WAT IS DISRUPTIEVE SELECTIE? (MET VOORBEELDEN) - BIOLOGIE - 2026

De disruptieve selectie is een van de drie manieren waarop natuurlijke selectie inwerkt op kwantitatieve eigenschappen in organismen. Disruptieve selectie is verantwoordelijk voor het selecteren van meer dan twee waarden van een personage uit de populatie, en de gemiddelde vormen nemen af.

Beschouw bijvoorbeeld een soort vogel die zaden eet. Als we de frequentie van de grootte van de pieken in een grafiek zetten, krijgen we een normale verdeling: een klokvormige curve, waarbij het maximale punt de individuen met de meest voorkomende pieken vertegenwoordigt.

Bron: Azcolvin429

Stel dat de klimatologische omstandigheden van de habitat van de dieren alleen de productie van zeer kleine en zeer grote zaden mogelijk maken. Vinken met zeer kleine en zeer grote snavels kunnen zich voeden, terwijl individuen met snavels van gemiddelde grootte nadelig worden beïnvloed.

Wat is natuurlijke selectie?

Selectie kan in de natuur plaatsvinden onder verschillende modaliteiten, afhankelijk van de relatie tussen fenotype en fitheid.

Een van de vele gezichten van selectie is disruptieve selectie. Voordat u dit type selectie definieert, is het echter noodzakelijk om een ​​basisconcept in de biologie te begrijpen: natuurlijke selectie.

Het jaar 1859 betekende een fase van radicale verandering voor de biologische wetenschappen met de komst van de theorie van natuurlijke selectie. Dit werd geformuleerd door de beroemde Britse natuuronderzoeker Charles Darwin in zijn boek The Origin of Species, waarin hij dit mechanisme voorstelde.

Natuurlijke selectie vindt plaats zolang in een populatie aan drie voorwaarden wordt voldaan: er is variabiliteit, organismen hebben bepaalde kenmerken die hun fitheid verhogen, en deze eigenschap is erfelijk.

In de evolutionaire biologie verwijst de term fitness of biologische werkzaamheid naar het vermogen van een individu om zich voort te planten en vruchtbare nakomelingen te krijgen. Het is een parameter die van 0 naar 1 gaat.

Het is vermeldenswaard dat natuurlijke selectie niet de enige evolutionaire kracht is, maar dat gen-drift ook een relevante rol speelt bij evolutionaire verandering, vooral op moleculair niveau.

Disruptief natuurlijk selectiemodel

Individuen aan beide uiteinden van de curve hebben meer

Directionele selectie vindt plaats wanneer individuen aan beide uiteinden van de frequentieverdeling een grotere fitheid hebben dan centrale individuen. Door de generaties heen verhogen begunstigde individuen hun frequentie in de bevolking.

In disruptieve selectiemodellen kunnen meer dan twee genotypen de voorkeur hebben.

Vanuit genetisch perspectief treedt verstorende selectie op wanneer de heterozygoot een lagere fitness heeft dan de homozygoot.

Laten we het hypothetische voorbeeld van lichaamsgrootte nemen. Stel dat in een populatie van organismen de kleinste en grootste het voordeel hebben (onder meer ontsnappen aan roofdieren, voedsel verkrijgen). Daarentegen zullen organismen van gemiddelde lengte niet zo'n hoog reproductief succes hebben als hun tegenhangers.

Hoe variëren het gemiddelde en de variantie?

Een veelgebruikte en vrij wijdverbreide methodologie onder biologen is het meten van de effecten van natuurlijke selectie op fenotypische variatie door middel van veranderingen in het gemiddelde en in de variatie van eigenschappen in de tijd.

Afhankelijk van hoe ze veranderen, wordt de selectie op drie manieren ingedeeld: stabiliserend, directioneel en verstorend.

In de frequentieverdelingsgrafieken van de geëvalueerde kwantitatieve kenmerken kunnen we verschillende van de genoemde parameters kwantificeren.

De eerste is het gemiddelde of rekenkundig gemiddelde van de eigenschap die wordt bestudeerd. Meet bijvoorbeeld de lichaamsgrootte in een populatie knaagdieren en bereken het gemiddelde. Dit is een maatstaf voor centrale tendens.

De variantie is de spreiding van de gegevens ten opzichte van het populatiegemiddelde. Als de variantie hoog is, is er een aanzienlijke variabiliteit van het bestudeerde karakter. Als het laag is, liggen alle verkregen waarden dicht bij het gemiddelde.

Als we een personage in de populatie bestuderen en zien dat de variantie over de generaties heen toeneemt, kunnen we concluderen dat er sprake is van disruptieve selectie. Visueel breidt de klok van de grafiek zich met elke generatie uit.

Theoretische en evolutionaire implicaties

Disruptieve selectie is om twee belangrijke redenen van groot belang geweest voor biologen. Ten eerste bevordert het variatie binnen een soort in een populatie, zoals we later zullen zien bij de snavel van vinken.

Ten tweede wordt voorgesteld dat disruptieve selectie die gedurende lange perioden werkt, soortvorming kan bevorderen (het genereren van nieuwe soorten).

Voorbeelden

Hoewel verstorende selectiegebeurtenissen misschien onwaarschijnlijk lijken, komen ze in de natuur veel voor - althans in theorie. De meest prominente voorbeelden van disruptieve selectie zijn bij verschillende vogelsoorten.

De Afrikaanse vink

Algemeenheden van de vink en zijn dieet

Vinken van de soort P. ostrinus komen voor in centraal Afrika. Het dieet van dit dier bestaat uit zaden. De meeste populaties hebben kleine en grote vormen, zowel bij mannen als bij vrouwen.

In de omgeving waar vinken leven, zijn er meerdere soorten planten die zaden produceren en die deze vogels opnemen in hun dieet. De zaden variëren in hardheid en grootte.

Smith's onderzoek naar variatie in snavelgrootte

Smith bestudeerde in 2000 de morfometrische variatie in de snavel van vinken en vond zeer interessante resultaten.

De onderzoeker kwantificeerde de tijd die een vink nodig heeft om het zaadje te openen om het op te eten. Tegelijkertijd mat hij de biologische fitheid van de individuen en relateerde deze aan de grootte van de snavel. De tijdsperiode voor dit experiment was ongeveer zeven jaar.

Smith concludeerde dat er twee overheersende snavelgroottes zijn, omdat er twee primaire soorten zaden zijn die door vinken worden geconsumeerd.

Een van de plantensoorten produceert zeer harde zaden, en de grotere vinken met stevigere snavels zijn gespecialiseerd in het consumeren van deze soort zaden.

De andere overvloedige soort produceert kleine, zachte zaden. In dit geval zijn de vinkvarianten die gespecialiseerd zijn in hun consumptie kleine individuen met kleine snavels.

In een omgeving met een bimodale verdeling van hulpbronnen, vormt natuurlijke selectie een bimodale verspreiding van de soort.

Referenties

1. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Uitnodiging voor biologie. Panamerican Medical Ed.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionaire analyse. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolutie. Sinauer.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie (Deel 15). New York: McGraw-Hill.
5. Rijst, S. (2007). Encyclopedia of Evolution. Feiten over bestand.
6. Ridley, M. (2004). Evolutie. Verdomme.
7. Russell, P., Hertz, P., en McMillan, B. (2013). Biology: The Dynamic Science. Nelson Onderwijs.
8. Soler, M. (2002). Evolutie: de basis van biologie. Zuid-project.