Referat Selectia Naturala
Mai jos puteti citi fragmente din
Referat Selectia Naturala si de asemenea puteti face
Download Referat Selectia naturalaCiteste fragmente din Referat Selectia Naturala
Selecţia naturală
Selecţia naturală  mecanism de bază al transformării speciilor
în anul 1838, la scurt timp după ce Ch. Darvun îşi cristalizase o
mare parte din ideile sale asupra evoluţiei, lectura întîmplătoare a
lucrării lui T. E, Malthus asupra suprapopulaţiei, An essay on the
principie of population, as it affects fhe futitre improvement of
society, apărută în 1798, i-a sugerat unele reflecţii privind rolul
pe care-1 joacă aşa-zisa „luptă pentru existenţă" în societatea
contemporană lui şi importanţa pe care o prezintă acest fenomen în
transformarea organismelor. (Potrivit concepţiei lui Malthus,
creşterea populaţiei este exponenţială, în timp ce resursele de
hrană în condiţii stabile rămîn relativ constante, de unde rezultă
o luptă pentru existenţă între indivizi în urma căreia numai o
mică sau foarte mică parte din descendenţii fiecărei generaţii
supravieţuiesc.) Bazîndu-se pe această concepţie, nouă pentru
dînsul, Darwin a ajuns la concluzia cît de importantă este
concurenţa dintre indivizii aceleiaşi specii şi cît de diferite
sînt consecinţele acesteia faţă de cele ale concurenţei dintre
specii. Faptul acesta i-a sugerat două idei importante : prima, că
lupta pentru existenţă reprezintă o concurenţă între indivizi şi
nu între specii şi a doua, că între indivizii aceleiaşi specii
există mari diferenţe. Ideea variabilităţii individuale i-a fost
întărită lui Darwin mai ales de rezultatele obţinute de crescătorii
de animale în crearea de noi rase, prin selecţia indivizilor
valoroşi. O sumară privire asupra exemplarelor dintr-o turmă, de
exemplu de vaci, duce la constatarea că nici un individ nu se
aseamănă cu celălalt.
Uneori diferentele dintre indivizi sînt atît de pronunţate,
încît există îndoială dacă doi indivizi fac parte din aceeaşi
rasă sau dacă nu cumva aparţin la rase diferite. Darwin a initiat că
tocmai acestor variaţii individuale se datoresc succesele deosebite ale
selecţio-natorilor de animale. De aici a izvorît ideea de a face o
analogie între selecţia artificială si cea naturală. Omul face
selecţie pentru propriile sale interese, natura numai în interesul
organismului pe care-1 păstrează. In felul acesta, concepţia sa
tipologică privind concurenţa dintre specii,însoţită de eliminarea
unora dintre acestea, s-a schimbat într-o nouă concepţie, şi anume
cea privind existenţa variaţiilor individuale în cadrul populaţiilor
şi speciilor. Astfel, ideea variaţiei indivizilor din populaţiile
naturale a stat la baza concepţiei sale asupra selecţiei naturale.
Prin această gîndire, principiul eliminării de către forţele
naturii a indivizilor care se abat de la tipul normal, considerat tip
perfect, menţinîndu-se un tip pur, constant, principiu static derivat
din filosofia esenţialistâ, a fost înlocuit de principiul dinamic al
populaţiei variabile capabile de evoluţie în care apar mereu indivizi
noi care depăşesc media şi indivizi care sînt inferiori mediei
(Mayr, 1984). Bazat pe ideile menţionate mai înainte, Darwin a ajuns
la definirea selecţiei naturale, care înseamnă „păstrarea,
variaţiilor individuale avantajoase şi înlăturarea celor
vătămătoare". După Darwin, orice individ dintr-o populaţie care se
diferenţiază cît de puţin faţă de ceilalţi indivizi într-o
direcţie profitabilă pentru sine (superiori-tate adaptivă, n.a.) are
şansa de supravieţuire şi în consecinţă va fi promovat de
selecţia naturală. „Vorbind metaforic  afirma Darwin  se poate
spune că selecţia naturală cercetează critic, zilnic şi ceas de
ceas - în întreaga lume, cele mai uşoare variaţii, respingîndu-le
pe cele dăunătoare, păstrîndu-le si acumulîndu-le pe toate cele
folositoare; ea lucrează în tăcere şi pe nesimţite, oricînd şi
oriunde i se oferă prilejul, la perfecţionarea fiecărui organism în
legătură cu condiţiile sale organice si neorganice de viaţă" .
Selecţia naturală este eficace însă numai în cazul populaţiilor
bogate în variaţii, dar ineficientă în cazul populaţiilor lipsite
de variaţii. Pentru Darvin, factorii principali care acţionează în
cadrul selecţiei naturale sînt cei biotici, respectiv concurenţa, în
timp ce factorii fizici ai mediului joacă un rol secundar.
Din nefericire, Darwin a folosit uneori dictonul de supravieţuire
acelui mai apt preluat din filosofia mecanicistă a lui H. Spencer,
expusă în lucrarea sa fiind acuzat de gîndire tautologică : Cine va
supravieţui ? Cel mai apt. Cine sînt cei mai «apţi? Cei care
supravieţuiesc. Desigur, nu aceasta este esenţa selecţiei naturale.
Darwin a accentuat în nenumărate rînduri că toţi indivizii unei
populaţii diferă între ei şi că natura acestor diferenţe
(avantajosâ€â€dezavantajos ; adaptivâ€â€neadaptiv) joacă rolul decisiv
în evoluţie.
După cum se ştie, bazele ştiinţifice ale selecţiei naturale au fost
prezentate de Darwin în monumentala sa lucrare The origin of specie by
metins of natural selection or the preservation of favored races in
stmggle for Uf e, publicată în 1859.
Influenţa ideilor lui Malthus şi ale lui Spencer asupra lui Darwin a
determinat pe unii biologi şi ideologi să reducă selecţia naturală
la lupta indivizilor pentru existenţă şi la supravieţuirea celor mai
apţi în această luptă, ceea ce este greşit. Desigur, Darwin a
considerat concurenţa intraspecifică un factor selectiv important, dar
nu i-a imprimat un caracter distructiv, nimicitor aÅŸa cum pretind unii
autori. Concurenţa dintre indivizi se întîlneşte în natură. Ea nu
poate fi negată, dar procesul de eliminare a unor indivizi are loc
numai în cazul în care concurenţa pentru elementele indispensabile
vieţii (lusană, lumină, umiditate, spaţiu ş.a.)-este foarte
pronunţată, în acest caz sînt însă eliminate organismele.slab
dezvoltate, incapabile de a lăsa urmaşi sau cel puţin un număr
suficient de urmaşi. Cine citeşte cu atenţie Originea speciilor poate
să-şi dea seama că, în concepţia lui Darwin, concurenţa nu
constituie un element selectiv distructiv, în afară de aceasta, Darwin
a acordat destulă importanţă condiţiilor fizice, îndeosebi climei,
în selecţia variaţiilor individuale. Putem deci afirma că selecţia
naturală acţionează atît prin factori biotici, cît si prin factori
fizici, primii deţinînd rolul preponderent, dar acţiunea acestora
fiind mult mai blîndă decît cea care se atribuie obişnuit.
Dezvoltarea geneticii populaţiilor a dus la o interpretare modernă a
selecţiei naturale. Potrivit acestei interpretări selecţia naturală
nu este o problemă de „luptă pentru existenţă" sau o problemă de
„supravieţuire a celui mai apt", ci o problemă de reproducere
diferenţială. Selecţia naturală nu are nimic de-a face cu sloganele
menţionate sau cu sloganul „ucide ca să nu fii ucis", care au
implicaţii etice, ideologice si politice nefericite. Selecţia
naturală favorizează indivizii care lasă mai rnulţi urmaşi, adică
pe acei care sînt cel mai bine adaptaţi la condiţiile de mediu sau
sînt capabili să facă faţă cel mai bine la eventualele noi
condiţii care survin în habitat. Reproducerea diferenţială implică
o mai bună integrare cu mediul ecologic, o utilizare mai eficientă a
hranei disponibile, o exploatare eficace a condiţiilor de mediu care
nu constituie obiectul concurenţei sau care sînt mai puţin folosite
de alţii (Simpson 1951 a, 1967). Selecţia naturală nu implică în
mod necesar luptă sau concurenţă, în esenţă, ea reprezintă
capacitatea indivizilor de a transmite diferenţiat genele generaţiilor
viitoare, însuşire care poartă denumirea de valoare adaptivă sau
adaptare darwinistă şi care depinde de viabilitatea şi vigoarea
indivizilor (Dobzhansky, 1951, 1982). Selecţia naturală reprezintă,
simplu, perpetuarea diferenţială a genotipurilor, succesul acestora
în reproducere (Mayr. 1963, 1970, 1979) sau reproducerea diferenţială
şi neîntîmplătoare a diferitelor alele ori a diferitelor genotipuri
(Lerner, 1958, 1959: Grant, 1963, 1977 a). Ideea acţiunii selecţiei
prin reproducerea diferenţială este susţinută şi de alţi
genetiÅŸti ca Stebbins (1967, 1971 a), Wallace (1968) ÅŸ.a. De altfel,
însuşi Darwin a dat termenului de luptă pentru existenţă un
conţinut mai larg, specificînd : „Pornesc de la premisa că voi
folosi acest termen într-un sens larg şi metaforic, cuprinzînd
dependenţa unei fiinţe de alta si cuprinzînd (ceea ce e mai
important) nu numai viaţa individului, dar si reuşita de a lăsa
urmaşi". Deşi Darwin nu s-a ocupat îndeaproape de relaţia dintre
selecţia naturală şi reproducerea diferenţială, totuşi, pentru el,
selecţia naturală reprezintă o reproducere diferenţială
sistematică, datorită superiorităţii adaptive a indivizilor din
populaţie (Burian, 1983). Deci, pentru Darwin, succesul în reproducere
depinde de posesiunea de către indivizi a unor însuşiri adaptive
superioare. Faptul acesta reiese clar atunci cînd vorbeşte de
selecţia sexuală : „în general, masculii cei mai viguroşi, acei
care sînt cei mai adaptaţi pentru locurile pe care le ocupă în
natură, vor lăsa o progenitură mai numeroasă .
Interpretarea modernă a selecţiei naturale include şi un alt
element, si annme că nu numai variaţiile cu valoare adaptivă mare
determină schimbarea frecvenţei genelor în populaţie, ci si
variaţiile uşoare, cu valoare selectivă mică, produc în decursul
timpului schimbări importante în frecvenţa genelor, respectiv în
constituţia genetică a populaţiilor.
Este greu de acceptat ideea că succesul în reproducere în sine ar
putea reprezenta o formă de adaptare, fără a lega această însuşire
de celelalte însuşiri adaptive ale indiAddului. Desigur, se
întîlnesc cazuri, chiar destul de frecvente, în care unii indivizi
slab dotaţi se dovedesc prolifici sau foarte prolifici, dar este
imprudent să tragem de aici concluzia că prolificitatea în sine ar
constitui o formă de adaptare independentă de celelalte însuşiri
adaptive, în felul acesta ajungem la interpretarea pe care a dat-o
Simpson (1951 a, 1967) reproducerii diferenţiale şi în ultimă
analiză la interpretarea darwinistă.
Fenotipul  unitate a selecţiei
După cum am arătat cu alt prilej (Ceapoiu, 1976), ceea ce numim
caracter sau însuşire nu reprezintă expresia fenotipică a unei
singure gener ci rezultanta acţiunii şi interacţiunii mai multor
gene. Chiar cele mai autentice expresii monogenice nu pot fi considerate
ca efecte ale unei singure gene, deoarece nici o genă din organism nu
activează complet independent, în activitatea oricărei gene, inclusiv
a celor cu o mare capacitate de expresie, intervin alte gene, situate
în locusuri diferite, modificînd secvenţa si intensitatea reacţiilor
biochimice declanşate de gena în cauză. în unele cazuri,
intervenţia genelor din alte locusuri este atît de energică, încît
gena afectată nu mai este în stare să se exteriorizeze feotipie (gene
inhibitoare, gene epistatice). în alte cazuri, influenţa altor gene se
limitează la amplificarea sau la diminuarea expresivităţii genei
implicate (gene intensificatoare, respectiv redncătoare). Nu rare sînt
cazurile cînd din colaborarea a două gene nealelice rezultă un
caracter nou, diferit de caracterul produs de fiecare genă în parte
(gene complementare). Fiecare organism reprezintă un complex de gene
în care nici o genă nu este străină de celelalte.
De la început trebuie să arătăm că selecţia naturală nu
acţionează asupra genelor individuale si nici asupra sistemelor de
gene, ci asupra indivizilor, asupra fenotipurilor din cadrul
populaţiei, care diferă între ele în ceea ce priveşte constituţia
genetică. Orice organism reprezintă un ansamblu de ţesuturi, organe
şi funcţii, o unitate structurală şi funcţională în care
funcţiile sînt coordonate armonios. O schimbare a unui caracter poate
favoriza întregul organism sau poate avantaja unele funcţii şi
dezavantaja alte funcţii, în acest din urmă caz selecţia va promova
variaţiile care avantajează organismul în ansamblu, în ciuda
faptului că unele funcţii, probabil mai puţin importante, sînt
dezavantajate, în felul acesta^ se realizează un fel de compromis care
asigură supravieţuirea individului (Grant, 1985). Selecţia naturală,
operînd continuu şi pretutindeni asupra fenotipului, este intim
legată de toate fazele vieţii indivizilor, de la naştere şi pînă
la moarte, de toate fazele de dezvoltare a populaţiei şî speciei
(Simpson, 1951 a). Selecţia naturală, care ghidează schimbările
evolutive, acţionează în primul rînd asupra fenotipurilor şi numai
în mod secundar asupra genotipurilor. în consecinţă, orice factor
care modifică sau limitează expresia fenotipică influenţează
inevitabil evoluţia (Wad-dington, 1965). Pe baza unor argumente bine
documentate, Lewontin (1970, 1974) arată că unitatea selecţiei este
genomul. Ţinînd seama că genomul reprezintă totalitatea genelor din
organism, se poate trage concluzia că unitatea selecţiei este
individul. Ideea că fenotipul reprezintă unitatea asupra căreia
acţionează selecţia este ferm susţinută de Mayr (1963,1970).
într-o lucrare publicată în 1979 Mayr (1979) arată că :
„selecţia nu se ocupă cu genele şi nici măcar cu genotipurile, ci
numai cu indivizii, adică cu fenotipurile. Singurul lucru care
contează în evoluţie este valoarea selectivă a indivizilor". După
Mayr (1983), ţinta selecţiei este fenotipul individual în totalitate.
Supraestimarea rolului genelor individuale derivă din teoria geneticii
populaţiilor potrivit căreia evoluţia reprezintă o schimbare în
frecvenţa genelor din populaţie, fapt care a dus la ideea greşită
că selecţia genelor individuale constituie teza de bază a
neodarwinismului modern, ceea ce nu corespunde realităţii (Mayr,
1984).
Faptul că unitatea selecţiei este fenotipul implică şi unele
dificultăţi. Prima rezidă în aceea că selecţia nu poate, în
acelaşi timp şi în aceeaşi măsură, să îmbunătăţească toate
componentele fenotipului. A doua constă în faptul că fiecare genotip
reprezintă un compromis între diferitele presiuni ale selecţiei
dintre care unele pot acţiona antagonist. O îmbunătăţire, prin
acţiunea selecţiei, a unei componente a genotipului poate adesea să
dăuneze altor componente ale genotipului respectiv. Aceasta se petrece
îndeosebi atunci cind o populaţie emigrează într-un nou areal
ecologic unde, datorită acţiunii noilor factori selectivi, se
formează noi adaptări, în timp ce vechile adaptări constituie o
povară. Orice progres în evoluţie are preţul său. Selecţia
naturală este aceea care decide care preţ este mai avantajos.
Fenotipul reprezintă o constelaţie de însuşiri cu valoare selectivă
diferită, din care selecţia promovează variaţiile cele mai
avantajoase pentru diferitele funcţii, realizîndu-se în cele din
urmă un compromis între variaţiile favorabile şi cele puţin
favorabile sau nefavorabile, acestea din urmă urmînd a fi eliminate
în cursul filogeniei. Pe bună dreptate afirmă Mayr (1984) că
„produsul selecţiei este un compromis", aşa cum am afirmat mai
înainte.
Cu toată importanţa care se acordă fenotipului în evoluţie, mai
sînt genetişti care susţin că unitatea selecţiei este gena. Astfel,
Williams (1966) arată că activitatea centrală a selecţiei naturale
este axată pe efectele selective medii ale fiecărei gene în parte.
Este curios faptul că el consideră genă orice element care segregă,
inclusiv inversiunile sau transloca-Å£iile cromosomale. Dawkins (1976)
afirmă că organismele superioare sînt purtătoare ale „genelor
egoiste" care hotărăsc totul.
In ultimul timp au început să înmugurească unele idei
noi cu privire la unitatea de bază a selecţiei. Unii cercetători ca
E. îf. Brandon, E. C. Lewontin, E. G. Eichardson, E. Sober ş.a. au
lansat, într-o serie de lucrări publicate în anul 1982, o concepţie
mai flexibilă cu privire la unităţile selecţiei, afirmînd că
selecţia ar putea acţiona nu numai asupra individului, ci si asupra
unor unităţi superioare individului, ca de exemplu specia. Ideea că
specia constituie unitatea asupra căreia acţionează selecţia a fost
susţinută cu tărie de Stanley (1975, 1979). Această idee a fost
combătută de Maynard Smith (1981), Grant (1982), Buria-n (1983) ş.a.
Acceptarea concepţiei că selecţia naturală poate acţiona la
diferite niveluri ierarhice (de la genă pînă la specie inclusiv) ar
complica mult teoria evoluţiei. Eămînem la teza statornicită în
prezent în biologia evoluţionistă, conform Răreia unitatea de bază
a selecţiei naturale este individul (fenotipul). Personificînd
selecţia naturală, putem spune că pentru orientarea evoluţiei în
direcţie creatoare cel mai comod, mai rapid şi mai eficient mijloc de
acţiune a selecţiei este cel asupra indivizilor care se deosebesc prin
nenumărate însuşiri generate de recombinare, mutaţie şi imigraţie,
acţiune finalizată prin promovarea indivizilor celor mai bine
adaptaţi la condiţiile unui anumit areal adaptiv. Nu vedem cum ar
putea acţiona selecţia naturală direct asupra speciei,
transformînd-o prin salt în altă specie, chiar în cazul speciilor
monotipice si, cu atît mai puţin, în cazul speciilor politipice,
decît operînd succesiv tot asupra indivizilor, şi bine înţeles în
coacţiune cu izolarea geografică sau reproductivă. Problema
selecţiei la nivel de specie sau, după cum se exprimă Stanley (1975,
1979), selecţia speciei va fi discutată ulterior.
Termenul de valoare adaptivă (selectivă) a genei, pe care
l:am folosit în lucrare şi care se mai foloseşte şi în prezent în
literatura de specialitate, nu trebuie interpretat în sensul că gena
este unitatea de acţiune a selecţiei, ci în înţelesul că expresia
fenotipică a acesteia, deci fenotipul (individul) este obiectul
selecţiei. Desigur, în procesele de mutaţie, migra-ţie şi
recombinare unităţile operabile sînt genele, dar selecţia nu
operează cu gene, ci cu variaţiile produse de acestea, deci cu
fenotipurile. O problemă legată de expresia fenotipică a genelor este
exprimarea genelor obţinute prin tehnologia ADN recombinant în alte
organisme îndepărtate filogenetic. Dacă activitatea unei gene este
atît de strîns legată de ansamblul de gene din genom, dacă
interacţiunile nealelice şi cele cu genotipul rezidual sînt atît de
pronunţate, aşa cum s-a arătat mai înainte, cum se face că o genă
izolată dintj-un organism donator eucariot cu ajutorul enzimelor de
restricţie sau obţinută prin sinteză enzimatică ori chimică se
exprimă într-un organism procariot sau eucariot ? Cum se explică
faptul că genele pentru somatostatină, somatotrofină, insulina
umană, hemaglutinină, limfotoxină, interferoni umani, auriculină,
oval-bumină ş.a. se exprimă în bacterii, că genele nif
codificatoare ale sistemului nitrogenazic, care se găsesc în corpul
bacteriilor din nodozităţile radiculare ale plantelor leguminoase,
sudate de plasmida Ti şi transferate în plantele neleguminoase. se
exprimă în acestea determinînd fixarea biologică a azotului
molecular?
Prin sudarea genelor normale ale omului de un fragment de ADÃŽST al
virusului tumoral SV40 şi introducerea acestora în corpul unui om
atins de maladii genetice, determinate de gene deleterii, tehnologia
ADîJ" recombinant este pe cale de a preveni sau combate unele boli
ereditare ale omului. Pînă în prezent genele respective s-au exprimat
cu succes în şoareci şi şobolani. La maimuţe s-au întîmpinat
unele dificultăţi, dar cu siguranţă că nu peste mult timp se va
reuşi transferul lor în corpul uman.
Dacă donarea moleculară a genelor de eucariote şi exprimarea lor în
procariote nu întîmpină dificultăţi, probabil datorită faptului
că sistemul genetic al procariotelor, fiind mai simplu, nu posedă o
serioasă capacitate de tamponare, donarea lor în plantele si animalele
superioare este mult mai dificilă, ţinînd seama de coeziunea
puternică a genotipului acestora. Şi cu toate acestea donarea este pe
cale de realizare.
Cele arătate mai înainte scot în relief principalele însuşiri ale
genoi, ca : unitatea, integritatea, stabilitatea ÅŸi capacitatea
ridicată de expresie, însuşiri care imprimă genei un caracter de
pronunţată individualitate. Amelioratorii de plante şi rase de
animale cunosc bine acestea atunci cînd prin hibridare si selecţie se
străduiesc să obţină noi creaţii. Genele rămîn stabile sute şi
mii de generaţii, fapt confirmat de constanţa speciilor d© plante şi
animale. Probabil că acest fapt a îndemnat pe unii evoluţionişti să
considere gena unitatea selecţiei. Dar oricît de pronunţată ar fi
„personalitatea" unei gene, nu aceasta interesează selecţia, ci
caracterul sau caracterele determinate de aceasta.
Moduri de selecţie
Selecţia, individuală
Selecţia stabilizatoare
In orice populaţie naturală apar în urma mutaţiei, imigraţiei,
recombinării şi segregării genelor noi variaţii ereditare, a căror
valoare adaptivă este variabilă. Selecţia naturală elimină
variaţiile periferice, marginale, neadaptive, cu capacitate limitată
de reproducere sau incapabile de supravieţuire sau, altfel exprimat,
variaţiile care se abat de la tipul normal, de la fenotipul mediu al
populaţiei. Această acţiune de eliminare a varia-4iilor disonante, a
fenoieviantelor, si de conservare din generaţie in generaţie a
fenotipurilor cu capacitate certa de adaptare din cadrul populaţiilor
care vieţuiesc în condiţii constante de mediu poartă denumirea de
selecţie stabilizatoare (fig. 5.1).
Problema selecţiei stabilizatoare a. fost abordată şi fundamentată
în mod independent de trei cunoscuţi biologi: Sehmalhausen (1949),
care a introdus în biologie termenul de selecţie stabilizatoare,
Simpson (1953), care a denumit acest tip de selecţie selecţie
centripetă, deoarece ea tinde să elimine fenotipurile marginale şi
să concentreze populaţia în jurul unei
F, o
medii optime, si Waddington (1957), care a demonstrat că selecţia
stabilizatoare operează prin două procese : unul negativ, de eliminare
a tuturor indivizilor care se abat de la tipul optim, denumit de el
selecţie normalizatoare, şi altul pozitiv, de selecţie a tuturor
mecanismelor feed-back pozitiv, care determină concentrarea populaţiei
către tipul optim şi menţinerea acestui tip în ciuda intervenţiei
genelor străine şi a fluctuaţiei mediului extern, proces pe care 1-a
denumit selecţie canalizatoare; cele două procese  pozitiv si
negativ  se integrează, după Waddington, într-un proces tinie,
deoarece selecţia canalizatoare nu poate acţiona fără intervenţia
selecţiei normalizatoare.
Se pare că selecţia stabilizatoare este foarte durabilă în mediile
constante, de pildă în cele cavernicole şi acvatice. Aşa se explică
de ce în astfel de medii unele specii se menţin neschimbate zeci şi
sute de milioane de ani. Unele specii relicte de nautil (Nautilus) au
evoluat foarte puţin faţă de strămoşii lor, care au trăit în
mississippian, acum 320 de milioane de ani. PeÅŸtele coelocant
Latimeria, care vieţuieşte în Oceanul Indian în preajma insulelor
Comore, nu a evoluat deloc în ultimele 200 de milioane de ani. Unele
specii de rechini au rămas perfect stabile în ultimele 100 de milioane
de ani. Chiar în medii terestre, schimbătoare, unele animale nu au
suferit transformări faţă de strămoşii lor îndepărtaţi. Astfel,
tuatara (Sphenoden punctatus), reptilă care trăieşte în insulele
Cook Strait (jSToua Zeelandă), este supravieţuitoarea reptilelor din
ordinul Bhynchocephalia, care au apărut la începutul triasicului acum
240 de milioane de ani. Speciile de oposum (Didelpliis ), deşi trăiesc
în condiţii de mediu diferite (păduri umede, savane, zone subaride,
periferiile oraşelor), nu au suferit nici o schimbare faţă de formele
lor ancestrale, care au trăit acum 70 de milioane de ani. Pot fi citate
numeroase exemple de forme ancestrale (primitive) vii, cunoscute sub
denumirea de specii pancronice, care adesea, în ciuda fluctuaţiilor
factorilor externi, continuă să se menţină nealterate şi astăzi.
Stabilitatea unor medii de viaţă poate explica absenţa evoluţiei
speciilor pancronice. Dar putem fi oare siguri că astfel de medii au
rămas constante sau relativ constante sute de milioane de ani ? Este
greu de presupus că apa mărilor şi oceanelor nu a suferit schimbări
în ceea ce priveşte temperatura, salinitatea şi în general
compoziţia chimică, într-o perioadă atît de lungă de timp. Este
mai mult ca sigur că astfel de schimbări s-au produs, dovadă că
toaie vieţuitoarele din apele respective au evoluat, fapt ilustrat de
numărul mare de fosile descoperite.
Ipoteza că specializarea pentru un anumit mod de viaţă poate stopa
evoluţia ar putea fi luată în considerare în unele cazuri, ca de
exemplu cel al ascidei (Amphioxus), al cărei faringe este adaptat
pentru filtrarea apei bogate în plancton, al mamiferului arhaic
Orycteropus, care se hrăneşte exclusiv cu termite avînd dentiţia şi
limba constituite în acest scop, sau al tarsierilor, adaptaţi la
viaţa arboricolă nocturnă şi la consumul de insecte (Grasse, 1977).
Ipoteza nu se confirmă însă în alte numeroase cazuri de specii,
care, deşi specializate la o anumită nişă ecologică, nu sînt
pancronice. De asemenea, nu se adevereşte în cazul formelor
nespecializate care au rămas neschimbate lungi perioade de timp.
Am citat doar cîteva exemple de forme pancronice. Numărul acestora
este însă foarte mare, începînd cu protozoarele şi sfîrşind cu
mamiferele. Pancronismul unor specii este adesea citat ca un exemplu de
stopare a evoluţiei. Desigur, o astfel de idee nu poate fi concepută,
deoarece vine în contradicţie cu legile fundamentale ale
transformării materiei vii. în realitate este vorba de o încetinire a
evoluţiei. Unele specii sau grupuri de specii evoluează foarte rapid
ajungînd la un apogeu, după care fie că se transformă, fie că se
sting. Altele, dimpotrivă, se transformă foarte lent, menţinîndu-se
adesea zeci ÅŸi chiar sute de milioane de ani. Protozoarele moderne se
aseamănă foarte mult cu cele din mediile acvatice paleozoice, totuşi
diversitatea lor actuală dovedeşte că ele s-au transformat
necontenit, dar foarte lent.
în toate cazurile de evoluţie a speciilor, indiferent de durata
acesteia, selecţia stabilizatoare acţionează în permanenţă
menţintnd fenoti-pul caracteristic speciei. Presiunea ei, msă, este
diferită: puternică în cazul speciilor pancronice şi mai slabă în
cazul celorlalte specii, împărtăşind ideile lui Waddington (1957),
putem spune că în condiţii de mediu constante sau puţin fluctuante
acţionează selecţia normalizatoare, iar în condiţii de mediu
variabile, adesea accentuat variabile, operează selecţia
Banalizatoare.
Evoluţia lentă sau foarte lentă a unor specii se explică prin
acţiunea selecţiei canalizatoare asupra speciilor înzestrate cu
liomeostazie genetică sau asupra acelora ale căror însuşiri sînt
canalizate.
Selecţia stabilizatoare este modul cel mai comun de acţiune a
selecţiei în natură. Ea menţine stabilitatea, ordinea şi echilibrul
în lumea vie.
5.3.4.1.2, Selecţia progresivă
Selecţia care acţionează asupra indivizilor unei populaţii în
condiţiile unei schimbări progresive a mediului ambiant este
cunoscută sub denumirea de selecţie progresivă (Schmalhausen, 1949),
selecţie liniară (Simpson, 1953), selecţie direcţională, sau
selecţie dinamică, în timp ce în cazul selecţiei stabilizatoare
sînt eliminate în mod egal, generaţii după generaţii, fenotipurile
periferice de la ambele extremităţi ale curbei normale,
menţinîndu-se tipul optim (fig. 5.1), în cazul selecţiei progresive,
dimpotrivă, sînt înlăturate variaţiile marginale de la o singură
extremitate a curbei, respectiv minusvariantele. FireÅŸte, eliminarea
continuă a minusvariantelor (a indivizilor mai puţin adaptaţi la
mediu) şi promovarea sistematică a plusvariantelor (a indivizilor
rezistenţi la asperităţile mediului) au drept consecinţă deplasarea
progresivă a mediei populaţiei în direcţia adaptării la noile
condiţii
Selecţia progresivă are loc atunci cînd a selecţiei progresive.
Părţile o populaţie imigrează in alt habitat cu condiţii haşurate
reprezintă feno- deosebite faţă de cele din habitatul de baştină
tipurile eliminate (după Grant, sau atunci cînd factorii ecologici din
habitatul nativ se schimba progresiv.
Un frumos exemplu de selecţie progresivă îl reprezintă melanismul
industrial întîlnit la fluturele Biston betularia. Apariţia unor
forme de insecte rezistente la insecticide, a unor rase de ciuperci
rezistente la fungicide sau a unor tipuri de buruieni rezistente la
erbicide constituie cu excepţia genezei probabile a unor mutante,
exemple de acţiune a selecţiei progresive. Apariţia unor tulpini
rezistente la antibiotice în cazul bacteriilor care produc boli
periculoase la om constituie alt exemplu de acţiune a selecţiei
progresive.
Melanismul industrial, precum si apariţia formelor biologice rezistente
la tratamente constituie exemple de schimbare involuntară şi
nedeliberată a cursului evoluţiei, într-o perioadă scurtă de timp,
de către om. în medii modificate de om, îndeosebi în cele poluate,
selecţia direcţională acţionează mult mai energic producînd
alterări în constituţia genetică a populaţiilor şi chiar a
speciilor, sesizabile de ochiul observatorului. Acţiunea ei se
dovedeşte deosebit de energică asupra populaţiilor care manifestă
tendinţe de polimorfism.
In natură majoritatea transformărilor evolutive produse
de selecţia progresivă se petrec lent sau foarte lent, în perioade
lungi sau foarte lungi de timp, deoarece şi modificările factorilor
ecologici se produc încet.
Selecţia progresivă este cea care orientează transformările
organismelor în direcţia adaptării şi implicit determină
complexarea organizării lor structurale şi funcţionale.
Selecţia progresivă a jucat un rol capital în transformarea speciilor
de plante şi animale în trecutul geologic.
Aplicată cu pricepere şi iscusinţă de către om asupra populaţiilor
naturale şi artificiale de plante agricole, selecţia progresivă a
contribuit în mod spectaculos, în secolul nostru, la sporirea
continuă a producţiei de seminţe si fructe, la majorarea
conţinutului în proteine, ulei, zahăr, amidon, vitamine, principii
active, fibre textile, la îmbunătăţirea rezistenţei la atacul de
boli, la atacul de insecte, la secetă, temperaturi scăzute ş.a.
Utilizată cu pasiune şi perseverenţă la animalele domestice,
selecţia progresivă a contribuit la sporirea marcantă a producţiei
de carne, lapte, lînă, ouă.
Selecţia progresivă modelează natura vie, imprimîndu-i diversitate,
armonie şi frumuseţe, iar selecţia stabilizatoare caută să
menţină aceste calităţi timp cit mai îndelungat.
Selecţia disruptivă
In natură se pot ivi situaţii în care într-o nişă ecologică a
unei populaţii oarecare pot apărea unele neomogenităţi ale
factorilor ecologici, care, dacă persistă şi se adîncesc, pot da
naştere la subnişe ecologice. Fireşte că în acest caz se formează
noi presiuni ale selecţiei. Populaţia se poate adapta la
neomogenităţile ecologice prin modificări fenotipice, prin
homeostazie genetică, prin alegerea habitatului (la animale) şi prin
modificarea constituţiei genetice. Fenomenul de exercitare a mai multor
presiuni ale selecţiei asupra unei populaţii care vieţuieşte
într-un areal cu condiţii ecologice eterogene, de favorizare a mai
multor fenotipuri optime ÅŸi de eliminare a fenotipurilor intermediare,
cu valoare selectivă scăzută, a fost denumit selecţie disruptivă.
în cazul selecţiei disruptive, este necesar ca forţele selective care
acţionează asupra populaţiei să fie atît de mari, încît să
modifice structura genetică a indivizilor din fiecare subnişă
ecologică si implicit să producă scindarea populaţiei în mai multe
grupe diferenţiate din punct de vedere genetic, fiecare din acestea
fiind adaptată la o subnişă ecologică specifică.
In locul vechii populaţii cu distribuţie unimodală se formează o
populaţie nouă cu distribuţie bimodală, în care fiecare valoare
modală reprezintă «n f enotip optim, în cele din urmă, populaţia
se va desface în două grupe
separate, fiecare din ele avîrid o constituţie genetică proprie şi
vieţuind îri subnise ecologice diferite.
Simpson (1969) a numit acest tip de selecţie selecţie centrifugă,
deoarece selecţia naturală, eliminînd indivizii cai e constituie
fenotipul standard, ce formează media populaţiei, modifică
distribuţia normală a populaţiei, astfel încît aceasta ia forma
unui inel sau cerc cu suprafaţa întinsă. Foima nu rămîne stabilă,
ci este supusă acţiunii unor forţe centripete, care fragmentează
inelul respectiv în mai multe grupe, asupra cărora acţionează
selecţia liniară, în ui mă căreia grupele în cauză se transformă
în noi populaţii, adaptate la subnise ecologice diferite.
în natuiă modurile de acţiune a selecţiei disruptive descrise mai
înainte se întîlnesc rar, deoarece intervin si alţi factori, adesea
imprevizibili.
Selecţia balansată
:
ÃÅ
@Ëâ€
@Ëâ€
@Ëâ€
@Ëâ€
@Ëâ€
„-
^„-
@Ëâ€
@Ëâ€
çŒ€á¡ˆà ´„Se ÅŸtie că formele heterozigote (Aa) sînt superioare
formelor homo-zigote (AA, aa) în ceea ce priveşte rezistenţa la
adversităţile ecologice,, rezistenţa la atacul paraziţilor vegetali
ÅŸi animali, viabilitatea, vigoaiea, aptitudinile competitive ÅŸ.a.
Superioritatea se manifestă atît în cazul hibrizilor pentru o pereche
de alele, cît şi în cazul hibrizilor pentiu un bloc de gene
(inversiuni, duplicaţii, translocaţii).
Datoiită superiorităţii adaptive a heterozigoţilor Aa, selecţia
na-tuială va menţine în populaţie ambele alele, A şi a, astfel
încît acestea, nu vor dispărea, în afaiă de cazul în care
selecţia devine inopeiantă din cauza intervenţiei altor factori, în
constelaţia de gene a populaţiei se stabileşte un echilibru între
frecvenţa alelei A si frecvenţa alelei a. Se creează o stare de
polimorfism balansat, formele implicate fiind cele heterozigote (Aa), pe
de o parte, şi cele homozigote (AA şi aa), pe de altă parte. Acest
tip deselecţie în favoarea heterozigoţilor a fost denumit selecţie
balansată, deoa-fece se hienţine un echilibru între formele
heterozigote şi cele homozigote (heterozigoţii dau naştere formelor
heterozigote şi homozigote în proporţie egală).
PolimoifiMnul balansat, datorat superiorităţii heterozigoţilor, se
întîlneşte la orz, porumb, luminiţa nopţii (Oencftherâ),
gîscariţă (Arabidop-sis thaliana). De asemenea este r^spîndit la
diferite specii de muşc uliţa vinului (Drosophila) şi lăcuste,
precum şi la găini, şoareci si om (Grant, 1985).
Selecţia sexuală
Selecţia sexuală reprezintă competiţia dintre indivizii masculi ai
unei populaţii în alegerea şi posesia femelei, respectiv
manifestarea? preferinţei diferenţiale" a femelelor faţă de masculi.
Selecţia este viguroasă în cadrul sexului mascul şi slabă în
cadrul celui femei. Părerea că ar exista o selecţie si între sexe
este neîntemeiată.
Selecţia sexuală este factorul generator al caracterelor sexuale
secundare care joacă rolul de atracţie între indivizii de sex opus.
Ea riu contribuie nici la sporirea capacităţii de adaptare si nici la
îmbunătăţirea procesului de coadaptare a celor dona sexe în ceea ce
priveşte funcţia de re-produceie.
Prima explicaţie, foarte sumară, asupra originii caracteielor legate
de sex a fost dată de Darwin în opera sa capitală The origin of
species .. . (1859). O explicaţie documentată asupra formării
caracterelor sexuale secundare a fost dată de Darwin mai tîrziu, în
1871, în lucrarea sa The descend of mân and selection in relation to
sex. în această privinţă Darwin spunea : „Este sigur că printre
toate animalele există o luptă între masculi pentru posesia femelei.
Acest fapt este atît mai notoriu, încît este de prisos să dau
exemple. Pe de altă parte, femelele au ocazia să aleagă unul dintre
mai mulţi nrasculi, presupunînd că facultăţile lor mintale sînt
suficiente pentru exercitarea unei alegeri, în multe cazuri, condiţii
specifice tind să facă lupta dintre masculi deosebit de violentă.
Astfel, masculii păsărilor noastre migratoare ajung în general
înaintea femelelor la locul lor de cuibărire, aşa încît mulţi
masculi sînt gata să lupte pentru fiecare femelă ... Acei masculi
care migrează primii în orice ţară sau care primăvara sînt gata
primii de reproducere, sau sînt cei mai înfocaţi vor lăsa cel mai
mare număr de descendenţi şi aceştia vor tinde să moştenească
instincte şi constituţii similare . .. Dacă acest rezultat nu ar fi
atins, caracterele care dau anumitor masculi un avantaj asupra altora nu
s-ar putea perfecţiona şi spori prin selecţie sexuală" 6.
Acest avantaj al masculilor înzestraţi cu însuşiri deosebite în
procesul reproducerii a fost numit de Darwin selecţie sexuală, în
concepţia sa, selecţia sexuală este mai (puţin riguroasă decît
selecţia naturală, iar rezultatul ei nu. este moartea concurentului
învins, ci limitarea sau lipsa descendenţilor. Femelele pot alege şi
ele masculii şi de obicei alegerea lor este îndreptată spre masculii
cei mai puternici şi mai atrăgători» Pe de altă parte, şi masculii
aleg femelele mai viguroase, capabile de procreare. Astfel de cupluri
vor da naştere la descendenţi sănătoşi si vigurosi (Darwin,1967).
Atracţia dintre sexe se bazează pe o serie de caractere fenotipice
(culoarea penajului la păsări, prezenţa coarnelor la cerbi, aspectul
coamei la leu ş.a.), biochimice (substanţe stimulatoare caîeromonii
la femelele unor fluturi), etologice (curtoazia înainte de împerechere
la multe animale), anatomice (însuşiri care favorizează
împerecherea). Eezultă că selecţia sexuală este un proces complex
în care sînt implicate numeroase caractere sexuale secundare.
în decursul timpului au fost formulate unele critici la adresa teoriei
selecţiei sexuale. Astfel s-a afirmat că aptitudinea de alegere a
partenerei sau a partenerului pentru împerechere implică existenţa
unor însuşiri psihice la animale, lucru greu de admis mai ales în
cazul animalelor inferioare (antropomorfism). De asemenea, s-a obiectat
că unele caractere sexuale secundare sînt determinate de sistemul
hormonal şi nu de selecţia sexuală, îf u ştim dacă Darwin a
atribuit sau nu, cu adevărat, unele însuşiri psihice animalelor, dar
în prezent putem explica aptitudinea de alegere prin prisma etologiei,
ştiinţa care se ocupă cu studiul comportamentului individual si
social al animalelor. Pe de altă parte, ţinînd seama că animalele au
o psihologie proprie (zoopsihologie), care nu trebuie confundată cu
eto-logia, putem oare face abstracţie de aceasta în capacitatea lor de
alegere, cel puţin la animalele superioare ? E olul hormonilor în
controlul caracterelor sexuale secundare nu poate fi desprins de
acţiunea selecţiei sexuale, aşa cum nici un caracter nu este străin
de influenţa selecţiei naturale. S-a adus şi o altă obiecţie
concepţiei lui Darwin privind selecţia sexuală, şi anume că
supraestimează rolul luptei între masculi şi importanţa procesului
de alegere a acestora de către femele în cazul speciilor poligame.
Astăzi dispunem de numeroase exemple care demonstrează că alcătuirea
cuplurilor se poate face şi fără lupta între masculi, aceasta fiind
înlocuită prin competiţia unor caractere viu exprimate, în sfîrsit
se susţine că la unele animale selecţia sexuală poate fi
dezavantajoasă sau chiar dăunătoare pentru specie. Astfel, penajul
luxuriant la pasărea paradisului, la fazani şi la păuni micşorează
şansele acestora de a scăpa de inamici. Coarnele mari ale cerbilor si
ale elanilor îngreunează fuga acestora în desişul pădurilor, unde
pot fi atacaţi de lupi si urşi. Dacă aceste caractere sexuale
secundare sînt nocive pentru indivizi, aşa cum se afirmă, ar însemna
ca speciile respective să fi dispărut de mult, ceea ce nu s-a
întîmplat. Probabil că aceste însuşiri, deficitare din punct de
vedere adaptiv, dar importante pentru atracţia-dintre sexe, sînt
compensate prin alte caractere care asigură supravieţuirea speciei.
IsTu toate caracterele sexuale secundare sînt produsul exclusiv al
selecţiei sexuale. Astfel, unele formaţiuni morfologice produse de
selecţia sexuală, care constituie adevărate arme de atac sau de
apărare, pot servi în acelaşi timp fie la ocuparea unor noi
teritorii, fie la apărarea speciei împotriva diverşilor inamici.
Ornamentaţiile masculilor, etalările, cîntece-le, mirosurile servesc,
fără îndoială, la atracţia dintre parteneri, dar totodată
constituie semnale de recunoaştere a speciei, fapt care promovează
împerecherea intraspecifică şi evită hibridarea între specii,
salvgardînd specia, în acest din urmă caz selecţia sexuală
cooperează cu selecţia progresivă, avfnd ca obiectiv instituirea
izolării reproductive între unităţile divergente.
Eficienţa selecţiei sexuale este condiţionată, după Grant (1985),
de următorii factori: existenţa unei concurenţe între masculi pentru
cucerirea femelelor; existenţa unor diferenţe genotipice între
maseulMn ceea
ce pliveşte concurenţa respectivă; posesiunea de către masculi a
unei capacităţi de reproduceie superioare celorlalţi masculi. Tiiada
acestor factoii este bine conturată la animalele poligame, la cai e
masculii cei mai viguroşi şi mai atrăgători păstrează un harem de
femele, de pildă, la găini, fazani, păuni, cerbi, căprioare, capre
negre, antilope, elefanţi, foci, lei de mare, babuini, gorile s. a. La
acestea caracterele sexuale secundare sînt bine dezvoltate. Există
însă şi animale monogame la care caracterele sexuale secundare sînt
bine exteriorizate, de exemplu, leul. La alte animale monogame, ca de
exemplu potîrnichea comună, potîfnichea scoţiană, ptarmin-ganul,
diferenţele dintre sexe sînt relativ mici.
Rolul selecţiei sexuale în geneza caracterelor sexuale secundare la
animalele monogame este mai puţin claia. Totuşi şi la aceste animale
există la masculi tendinţa de etalare în faţa femelei, care cu
timpul duce la diferenţierea mai mult sau mai puţin vizibilă a
sexelor si la promovarea cuplurilor ci aptitudini sporite de
împerechere.
* Dacă dimoifismul sexual secundar este produsul selecţiei sexuale,
înseamnă oaie că selecţia sexuală este absentă la animalele
lipsite de caractere sexuale secundare ? într-adevăr, la numeroase
animale inferioare, dar chiar ÅŸi la unele animale, superioai e, ca de
pildă lupii, cîinii, unele specii monogame de maimuţe, nu întîlnim
diferenţe morfologice secundare între sexe. Este însă foarte posibil
să existe alte diferenţe care să nu se reflecte în fenotip şi care
să constituie obiectul selecţiei sexuale. Este neîndoielnic că
selecţia sexuală se întîlneşte la toate organismele unisexuate.
Selecţia sexuală se reflectă în diferenţele dintre gârneţii
masculi si cei femeii, în timp ce spermatoizii se găsesc în număr
foarte mare si sînt dotaţi cu o mare mobilitate, ovulele sînt în
număr redus şi sînt imobile. în prpcesul fecundaţiei există o
adevărată competiţie între spermatoizi în dobîndirea
întîietăţii la fecundarea ovulului si formarea zigotului.
Se afirmă că selecţia sexuala nu contribuie la sporirea capacităţii
de adaptare a speciei. Este această afirmaţie justă ? Desigur,
caracterele sexuale secundare nu sînt caractere adaptive. Dar o dată
cu formarea acestora, probabil că se dezvoltă si unele însuşiri de
adaptare la mediul abiotic şi biotic. Selecţia continuă a masculilor
viguroşi si prolifici şi a femelelor înzestrate contribuie la
dezvoltarea dimoifismului sexual, dar concomitent sporeÅŸte ÅŸi
capacitatea de adaptare a speciei. Acest fapt nu se datoreÅŸte exclusiv
selecţiei sexuale, ci colaborării acesteia- cu selecţia
direcţională.
Selecţia între populaţii
Selecţia între populaţii (selecţia între demuri) reprezintă
dezvoltarea reproducerii diferenţiale întie diferite populaţii
naturale, respectiv dezvoltarea adaptării d iferenţiale întie
populaţii. Acest tip de selecţie debutează prin apariţia în cadrul
populaţiei a unor mutaţii favorabile, care sînt captate de selecţia
individuală, în populaţiile panmictice mari noile gene nu se fixează
din cauza recombinării cu genele din populaţiile vecine, în
populaţiile mici dimpotrivă, datorită acţiunii selecţiei naturale
în combinaţie cu driftul genetic, mutaţiile favorabile se fixea/ă
dînd naştere la sub-populaţii ferite de imigraţia de gene străine,
în cazul cînd în arealul ocupat de subpopulaţiile respective se
produc schimbări ecologice caie favorizează noile subpopulaţii, dar
dezavantajează pe cele vechi, se produce o selecţie între
subpopulaţii, în urma căreia noile subpopulaţii cu valoare adaptivă
ridicată încep să se extindă şi să se transforme în populaţii,
în timp ce vechile subpopulaţii mai slab adaptate se sting (Grant,
1985).
Credem că selecţia între populaţii poate avea loc mai eficient în
cazul populaţiilor polimorfe, în care diferitele forme ocupă subnişe
ecologice diferite. Schimbarea condiţiilor de mediu din habitatul
general al populaţiei poate favoriza unele forme, dar dezavantaja
altele, în urma selecţiei formele mai bine adaptate se transformă în
noi populaţii, în timp ce formele mai puţin înarmate dispar.
Frecventă este selecţia între populaţiile simpatrice, determinată
de suprapopulare şi insuficienţa resurselor alimentare, care
debutează prin selecţia între indivizii din cadrul populaţiei şi se
finalizează prin selecţia între populaţii, în urma căreia
populaţiile mai slab înarmate sînt înlocuite cu cele mai viguroase.
Selecţia poate avea loc şi între populaţiile alopatrice, atunci
cînd în arealul geografic al acestora survin schimbări evidente în
spectrul condiţiilor ecologice. Datorită deosebirilor existente între
constelaţiile lor de gene, populaţiile reacţionează diferit la noul
mediu, unele fiind favorizate, altele dimpotrivă, mai puţin favorizate
sau chiar, dezavantajate, în acest caz populaţiile mai avantajate se
vor raspîndi, cucerind treptat habitatul celor mai slab adaptate care,
cu timpul, vor emigra în alte zone sau se vor stinge.
Unii cercetători, de exemplu Williams (1975), susţin că selecţia
între populaţii nu este necesară, deoarece acelaşi lucru îl poate
îndeplini selecţia individuală. Din cele prezentate mai înainte s-a
putut vedea că la început operează selecÅ