Hogyan működik a szelekció, amikor egy előnyös tulajdonság megjelenik, de nem okoz drasztikus előnyt, mégis elterjed és kiszorítja a régi változatot?

Drasztikus előnyt sosem okoz egy új tulajdonság! legalábbis én nem tudok ilyesmiről... Ez a folyamat évmilliókat nézve látványos. De vegyünk egy példát:

Születik egy zsiráf aminek 10 vagy 20 centivel magasabb a nyaka mikor felnő. Ez által "sexibbnek" tűnik az ellenkezező nemű fajtársainak. Tehát nagyobb eséllyel szaporodik. A DNS-e tovább örökítődik, és nagyobb eséllyel lesz a kölykeinek is hosszabb nyaka. És így tovább-és így tovább...

Persze ez a folyamat nagy távlatokban csak annyiban tetten-érhető, hogy pl. 200 év alatt átlagosan 1 centiméterrel nőtt a nyakméret.

Felmerül az a kérdés, mit nevezünk előnyös tulajdonságnak, illetve mi számít "drasztikus" előnynek. Az első kérdés megválaszolására létezik tudományos fogalom, a második viszont eléggé szubjektív.

Az első fogalom, amire céloztam, a fitness (rátermettség). Ez azt takarja, hogy egy egyed utódai milyen arányban jelennek meg egy későbbi generációban (nem csak egyed szinten, hanem genotípus, illetve fenotípus szinten is értelmezhető), azaz a reproduktív sikerességet jelenti. Az egyedek fitnessbeli különbsége miatt alakul ki a természetes szelekció, hiszen a nagyobb fitnessű egyedek elszaporodnak, míg a kisebb fitnessűek visszaszorulnak (természetesen szükséges feltétel, hogy a rátermettséget befolyásoló tulajdonságok legalább egy része öröklődjön).

[link]

Nézzük meg egy egyszerű modell segítségével, hogy hogyan befolyásolja a fitnessbeli különbség az allélgyakoriságot. Tegyük fel, hogy egy génnek két allélja van, amelyek eltérést okoznak az egyedek fitnessében. Az egyszerűség kedvéért vizsgáljunk egy ivartalanul szaporodó (osztódó) egysejtű fajt. Tegyük fel, hogy az A allélt hordozó egyedek utódsejtjei közül átlagosan 1 fog osztódni (a többi elpusztul), míg a B allélt hordozó egyedek utódsejtjei közül átlagosan 1,05 fog osztódni. Ha egy olyan populációból indulunk ki, amelyben 100-100 A és B allélt hordozó egyed van, 100 generáció után azt tapasztaljuk, hogy (ha a fenti feltételek nem változnak) A allélt hordozó egyedből várhatóan 100 lesz, viszont B allélt hordozó egyedből várhatóan 13150. (Azért írom, hogy várhatóan, mert természetesen az átlagos utódszám nem jelenti azt, hogy minden generációban ténylegesen ennyit is kapunk.) Még ha úgy is számolunk, hogy a B allél csak átlagosan 1,01 utódszámot okoz, akkor is 100 generáció múlva 270 B allélt hordozó egyed lesz.

"Másrészt, a többi is szaporodik, nem áll meg az élet, mert némelyik zsiráfnak kicsit hosszabb a nyaka.+

Az előző modell elég pontatlan, hiszen a populáció egyedszáma drasztikusan növekszik, noha a legtöbb esetben azt tapasztaljuk, hogy a populációk egyedszáma hosszú távon általában nem változik lényegesen, hiszen az élőhely eltartóképessége korlátozott. Azaz pontosabb volna úgy számolni, hogy a populáció egyedeinek összlétszáma állandó. Ez viszont ahhoz vezet, hogy a kisebb rátermettségű egyedek egyedszáma csökkenni fog, hiszen kevesebb szaporodóképes utódot tudnak létrehozni rátermettebb társaiknál. Ha a szelekció elég erős (és az allél nem termelődik újra mutációval), akkor a rátermettebb egyedek előbb-utóbb kiszorítják a kevésbé rátermetteket.

(Egyébként ez sem feltétlenül igaz, létezik például negatív gyakoriságfüggő szelekció, amikor a ritkább genotípusok/fenotípusok részesülnek előnyben a gyakoribbakkal szemben. Ez fenn tartja a változatosságot, stabil polimorfizmushoz vezet. Létezik továbbá ún. heterozigóta előny is, amikor a heterozigóták rátermettsége nagyobb mindkét homozigótáénál (már amennyiben egy gén két allélját nézzük). Erre jó példa a sarlósejtes vérszegénység a trópusokon.)

Ahogy Tislerics Máté is írja, ha nem hat szelekció egy tulajdonságra (nem jelent sem előnyt sem hátrányt), akkor a véletlenen múlik, hogy elterjed-e a populációban. Ezt a folyamatot nevezzük genetikai sodródásnak (genetic drift). Nincs éles határvonal az (evolúciós szempontból) előnyös és semleges tulajdonságok között, az egyre kisebb előny egyre gyengébb szelekcióval jár, miközben fokozatosan nő az allélgyakoriság alakulásában a véletlen szerepe.