Přirozený výběr

Proces

Přírodní výběr vysvětluje, proč se živé organismy v průběhu času mění tak, aby měly takovou anatomii, funkce a chování, jaké mají. Funguje to takto:

1. Všechny živé organismy mají takovou plodnost, že se jejich populace může donekonečna rychle zvětšovat.
2. Ve skutečnosti se velikost populací v takové míře nezvyšuje. Většinou zůstávají počty přibližně stejné.
3. Potraviny a další zdroje jsou omezené. O potraviny a zdroje se tedy soupeří.
4. Žádní dva jedinci nejsou stejní. Proto nemají stejnou šanci žít a rozmnožovat se.
5. Velká část této variability je dědičná. Rodiče předávají znaky dětem prostřednictvím svých genů.
6. Další generace pochází z těch, které přežijí a rozmnoží se. Eliminace je způsobena relativní vhodností jedinců a prostředí, ve kterém žijí. Po mnoha generacích má populace více užitečných genetických rozdílů a méně těch škodlivých. Přírodní výběr je ve skutečnosti procesem eliminace.

Příklady

Příkladů přirozeného výběru v přírodních populacích je dnes již celá řada.

Rezistence vůči antibiotikům

Známým příkladem působení přírodního výběru je vývoj rezistence mikroorganismů vůči antibiotikům. Od objevu penicilinu Alexandrem Flemingem v roce 1928 se antibiotika používají v boji proti bakteriálním onemocněním. Přirozené populace bakterií obsahují mezi obrovským počtem svých jednotlivých členů značnou variabilitu genetického materiálu, která je výsledkem mutací. Při vystavení antibiotikům většina bakterií rychle umírá, ale některé mají mutace, které je činí o něco méně citlivými. Pokud je expozice antibiotikům krátká, tito jedinci léčbu přežijí. Eliminace jedinců, kteří nemají rezistenci, je příkladem přírodního výběru.

Po dostatečně dlouhé době a opakovaném vystavení antibiotikům se vytvoří populace bakterií rezistentních vůči antibiotikům. To vede k takzvaným evolučním závodům ve zbrojení neboli koevoluci, kdy bakterie pokračují ve vývoji kmenů, které jsou méně citlivé na antibiotika, zatímco lékařští výzkumníci pokračují ve vývoji nových antibiotik, která je mohou ničit. Strategie reakce obvykle zahrnují používání jiných, silnějších antibiotik, avšak v poslední době se objevily nové kmeny MRSA, které jsou odolné i vůči těmto lékům. Podobná situace nastává u rezistence rostlin a hmyzu vůči pesticidům a u rezistence malárie vůči chininu.

Kamufláž

Jedním ze známých příkladů je studie evoluce můry peprné a existuje mnoho dalších příkladů. Většina těchto denních můr byla světle zbarvená, ale jen několik můr bylo tmavých. Zpočátku přežívaly lépe světlé můry, protože byly maskovány proti světlé barvě okolních stromů. Ptáci je tak mohli jen těžko spatřit.

Když byly postaveny továrny, všechny stromy zčernaly kvůli znečištění. Nyní byly na tmavé kůře patrné světlé můry. Tmavě zbarvené můry měly po změně prostředí výhodu. Geny ovládající tmavé zbarvení se rozšířily v populaci můr. Po druhé světové válce fungovaly kontroly proti znečištění, aby bylo prostředí čistší. Světlejší můry pak opět získaly výhodu a jsou nyní mnohem běžnější.

Dalším příkladem je mimikry: Některé neškodné druhy hmyzu napodobují jiné druhy hmyzu, které jsou nebezpečné nebo mají odpornou chuť. Mimikry se vyvíjejí, protože lepší mimikry lépe přežívají. Žijí tak, že zplodí více potomků než méně dobří mimikry. Geny lepších mimiků se v druhu stávají běžnějšími. Postupem času se mimikry přibližují svým vzorům.

Rezistence vůči antibiotikům se zvyšuje tím, že přežívají jedinci, kteří jsou vůči účinkům antibiotik imunní. Jejich potomci tuto rezistenci dědí, čímž vzniká nová populace rezistentních bakterií.

Pohlavní výběr

Pohlavní výběr je zvláštním druhem přírodního výběru. Je to teorie Charlese Darwina, podle níž lze určité evoluční znaky vysvětlit konkurencí uvnitř druhu. Darwin definoval pohlavní výběr jako důsledek "boje mezi jedinci jednoho pohlaví, zpravidla samci, o vlastnictví druhého pohlaví". Obvykle jsou to samci, kteří mezi sebou bojují. Znaky selektované při souboji samců se nazývají sekundární pohlavní znaky (včetně rohů, parohů atd.) a někdy se označují jako "zbraně". Znaky vybrané výběrem partnera se nazývají "ozdoby".

Samice často dávají přednost samcům s vnějšími ornamenty - přehnanými morfologickými rysy. Geny, které samcům umožňují vyvinout působivé ornamenty nebo bojové schopnosti, mohou jednoduše ukázat větší odolnost vůči nemocem nebo efektivnější metabolismus - vlastnosti, které jsou výhodné i pro samice. Tato myšlenka je známá jako hypotéza "dobrých genů". Pohlavní výběr je dodnes předmětem výzkumu a diskusí.

Ernst Mayr řekl:

"Od Darwinových dob se ukázalo, že tento druh selekce zahrnuje mnohem širší oblast jevů, a místo pohlavního výběru je lepší jej označovat jako výběr pro reprodukční úspěch... na rozdíl od výběru pro přežití se jedná o skutečný výběr, nikoliv o eliminaci. Vzhledem k tomu, kolik nových druhů selekce na reprodukční úspěch je rok co rok objevováno, začínám uvažovat o tom, zda není dokonce důležitější než selekce na přežití, přinejmenším u některých vyšších organismů".

Ilustrace z knihy The Descent of Man and selection in relation to sex Charlese Darwina zobrazující koketu chocholatou Lophornis ornatus, vlevo samice, vpravo zdobený samec.