WAS IST EINE STÖRENDE AUSWAHL? (MIT BEISPIELEN) - BIOLOGIE - 2025

Die störende Selektion ist eine der drei Möglichkeiten, mit denen die natürliche Selektion auf quantitative Merkmale in Organismen einwirkt. Die störende Auswahl ist für die Auswahl von mehr als zwei Werten eines Zeichens aus der Grundgesamtheit verantwortlich, und die durchschnittlichen Formen nehmen ab.

Stellen Sie sich zum Beispiel eine Art Vogel vor, der Samen frisst. Wenn wir die Häufigkeit der Größe der Peaks grafisch darstellen, erhalten wir eine Normalverteilung: eine glockenförmige Kurve, wobei der Maximalpunkt die Personen mit den häufigsten Peaks darstellt.

Quelle: Azcolvin429

Angenommen, die klimatischen Bedingungen im Lebensraum der Tiere erlauben nur die Produktion sehr kleiner und sehr großer Samen. Finken mit sehr kleinen und sehr großen Schnäbeln können fressen, während Personen mit Schnäbeln mittlerer Größe nachteilig beeinflusst werden.

Was ist natürliche Auslese?

Die Selektion kann in der Natur unter verschiedenen Modalitäten erfolgen, abhängig von der Beziehung zwischen Phänotyp und Fitness.

Eines der vielen Gesichter der Auswahl ist die störende Auswahl. Bevor diese Art der Selektion definiert wird, muss jedoch ein grundlegendes Konzept in der Biologie verstanden werden: die natürliche Selektion.

Das Jahr 1859 war mit der Einführung der Theorie der natürlichen Selektion ein Stadium radikaler Veränderungen für die Biowissenschaften. Dies wurde vom berühmten britischen Naturforscher Charles Darwin in seinem Buch The Origin of Species formuliert, in dem er diesen Mechanismus vorschlug.

Natürliche Selektion tritt auf, solange drei Bedingungen in einer Population erfüllt sind: Es gibt Variabilität, Organismen haben bestimmte Eigenschaften, die ihre Fitness erhöhen, und diese Eigenschaft ist vererbbar.

In der Evolutionsbiologie bezieht sich der Begriff Fitness oder biologische Wirksamkeit auf die Fähigkeit eines Individuums, sich zu reproduzieren und fruchtbare Nachkommen zu haben. Es ist ein Parameter, der von 0 bis 1 geht.

Es ist erwähnenswert, dass die natürliche Selektion nicht die einzige evolutionäre Kraft ist, sondern dass die Gendrift auch eine relevante Rolle bei der evolutionären Veränderung spielt, insbesondere auf molekularer Ebene.

Disruptives natürliches Selektionsmodell

Einzelpersonen an beiden Enden der Kurve haben größere

Die Richtungsauswahl erfolgt, wenn Personen an beiden Enden der Häufigkeitsverteilung eine größere Fitness aufweisen als zentrale Personen. Im Laufe der Generationen erhöhen bevorzugte Personen ihre Häufigkeit in der Bevölkerung.

In disruptiven Selektionsmodellen können mehr als zwei Genotypen bevorzugt sein.

Aus genetischer Sicht tritt eine störende Selektion auf, wenn die Heterozygote eine geringere Fitness als die Homozygote aufweist.

Nehmen wir das hypothetische Beispiel der Körpergröße. Angenommen, in einer Population von Organismen haben die Kleinsten und Größten den Vorteil (Flucht vor Raubtieren, Nahrungsaufnahme unter anderem). Im Gegensatz dazu haben Organismen mittlerer Größe keinen so hohen Fortpflanzungserfolg wie ihre Gegenstücke.

Wie variieren Mittelwert und Varianz?

Eine unter Biologen weit verbreitete Methode ist die Messung der Auswirkungen der natürlichen Selektion auf die phänotypische Variation anhand von Änderungen des Mittelwerts und der Variation von Merkmalen im Zeitverlauf.

Je nachdem, wie sie sich ändern, wird die Auswahl auf drei Arten klassifiziert: stabilisierend, gerichtet und störend.

In den Häufigkeitsverteilungsgraphen der bewerteten quantitativen Merkmale können wir mehrere der genannten Parameter quantifizieren.

Der erste ist der Mittelwert oder der arithmetische Durchschnitt des untersuchten Merkmals. Messen Sie beispielsweise die Körpergröße in einer Nagetierpopulation und berechnen Sie den Mittelwert. Dies ist ein Maß für die zentrale Tendenz.

Die Varianz ist die Streuung der Daten in Bezug auf den Populationsmittelwert. Wenn die Varianz hoch ist, gibt es eine beträchtliche Variabilität des untersuchten Charakters. Wenn es niedrig ist, liegen alle erhaltenen Werte nahe am Mittelwert.

Wenn wir einen Charakter in der Bevölkerung untersuchen und feststellen, dass die Varianz über die Generationen hinweg zunimmt, können wir daraus schließen, dass eine störende Selektion auftritt. Visuell erweitert sich die Glocke des Diagramms mit jeder Generation.

Theoretische und evolutionäre Implikationen

Eine störende Auswahl war für Biologen aus zwei Hauptgründen von großem Interesse. Erstens fördert es die Variation innerhalb einer Art in einer Population, wie wir später mit dem Schnabel von Finken sehen werden.

Zweitens wird vorgeschlagen, dass eine störende Selektion, die über lange Zeiträume wirkt, Speziationsereignisse (Erzeugung neuer Arten) fördern könnte.

Beispiele

Obwohl störende Selektionsereignisse unwahrscheinlich erscheinen mögen, sind sie in der Natur häufig - zumindest theoretisch. Die bekanntesten Beispiele für eine störende Selektion sind verschiedene Vogelarten.

Der afrikanische Fink

Allgemeines des Finken und seiner Ernährung

Finken der Art P. ostrinus leben in Zentralafrika. Die Nahrung dieses Tieres besteht aus Samen. Die meisten Populationen haben kleine und große Formen, sowohl bei Männern als auch bei Frauen.

In der Umgebung, in der Finken leben, gibt es mehrere Pflanzenarten, die Samen produzieren und die diese Vögel in ihre Ernährung einbeziehen. Die Samen variieren in Bezug auf ihre Härte und Größe.

Smiths Studien zur Variation der Schnabelgröße

Smith untersuchte im Jahr 2000 die morphometrische Variation im Schnabel von Finken und fand sehr interessante Ergebnisse.

Der Forscher quantifizierte die Zeit, die ein Fink benötigt, um den Samen zu öffnen, um ihn zu verzehren. Gleichzeitig maß er die biologische Fitness der Individuen und bezog sie auf die Größe des Schnabels. Der Zeitraum für dieses Experiment betrug etwa sieben Jahre.

Smith kam zu dem Schluss, dass es zwei vorherrschende Schnabelgrößen gibt, da es zwei primäre Samenarten gibt, die von Finken verzehrt werden.

Eine der Pflanzenarten produziert sehr harte Samen, und die größeren Finken mit robusteren Schnäbeln sind auf den Verzehr dieser Samenart spezialisiert.

Die andere häufig vorkommende Art produziert kleine, weiche Samen. In diesem Fall sind die auf ihren Verzehr spezialisierten Finkenvarianten kleine Individuen mit kleinen Schnäbeln.

In einer Umgebung mit einer bimodalen Verteilung der Ressourcen prägt die natürliche Selektion eine bimodale Verteilung der Arten.

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