该颠覆性的选择是通过自然选择作用于生物体的数量性状的三种方式之一。破坏性选择负责从总体中选择一个字符的两个以上值,并且平均形式减少。
例如,考虑某种吃种子的鸟。如果我们绘制峰的大小的频率图,我们将获得正态分布:钟形曲线,其中最大点代表出现频率最高的个体。
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假设动物栖息地的气候条件仅允许产生很小和很大的种子。喙很小或非常大的雀科动物都可以进食,而喙中等大小的个体将受到不利影响。
什么是自然选择?
根据表型和适应性之间的关系,选择可以在自然界中以不同的方式进行。
选择的众多面孔之一是破坏性选择。但是,在定义这种选择类型之前,有必要了解生物学的一个基本概念:自然选择。
随着自然选择理论的到来,1859年代表了生物学科学发生根本性变化的阶段。这是由著名的英国自然学家查尔斯·达尔文(Charles Darwin)在他的《物种起源》一书中提出的,他在那里提出了这种机制。
只要在一个种群中满足以下三个条件,就会发生自然选择:存在变异性,有机体具有增加适应性的某些特征,并且这种特征是可遗传的。
在进化生物学中,术语适应性或生物学功效是指个体繁殖并具有可育后代的能力。它是一个从0到1的参数。
值得注意的是,自然选择不是唯一的进化力,基因漂移在进化变化中也具有重要作用,特别是在分子水平上。
破坏性自然选择模型
曲线两端的个体更大
当位于频率分布两端的个体比中心个体具有更大的适应性时,就会发生方向选择。几代人以来,受人尊敬的人增加了他们在人口中的频率。
在破坏性选择模型中,可能需要两个以上的基因型。
从遗传角度来看,当杂合子的适应性低于纯合子时,就会发生破坏性选择。
让我们以身体大小的假设示例为例。假设在一个生物种群中,最小的和最大的都有优势(从掠食者逃脱,获取食物以及其他原因)。相比之下,平均身高的生物在繁殖成功方面将不及同类生物。
均值和方差如何变化?
在生物学家中,一种常见且相当普遍的方法是通过平均值和特征随时间的变化来测量自然选择对表型变异的影响。
根据它们的变化方式,选择分为三种主要方式:稳定,定向和破坏性。
在所评估的数量性状的频率分布图中,我们可以量化所提及的几个参数。
第一个是所研究特征的均值或算术平均值。例如,测量啮齿动物种群的体型并计算平均值。这是集中趋势的一种度量。
方差是数据相对于总体平均值的离散度。如果方差很大,那么所研究字符的变化就很大。如果为低,则获得的所有值均接近均值。
如果我们研究种群中的特征并观察到变异随着代代而增加,则可以推断出破坏性选择正在发生。在视觉上,图表的钟声随着每一代人的发展而扩大。
理论和进化意义
破坏性选择引起生物学家极大兴趣的原因有两个。首先,它促进种群中某个物种的变异,我们将在以后的雀喙中看到这一点。
其次,有人提出,长时间进行破坏性选择可能会促进物种形成事件(新物种的产生)。
例子
尽管破坏性选择事件似乎不太可能,但它们在自然界中很常见-至少在理论上如此。破坏性选择最突出的例子是不同种类的鸟类。
非洲雀科
雀科的概况及其饮食
P. ostrinus的雀科生活在中非。这种动物的饮食是由种子组成的。男性和女性中的大多数人口都有大大小小的形式。
在雀类生活的环境中,有多种植物可以产生种子,而这些鸟类也可以将其纳入饮食。种子的硬度和大小各不相同。
史密斯对喙大小变化的研究
Smith在2000年研究了雀喙的形态变化,并发现了非常有趣的结果。
研究人员量化了雀科打开种子消耗所花费的时间。同时,他测量了个体的生物适应度并将其与喙的大小相关联。这个实验的时间大约是七年。
史密斯得出结论说,有两个主要的喙大小,因为有两种主要的雀科食用种子。
其中一种植物会产生非常坚硬的种子,而带有更强壮喙的较大雀科则专门食用这种种子。
其他丰富的物种产生小的,柔软的种子。在这种情况下,专门用于消费的雀科变种是喙较小的个体。
在资源具有双峰分布的环境中,自然选择会塑造物种的双峰分布。
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