Unsplash

Mi is valójában az evolúció alapját képező természetes szelekció?

Szerző: Kulcsár Péter

A természetes szelekció egy olyan mechanizmus, amely során az élőlények fejlődnek, mutálódnak, migrálnak és genetikailag változnak, de mit is rejt magában pontosan ez a fogalom?

not image

Kulcsár Péter

2021. április. 28 - 22:00

A hivatalos definíció szerint a természetes szelekció egy olyan folyamat, amely során az élőlények adaptálódnak, vagyis alkalmazkodnak a környezetükhöz annak érdekében, hogy túléljenek és szaporodjanak, megelőzve ezzel a kihalást.

Mivel általában a legerősebb és legjobb kondícióban lévő állat- és növényfajok egyedei maradnak fenn, így a gyengébb elhullik, a populáció pedig újabb fajokkal telítődik meg, amelyeknek szintén idejük lesz arra, hogy elszaporodjanak egy adott területen.

Ami a természetes szelekciót illeti, gyakran hallunk a túlélésről és a reprodukcióról, ami nem véletlen, hiszen ez a két legfontosabb befolyásoló tényező, amelyek kihatnak a fajok evolúciós mintájára.

A reprodukciós és mortalitási ráta általában azt adja meg, hogy egy faj mennyire képes változni és túlélni bizonyos időszakban. Az alapmechanizmust összesen öt csoportra lehet bontani: variáció, öröklődés, szelekció, idő és adaptáció. Ha körülnézünk, rengeteg hozzánk hasonló embert láthatunk, akik azonban alakban és bőrszínben, valamint sok más jellemvonásban eltérnek tőlünk.

Habár ugyanahhoz a fajhoz tartozunk, óriási variáció figyelhető meg személyről személyre, és pontosan ez jelenik meg az állatoknál és a növényeknél is. A variációk mutációk útján jönnek létre, amelyek a DNS nukleotid szekvenciájában a sejtek másolási hibája során keletkeznek, így lényegében elmondhatjuk, hogy mindannyian mutánsok vagyunk, akik módosult génállománnyal rendelkeznek.

A populáció variációját a DNS és a szülőktől örökölt genetikai információk adják meg – ha egy élő szervezet sokasodik, a DNS-ét utódjának adja át, ezért történhet meg például, hogy a magasabb édesapáknak szintúgy hórihorgas gyermekei lesznek, függetlenül attól, hogy az édesanya milyen testméretekkel rendelkezik.

Fotó: Pixabay

Nem mindegyik faj szaporodik hasonló módon és azonos intenzitással, a természet ugyanis nem bír el végtelen mennyiségű populációt, mivel a tér korlátozva van, ám a mutációknak és főként a ragadozóknak hála kialakult egy egyensúly az ökoszisztémában, ami ritkítja vagy éppen feltölti az éppen problémákkal küzdő egyedek állományait.

Az előnyös tulajdonságok évszázadok vagy évezredek során prevalensek maradnak egy-egy populációban, azonban rengeteg idő kell ahhoz, hogy az értük felelős gének dominánssá váljanak. Az örökölt jellemvonások nem véletlenszerűek, hanem éppen aszerint változnak, hogy éppen milyen környezetbe kerültek bizonyos állat- vagy növényfajok.

Charles Darwin, az evolúció atyjának felfedezése Nikolausz Kopernikusz teóriájának nagyságával ér fel, aki megalkotta a heliocentrikus világképet, ami a középkorban teljesen nevetségesnek tűnt, ám igaza tudományos kísérletek útján végül bebizonyosodott, és kiderült, valójában a Nap van középen, és körülötte keringenek a bolygók, nem pedig fordítva.

Ahogyan Kopernikusz bebizonyította, hogy a Föld nem az univerzum központjában található, úgy Darwin bemutatta, hogy az emberek nem állnak mindenek felett, helyette csupán egy nagyobb, szélesebb spektrumú biológiai lánc részei, aminek vannak alsóbb és felsőbb fokozatai.

Darwin korszakalkotó ötletét éppen jó időben vetette fel, ugyanis paleontológusok akkortájt azt fejtegették, hogy minden jel arra utal, egyes fajok kihaltak, helyükre pedig más fajok léptek, ám azt nem tudták megmagyarázni, miként játszódhattak le a folyamatok. Jean Baptiste Lamarck úgy gondolta, az emberek úgy keletkeztek, hogy apró sejtecskék álltak össze komplexebb szövetekké, majd hosszú évmilliók során kiteljesedtek humán formává.

Lamarck szerint a fajok nem haltak ki, sokkal inkább újabb fajokká változtak át, az organizmusok pedig úgy módosították kinézetüket, viselkedésüket és jellemvonásaikat, hogy reagáljanak az őket érő környezeti behatásokra. Lamarck továbbá abban hitt, hogy a test felépítése és a szervek kisebbé válhatnak vagy megnagyobbodhatnak, mindezt pedig aszerint teszik, hogy milyen gyakorisággal veszik igénybe őket.

Fotó: Pixabay

Lamarck elméletében ott volt a hiba, hogy azt gondolta, az evolúció egy olyan folyamat, ami mindig tökéletesíti magát, vagyis egy faj arra törekszik, hogy a lehető legbonyolultabb alakot öltse, mindeközben pedig kiszelektálja a nem kívánt tulajdonságokat.

Egy másik, a 18. században népszerű tudományos teóriát Thomas Malthus angol lelkész fogalmazta meg. A pap abban hitt, hogy a populáció növekedése korlátozott lehet, mivel véleménye szerint addig szaporodhatnak az egyes fajok, amíg el nem érik azt a határt, amikor már nem tudják kellő táplálékkal ellátni utódjaikat.

Malthus úgy vélte, fejlett technológiával bár megoldható ez a probléma, viszont teljesen aritmikus, ellentmondásos sémát teremtene, ezért a populációban súlyos éhínség és zavarodottság keletkezne. Az angol lelkész szerint az emberiséget a különböző járványok, gyermekgyilkosságok és a házasságok felnőtt korig való elhalasztása tartotta kordában.

Amikor Charles Darwin elolvasta Malthus ötleteit, világossá vált számára, hogy az embereknek ugyanúgy kell fejlődniük, mint az állatoknak a természetben. Ha az exponenciális szaporulat hipotézise – amit Malthus felvázolt – valóban működne, akkor a Petri-csészében lévő Escherichia coli baktériumok alig egy hét alatt benépesítenék és ellepnék a Földet, hiszen minden harmincadik percben sejtosztódáson mennek keresztül.

Darwin az új elméletének alátámasztására elefántokat hozott fel példaként, és megállapította, hogy 750 év alatt nagyjából 19 millió elefántnak kellene születni, ha igazak Malthus állításai, ez viszont egyáltalán nincs így. Hogy miért? A válasz egyszerű: az utódok többsége nem él túl, így nem tudnak saját utódokat nemzeni. Minél nagyobb egy faj túlszaporodásra való hajlama, annál nagyobb az esélye annak, hogy leszármazottai képtelenek lesznek tovább szaporodni.

Fotó: Unsplash

Háziállatok esetében főként mesterséges szelekcióról és szelektív tenyésztésről beszélhetünk, ugyanis már tízezer évvel ezelőttről származó ősembereknél is találtak arra utaló nyomokat a régészek, hogy vadászó-gyűjtögető életmódjuk során inkább azokat az állatokat preferálták zsákmányként, melyeket könnyebben el lehetett ejteni, esetleg kevésbé voltak agresszívek, és nevelni tudták őket.

Darwin rengeteg időt töltött el galambok nemesítésével foglalkozó szakemberekkel, ezáltal próbálta megoldani a rejtélyt. A fajok eredete című könyvében az 1831 és 1836 közötti utazásainak naplóját és tapasztalatait rögzítette, miközben végigjárta Dél-Amerikát, Ausztráliát és Dél-Afrikát. Minden egyes állomás során rajzokat készített, mintákat gyűjtött be különböző növényekről és állatokról, amiket összehasonlított, megvizsgálta a rejtett mintákat és kategorizálta őket.

Éppen a Galápagos-szigeteken járt, amikor az ott élő pintyféléket tanulmányozta, amelyekről kiderítette, hogy bár hasonlítottak az Ecuadorban élő madarakhoz, különböző jegyekkel rendelkeztek, amiket sehol máshol még nem látott a világon. Darwin megértette a mintázatokat és rájött, hogy valószínűleg a különböző szigeteken és a szárazföldön repkedő madárfajok a helyi környezethez alkalmazkodtak, ezért térhettek el egymástól.

Fotó: John Gould

Az emberek esetében sem kell tehát arra gondolnunk, hogy közvetlenül majmokból vagy főemlősökből fejlődtünk ki; az igazság az, hogy egy közös ősünk van, ami nagyjából 10 millió évvel ezelőtt élt a bolygón.

Egy másik gyakori, természetes szelekcióval kapcsolatos tévhit, hogy véletlenszerűen történik. Ami valóban véletlenszerűen játszódik le, az a mutáció, ám ez sem növeli feltétlenül az alkalmasságot, mivel szelektálva van aszerint, hogy éppen az előző generációnál milyen pozitív változások álltak fenn.

Nem zárhatóak ki azonban a véletlenszerűséggel az esélyek és a különféle tényezők kapcsolata, hiszen minden élő organizmusnál előfordulhatnak eltérések a szaporodási fázis során, így elegendő csupán 1 százalékos differencia, máris megnőhet vagy éppen visszaeshet az utódok és a további generációk populációjának egyedszáma.

Mindezek alapján kijelenthetjük, hogy a természetes szelekció az evolúció modern elméletének fundamentumát képezi, Darwin hipotézisei pedig több mint 150 éven át állták a sarat, és ez az elkövetkező több százmillió évben sem fog változni – feltéve, ha az emberiség képes túlélnie önmagát, és nem pusztítja el teljesen saját civilizációját.