자연 선택 : 메커니즘, 증거, 유형 및 예 - 생물학 - 2026

자연 선택은 영국의 자연 주의자가 찰스 다윈 (Charles Darwin)에 의해 제안 된 진화 메커니즘 이다 집단에서 개인 간의 차등 생식 성공.

자연 선택은 특정 대립 유전자를 가진 개체의 번식 측면에서 작용하여 다른 대립 유전자를 가진 다른 개체보다 더 많은 자손을 남깁니다. 이 개인들은 더 많이 번식하므로 빈도를 증가시킵니다. 다윈주의 자연 선택 과정은 적응을 일으킨다.

출처 : 출처 참조, via Wikimedia Commons 인구 유전학에 비추어 볼 때 진화는 인구의 대립 유전자 빈도의 변화로 정의됩니다. 이러한 변화를 이끄는 두 가지 진화 과정 또는 메커니즘이 있습니다. 자연 선택과 유전자 표류입니다.

찰스 다윈

자연 선택은 다윈이 처음으로 그의 획기적인 아이디어를 알려준 이래로 오해를 받아 왔습니다. 당시의 정치적, 사회적 맥락을 감안할 때, 자연주의 이론은 오늘날 미디어와 다큐멘터리에 의해 "적자 생존"과 같이 바이러스 화되는 떠오르는 문구 인 인간 사회에 대해 잘못 외삽되었습니다.

자연 선택이란 무엇입니까?

자연 선택은 1859 년 영국의 자연 주의자 Charles Darwin이 제안한 메커니즘입니다.이 주제는 그의 걸작 인 The Origin of Species에서 매우 자세하게 다루어집니다.

오늘날 우리가 감사 할 수있는 모든 형태의 생명체가 어떻게 유래되었는지 설명하기 때문에 생물학 분야에서 가장 중요한 아이디어 중 하나입니다. 예를 들어 Isaac Newton과 같은 다른 분야의 위대한 과학자들의 생각과 비슷합니다.

다윈은 여행 중에 관찰 된 수많은 예를 통해 종이 시간이 지나면 불변의 존재가 아니라는 사실을 설명하고 모두 공통 조상으로부터 온다고 제안합니다.

자연 선택에 대한 정의는 수십 가지가 있지만 가장 간단하고 구체적인 것은 Stearns & Hoekstra (2000)입니다. "자연 선택은 유전 가능한 특성과 관련된 번식 성공의 변화입니다."

진화와 자연 선택은 특정한 목표 나 목적을 추구하지 않는다는 점을 언급해야합니다. 이 유기체가 가질 잠재적 구성에 대한 어떤 종류의 사양도없이 환경에 적응 된 유기체 만 생산합니다.

기구

일부 저자는 자연 선택이 수학적 불가피성이라고 표현합니다. 세 가지 가정이 충족 될 때마다 발생하기 때문입니다.

변화

인구에 속하는 개인은 다양합니다. 사실, 변이는 진화 과정이 일어나기위한 필수 요소입니다.

유기체의 변이는 DNA를 구성하는 뉴클레오타이드의 변이에서 형태 및 행동의 변이에 이르기까지 다양한 수준에서 발생합니다. 수준을 낮출수록 더 많은 변화를 찾습니다.

유전성

특성은 유전 될 수 있어야합니다. 인구에 존재하는 이러한 변화는 부모에서 자녀에게 전달되어야합니다. 형질이 유전 가능한지 확인하기 위해 유전 적 변이로 인한 표현형 변이의 비율로 정의되는 "유전성"이라는 매개 변수가 사용됩니다.

수학적으로는 h ² = V _G / (V _G + V _E )로 표현됩니다. 여기서 V _G 는 유전 적 분산이고 V _E 는 환경의 분산 제품입니다.

유전성을 정량화하는 매우 간단하고 직관적 인 방법이 있습니다. 아이들의 성격. 예를 들어, 새에서 부리 크기의 유전성을 확인하려면 부모의 y 크기를 측정하고 자손의 크기에 대해 플로팅합니다.

그래프가 선 (r ² 가 1에 가까움) 이되는 경향이있는 경우 특성이 유전 적이라는 결론을 내릴 수 있습니다.

다양한 캐릭터는

자연 선택이 인구에서 작용하는 마지막 조건은 특성과 적합성의 관계입니다.이 매개 변수는 개인의 번식 및 생존 능력을 정량화하며 0에서 1까지 다양합니다.

즉,이 특성은 운반자의 번식 성공을 증가시켜야합니다.

가상의 예 : 다람쥐 꼬리

카이 바바 다람쥐

가상의 다람쥐 개체군을 가져와 자연 선택이 이에 영향을 미칠 수 있는지 생각해 봅시다.

가장 먼저해야 할 일은 인구에 변동이 있는지 확인하는 것입니다. 관심있는 캐릭터를 측정하여이를 수행 할 수 있습니다. 꼬리에서 변이를 찾았다 고 가정합니다. 긴 꼬리와 짧은 꼬리를 가진 변이가 있습니다.

그런 다음 "대기열 크기"특성이 상속 가능한지 확인해야합니다. 이를 위해 부모의 꼬리 길이를 측정하고 자식의 꼬리 길이에 대해 플로팅합니다. 두 변수 간의 선형 관계를 발견하면 실제로 유전 가능성이 높다는 것을 의미합니다.

마지막으로 꼬리의 크기가 운반자의 번식 성공을 증가시키는 지 확인해야합니다.

꼬리가 짧으면 개인이 더 쉽게 움직일 수 있으며 (반드시 사실은 아니며, 순수 교육 목적을위한 것임), 긴 꼬리를 가진 캐리어보다 더 성공적으로 포식자를 탈출 할 수 있습니다.

따라서 세대에 걸쳐 "짧은 변형"특성이 인구에서 더 자주 나타납니다. 이것은 자연 선택에 의한 진화입니다. 이 간단하지만 매우 강력한 과정의 결과는 적응입니다.

증거

자연 선택과 일반적으로 진화는 고생물학, 분자 생물학 및 지리학을 포함한 다양한 분야의 매우 강력한 증거에 의해 뒷받침됩니다.

화석 기록

화석 기록은 다윈 시대 이전에 생각했던 것처럼 종이 불변 개체가 아니라는 가장 분명한 증거입니다.

상 동성

종의 기원에서 수정 된 후손은 동종 구조 (공통 기원을 가진 구조)에서지지를 얻지 만 특정 변형을 나타낼 수 있습니다.

예를 들어, 인간의 팔, 박쥐의 날개, 고래의 지느러미는이 모든 혈통의 공통 조상이 윗부분에 동일한 뼈 패턴을 가지고 있기 때문에 동종 구조입니다. 각 그룹에서 구조는 유기체의 생활 방식에 따라 수정되었습니다.

분자 생물학

같은 방식으로 분자 생물학의 발전으로 우리는 다른 유기체의 서열을 알 수 있으며 공통된 기원이 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다.

직접 관찰

마지막으로 우리는 자연 선택의 메커니즘을 관찰 할 수 있습니다. 박테리아 및 바이러스와 같이 생성 시간이 매우 짧은 특정 그룹은 짧은 시간에 그룹의 진화를 관찰 할 수 있습니다. 전형적인 예는 항생제의 진화입니다.

자연 선택이 아닌 것은 무엇입니까?

진화는 생물학을 이해하는 과학이지만-유명한 생물 학자 Dobzhansky의 말을 인용하면 "진화의 관점에서 볼 때 생물학에서는 의미가 없습니다."진화 생물학과 관련 메커니즘에는 많은 오해가 있습니다. 이다.

자연 선택은 학계뿐만 아니라 일반인에게도 인기있는 개념 인 것 같습니다. 그러나 수년에 걸쳐이 아이디어는 학계와 미디어 모두에서 왜곡되고 잘못 표현되었습니다.

적자 생존이 아니다

"자연 선택"을 언급 할 때 "적자 생존 또는 적자 생존"과 같은 문구를 떠올리지 않는 것은 거의 불가능합니다. 이러한 문구는 매우 인기가 있고 다큐멘터리 등에서 널리 사용되었지만 자연 선택의 의미를 정확하게 표현하지 못합니다.

자연 선택은 개인의 번식과 직접적으로 관련이 있고 생존과 간접적으로 관련이 있습니다. 논리적으로 개인의 수명이 길수록 번식 가능성이 높아집니다. 그러나 메커니즘의 직접적인 연결은 재생산입니다.

유사하게, "더 강한"또는 "더 운동적인"유기체가 항상 더 많은 양으로 번식하는 것은 아닙니다. 이러한 이유로 잘 알려진 문구는 버려야합니다.

진화와 동의어가 아닙니다

진화는 2 단계 과정으로, 무작위적인 변이 (돌연변이 및 재조합)를 유발하는 과정과 모집단에서 대립 유전자 빈도의 변화를 결정하는 두 번째 단계입니다.

이 마지막 단계는 자연 선택이나 유전 적 또는 유전 적 표류에 의해 발생할 수 있습니다. 따라서 자연 선택은 진화라고 불리는이 더 큰 현상의 두 번째 부분 일뿐입니다.

유형 및 예

선택에는 다양한 분류가 있습니다. 첫 번째는 연구 된 캐릭터의 빈도 분포에서 평균 및 분산에 대한 영향에 따라 선택 이벤트를 분류합니다. 이는 안정화, 방향성 및 파괴적인 선택입니다.

우리는 또한 모집단의 다양한 유전자형의 빈도에 따라 적합성의 변화에 ​​따라 다른 분류가 있습니다. 이것은 긍정적이고 부정적인 주파수 의존 선택입니다.

마지막으로 하드와 소프트 선택이 있습니다. 이 분류는 인구 내 개인 간의 경쟁 여부와 선택 압력의 크기에 따라 다릅니다. 아래에서 가장 중요한 세 가지 선택 유형에 대해 설명합니다.

선택 안정화

"평균"이상의 성격을 가진 사람 (빈도 분포에서 가장 높은 지점에있는 사람)이 가장 높은 체력을 가진 사람 일 때 안정화 선택이 있습니다.

대조적으로, 종의 꼬리에서 발견되는 개체는 평균과는 거리가 멀지 만 세대에 걸쳐 제거됩니다.

이 선택 모델에서 평균은 세대에 걸쳐 일정하게 유지되는 반면 분산은 감소합니다.

안정된 선택의 전형적인 예는 출생시의 아이의 체중입니다. 의료 발전으로 인해 제왕 절개와 같은 시술을 통해 이러한 선택적 압력이 완화되었지만 크기는 종종 결정 요인이됩니다.

작은 아기는 빨리 열을 잃고 평균보다 훨씬 더 무거운 아기는 분만에 문제가 있습니다.

연구자가 특정 집단에서 발생하는 선택 유형을 연구하고 특성의 평균 만 정량화하려는 경우, 그 집단에서 진화가 일어나지 않는다고 믿고 잘못된 결론에 도달 할 수 있습니다. 이런 이유로 캐릭터의 변화를 측정하는 것이 중요합니다.

방향 선택

방향 선택 모델은 빈도 분포의 꼬리 중 하나에있는 개인이 왼쪽 또는 오른쪽 섹터에 관계없이 세대에 걸쳐 생존 할 것을 제안합니다.

방향 선택 모델에서 평균은 세대에 걸쳐 이동하지만 분산은 일정하게 유지됩니다.

인간이 가축과 식물에 대해 수행하는 인공 선택 현상은 전형적인 방향 선택입니다. 일반적으로 동물 (예 : 소)이 더 크고, 더 많은 우유를 생산하고, 더 강해지는 등의 목적으로 사용됩니다. 식물에서도 마찬가지입니다.

세대에 걸쳐 인구의 선택된 성격의 평균은 압력에 따라 다릅니다. 더 큰 젖소를 찾는 경우 평균이 증가합니다.

자연적인 생물학적 시스템에서 우리는 어떤 작은 포유류의 털을 예로들 수 있습니다. 서식지의 온도가 지속적으로 감소하면 두꺼운 털을 가진 변종이 무작위 돌연변이에 의해 선택됩니다.

파괴적인 선택

파괴적인 선택은 평균에서 가장 멀리 떨어진 개인을 선호함으로써 작동합니다. 세대가 지남에 따라 대기열은 빈도가 증가하고 이전에 평균에 가까웠 던 개인은 감소하기 시작합니다.

이 모델에서 평균은 일정하게 유지 될 수 있지만 분산은 증가합니다. 곡선은 둘로 나눌 때까지 점점 더 넓어집니다.

이러한 유형의 선택은 꼬리 끝에 위치한 두 형태 사이에 적절한 격리가 발생하는 경우 종 분화 이벤트로 이어질 수 있다고 제안됩니다.

예를 들어, 특정 종의 새는 부리에 현저한 변화가있을 수 있습니다. 아주 작은 부리에는 최적의 씨앗이 있고 매우 큰 부리에는 최적의 씨앗이 있지만 중간 부리에는 적절한 먹이가 없다고 가정합니다.

따라서 두 극단은 빈도가 증가하고 종 분화 이벤트를 촉진하는 적절한 조건이 주어지면 시간이 지남에 따라 피크의 다른 변형을 가진 개체가 두 개의 새로운 종이 될 수 있습니다.

출처 : Ealbert17, Wikimedia Commons에서

참고 문헌

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