Luonnonvalinta

Wikipedia

Riikinkukon riemukkaan pyrstön arvellaan kehittyneen naaraiden seksuaalivalinnasta. Kuvassa oleva yksilö kuitenkin on mutaatiosta johtuen albiino. Luonnonvalinta ei kuitenkaan suosi albiinoja, koska pedot huomaavat ne helpommin ja ne eivät pärjää kilpailussa naaraista värikkäämmille koiraille.

Kaavioesitys siitä miten bakteerien vastustuskyky antibiootteja kohtaan lisääntyy luonnonvalinnan seurauksena.

Luonnonvalinta on evoluutioprosessi, jossa perinnölliset hyödylliset ominaisuudet runsastuvat ja haitalliset harvinaistuvat populaatiossa eri sukupolvien aikana. Luonnonvalinta kohdistuu eliöiden fenotyyppiin eli ilmiasuun. Pitkän ajan kuluessa luonnonvalinnan passiivinen prosessi voi johtaa uusiin adaptaatioihin tai lajiutumiseen.

[muokkaa] Historia

Luonnonvalinnan käsitteen kehittivät brittiläiset naturalistit Charles Darwin ja Alfred Russel Wallace. Darwinin pääteos Lajien synty (On the Origin of Species, julk. 1859) oli ensimmäinen selvitys luonnonvalinnan toiminnasta ja vaikutuksesta eliölajien kehitykseen. Luonnonvalinta on nykyisen evoluutioteorian perusta ja pääasiallinen eliöiden kehitystä selittävä mekanismi. Populaatigenetiikan yksi perustajista, R. A. Fisher laajensi teoksessaan "The Genetical Theory of Natural Selection" luonnonvalinnan perusteoreeman tarkoittamaan sitä kuinka eliöpopulaation kelpoisuuden kasvuvauhti on sama kuin kelpoisuuden geneettinen varianssi kyseisenä ajankohtana, jolloin populaation kelpoisuus kasvaa niin kauan kuin populaatiossa on kelpoisuuden muuntelua.

[muokkaa] Luonnonvalinnan mekanismit

Luonnonvalinta on kuvattu loogisten väitteiden sarjana, ^[1][2]

1. Jokainen eliö tuottaa useamman kuin yhden jälkeläisen jolloin populaatioiden koot pyrkivät kasvamaan.
2. Jokainen eliö tarvitsee tietyn määrän ainesta kyetäkseen elämään.
3. Populaatiolle tarjolla oleva aines on rajallista.
4. Populaation yksilöt menestyvät eri tavoin, eli populaatiossa esiintyy menstykseen liittyvää, ainakin osin perinnöllistä variaatiota.

Näistä johtuvat seuraukset:

1. Tietyllä alueella populaatiot voivat kasvaa vain johonkin maksimikokoon asti, jonka useimmiten määrää ympäristön kantokyky. Maksimikoossa populaatioon syntyy enemmän jälkeläisiä kuin mitä se pystyy pitämään yllä, jolloin jotkit yksilöt eivät jää eloon ja lisäänny.
2. Piirteet jotka lisäävät yksilön tuottamaa eloon jäävää jälkeläismäärää suhteessa muihin, lisääntyvät populaatiossa.

Luonnonvalinta koostuu siis osista kuten muuntelusta (yksilöillä erilaisia ominaisuuksia), periytyvyydestä (ominaisuudet periytyvät vanhemmilta niiden jälkeläisille, ominaisuuksien periytyvyyden aste eli heritabiliteetti vaihtelee), hyödyllisistä ominaisuuksista, (jotkut ominaisuudet parantavat menestystä tietyssä ympäristössä), lisääntymiskyvystä (jotkut yksilöt lisääntyvät muita paremmin) ja hyödyllisten ominaisuuksien kasaantumisesta (menestystä auttavat ominaisuudet lisääntyvät populaatiossa sukupolvien aikana).

Lajien yksilöt poikkeavat aina hieman toisistaan. Sellaisilla yksilöillä, joilla on selviytymisen kannalta parempia ominaisuuksia, on etulyöntiasema muihin populaation yksilöihin. Ominaisuuksia voivat olla esimerkiksi kyky löytää enemmän ravintoa, kyky paeta saalistajilta, voittaa vihamieliset lajitoverit, tai kyky houkutella lisääntymiskumppaneita (seksuaalivalinta). Heikommin menestyvät yksilöt ja niiden ominaisuudet karsiutuvat ajan myötä populaatiosta. Kelpoisuudeltaan parempien yksilöiden kantamat alleelit siirtyvät lisääntymisen seurauksena näiden yksilöiden jälkeläisille, ja siten yleistyvät populaation geenivarastossa. Näin hyödylliset ominaisuudet yleistyvät pitkän ajan kuluessa populaatiossa. Luonnonvalinnan kautta populaatio sopeutuu ympäristöönsä mahdollisimman hyvin. Luonnonvalinnalla saati evoluutiolla ei kuitenkaan ole mitään päämäärää:

Esimerkiksi kirahvien kaulan pidentymisen on arveltu johtuneen siitä, että niiden asuinalueilla, savanneilla, kasvisravintoa on ollut niukasti ja se piti lopulta hankkia puiden latvuksista. Ne kirahvit, joiden kaula oli pidempi, saivat ravintoa niukkoina aikoina pidempään kuin lyhyempikaulaiset lajitoverinsa. Todella huonoina vuosina lyhytkaulaiset kirahvit kuolivat nälkään ja vähitellen katosivat. Eliöpopulaatioiden sisäinen muuntelu on kuitenkin runsasta ja olosuhteiden muuttuessa lähes aina jokin lajin variaatio on jäänyt henkiin.

Yksilön elinaikanaan hankkimat ominaisuudet eivät kuitenkaan periydy jälkeläisille, kuten 1800-luvun Lamarckistit uskoivat. Kuitenkin populaatioissa tai pienemmissä ryhmissä opitut hyödylliset piirteet, kuten esimerkiksi kokemuksen kartuttama metsästystaito, voivat siirtyä sukupolvesta toiseen kulttuurievoluution kautta.

[muokkaa] Luonnonvalinnan muodot

Luonnonvalinta voi toimia kolmella tavalla:^[3]

• Suuntaavassa valinnassa (engl. directional selection) ominaisuuden jonkin ääripään kelpoisuus on suurempi kuin ominaisuuden muide muotojen ja ominaisuuden keskiarvo populaatiossa siirtyy kohti valikoituvaa ääripäätä.
• Tasapainottavassa valinnassa (engl. balancing selection), joka on vakaille populaatioille tyypillinen, ääripäät ja ääripäihin suuntaavat mutaatiot karsiutuvat jolloin ominaisuus muttuu populaatiossa keskimääräisemmäksi.
• Hajottavassa valinnassa (engl. disruptive selection), joka voi johtua esimerkiksi olosuhteiden muutoksesta, keskimääräiset valikoituvat jolloin ääripäät yleistyvät. Näin populaatiosta tulee "kaksihuippuinen" ja seurauksena voi olla jopa lajiutuminen

Jos ominaisuus on neutraali, siihen ei kohdistu luonnonvalintaa ja siihen vaikuttavien alleelien frekvenssit muuttuvat vain geneettisen ajautumisen vaikutuksesta. Tällöin populaation muuntelu useimmiten vähenee. Jos populaation koko on riittävän suuri, eikä geneettisen ajautumisen vaikutus siten pääse kasvamaan liian suureksi, pysyvät alleelien frekvenssit Hardy - Weinbergin tasapainossa.

[muokkaa] Ihminen ja luonnonvalinta

Ihmisten toimet ovat myös vaikuttaneet luonnonvalintaan. Villiintyneet kotieläimet ovat tappaneet sukupuuttoon useita endeemisiä (alkuperäisiä) lajeja mm. Galapagos-saarilla ja Australiassa kilpaillessaan luonnonvaraisten eläinten kanssa samasta ravinnosta tai käyttäen puolustuskyvyttömiä lajeja ravinnokseen. Tasapaino järkkyy, kun alueelle kuulumaton laji leviää.

[muokkaa] Luonnonvalinnan kritiikki

Luonnonvalinta on koko evoluution ohella yksi yleisimmin julkisuudesta kritisoiduista tieteellisistä teorioista, vaikka se onkin todistettu paikkansa pitäväksi lukuisia kertoja. Esimerkiksi Itävaltalais-brittiläinen tieteenfilosofi Karl Popper ei pitänyt Evoluutiota testattavana ja falsifioitavissa olevana teoriana, vaan tautologiana, jossa väitettiin että "ne organismit jotka jättävät eniten jälkeläisiä jättävät eniten jälkeläisiä".^[4][5] Myöhemmin Popper kuitenkin kumosi kannanottonsa: Hän myönsi että luonnonvalinta oli falsifioitavissa ja että kyseessä oli hänen erehdyksensä. ^[6] ja että luonnonvalinta, kuten muutkin historialliset tieteet ovat testattavia vaikka ne kuvaavatkin uniikkeja tapahtumia. Testaus onnistuu jos niistä voidaan johtaa testattavia ennusteita. ^[7]

[muokkaa] Katso myös

• Evoluutio
• Charles Darwin
• Evoluutioteoria

[muokkaa] Kirjallisuus

Pääartikkeli: Luettelo evoluutiota käsittelevistä kirjoista.

[muokkaa] Viitteet

1. ↑ Steven Vogel, "Kissan tassut ja katapultit - luonnon ja ihmisen mekaaniset maailmat", sivu 22
2. ↑ Matti Sintonen(toim.):"biologian filosofian näkökulmia"
3. ↑ Greg Laden, the modes of natural selection,2007
4. ↑ Karl Popper, "Unended Quest: An Intellectual Autobiography", sivu 151.
5. ↑ A. Schneider Popper and evolution
6. ↑ Karl Popper, "Natural selection and the emergence of mind", 1978
7. ↑ Karl Popper, "Popper: good philosophy, bad science?", 1980, New Scientist 87