты приобрели формы для лучшего передвижения по воде.

Ещё Дарвин описал форму естественного отбора, которая зависит от успеха организма в отношении партнёра. Этот процесс известен как сексуальный отбор. Красочное оперение павлинов и рога оленей-самцов — оба эти примера являются характеристиками сексуального отбора.

Но Дарвин не был первым или единственным учёным, который разработал теорию эволюции.

  • Французский биолог Жан-Батист Ламарк выдвинул идею о том, что организм может передавать свои черты своему потомству, хотя в некоторых деталях он ошибался.
  • Британский биолог Альфред Рассел Уоллес самостоятельно придумал теорию эволюции через естественный отбор в 1858 году, когда работал в Малакке, и поделился своей идеей в письме к Дарвину.
Естественный отбор - механизм эволюции

Alfred Russel Wallace

Современное понимание естественного отбора

Дарвин ничего не знал о генетике. Он наблюдал закономерность эволюции, но не знал о её механизмах. Это произойдёт позже: открытие того, как гены кодируют разные биологические или поведенческие черты, как гены передаются от родителей к потомству. Генетика и теория Дарвина, совместно известны как «современный эволюционный синтез».

Физические и поведенческие изменения делают возможным естественный отбор, который происходит на уровне ДНК и генов. Такие изменения называются мутациями. «Мутации — это то сырьё, на котором эволюция работает».

Мутации могут быть случайными, как ошибки в репликации и восстановлении ДНК, как результат химических и радиационных повреждений; мутации могут быть вредными либо нейтральными. Но в большинстве случаев мутации являются полезными для организма. А полезные мутации становятся более распространёнными в следующих поколениях, и передаются всему населению.

Таким образом, естественный отбор направляет эволюционный процесс, сохраняет хорошее и отвергает плохое. «Мутации случайны, но выбор у них не случайный» — говорит палеоантрополог Бриана Побинер.

Естественный отбор не единственный механизм, по которому  идёт эволюция. Например, гены могут переноситься из одной популяции в другую, когда организмы мигрируют. Этот процесс известен как поток генов. Частота некоторых генов также может изменяться наугад. Это называется генетическим дрейфом.