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Wenn die Fitness einer Eigenschaft durch ihre Häufigkeit (zum Beispiel ihre Frequenz) im Vergleich zu anderen Eigenschaften einer Population beeinflusst wird, spricht man von einer frequenzabhängigen Selektion. Die frequenzabhängige Selektion kann zwischen Arten oder innerhalb einer einzelnen Art vorkommen. Diese Art der Selektion kann entweder positiv sein, wobei häufigere Phänotypen eine höhere Fitness haben, oder negativ, wobei seltenere Phänotypen eine höhere Fitness haben.
Bei positiver frequenzabhängiger Selektion haben gängige Phänotypen einen Fitnessvorteil. Man findet dieses Szenario häufig bei Wechselwirkungen, bei denen Mimikry involviert ist. In der neotropischen Region Mittelamerikas sind die Schmetterlingsarten Heliconius cydno und Heliconius sapho eine Müllersche Mimikry Partnerschaft eingegangen. Beide Schmetterlinge sind schwarz und weiß, welches ein gemeinsames Warnsignal im Tierreich ist, das vor Toxizität, Gift, schlechtem Geschmack oder anderen Raubtier-Abschreckungsmitteln warnt.
Interessant ist, dass H. cydno mit einer eng verwandten Schwesterart, H. melpomene, hybridisieren und Nachkommen produzieren kann. H. melpomene ist vorwiegend schwarz und rot. Die resultierenden gemischten weiß-rot-schwarzen Hybrid-Nachkommen sind wesentlich weniger fit. Zusätzlich zur Sterilität der weiblichen Hybriden erkennen Raubtiere die Farben nicht als abschreckende Warnung, und Schmetterlinge beider Elternarten erkennen diese Hybriden nicht als potenzielle Partner. Daher wird der häufigste Phänotyp schwarz-weiß ausgewählt. Je häufiger jedoch die weiß-rot-schwarzen Hybriden werden, desto mehr passt sich der Phänotyp an, da Raubtiere das Warnmuster in einer vorherigen Begegnung mit einem anderen Hybridindividuum schon kennen gelernt haben.
Die negative frequenzabhängige Selektion ist eine Form der Selektion, bei der gegen gängige Phänotypen selektiert wird. Eine Art der negativen frequenzabhängigen Selektion tritt auf, wenn seltene Phänotypen einer Beutetierart eine höhere Fitness verleihen, weil die Räuber diese Organismen nicht als Beute erkennen. Man nennt dies apostatische Selektion.
Ein klassisches Beispiel für die apostatische Selektion ist die Weinbergschnecke und eines ihrer Raubtiere, die Drossel. Die Weinbergschnecke weist eine polymorphe Muschelmusterung auf, während sich die Drosseln bei der Beutesuche auf eine oder zwei gängige Formen der Muschelmusterung konzentrieren. Diese häufigen Phänotypen erfahren daher einen stärkeren negativen Selektionsdruck.
Ein weiteres Beispiel für eine negative frequenzabhängige Selektion findet sich in Systemen mit pflanzlicher Selbstinkompatibilität. Bei Bedecktsamern ist die homomorphe Selbstinkompatibilität entscheidend, um eine Selbstbefruchtung zu verhindern welches durch bestimmte genetische Mechanismen ermöglicht wird. Dazu gehören die Verhinderung der Pollenkeimung oder des Wachstums des Pollenschlauch, wenn der Pollen und Stempel identische Allele exprimieren. Dies wird durch eine genomische Region mit mehreren Allelen namens S-Genlokus kontrolliert. Aus diesem Grund werden Pflanzen, die gemeinsame Formen des S-Genlokus exprimieren, oft auf ein falsches Selbst stoßen. Dort wird dann ein potentielles Reproduktionsereignis und der damit verbundene Genfluss aufgrund der Selbstinkompatibilitätsgene verhindert wird. Dies bedeutet, dass seltene Formen des S-Lokus positiv selektiert werden, während gewöhnliche Formen dagegen ausselektiert werden.
Natürliche Auslese kann auch von der Häufigkeit verschiedener Phänotypen in der Bevölkerung beeinflusst werden. Ein Prozess, den man frequenzabhängige Auslese nennt. In der positiven frequenzabhängigen Auslese verbessert sich, während ein Phänotyp sich häuft, die Fitness dieses Phänotypes ebenfalls.
Beispielsweise gibt es viele toxische Farbmorphen, Heliconius Schmetterlings-Spezies. Wenn es ein Morph oft gibt, haben Vögel schon gelernt dass es giftig ist, und es umgehen, wenn jedoch ein Vogel einem seltenen Morph begegnet, und lernt, dass es auch giftig ist, dann wird sich die Fitness und Frequenz des Morphs erhöhen. Andererseits, sinkt die Fitness eines Phänotypes in einer negativen frequenzabhängigen Auslese wenn es häufiger vorkommt. Um beispielsweise Angriffe zu verhindern, ahmen Viceroy-Schmetterlinge die Farbe und Muster von toxischen Monarch-Schmetterlingen nach. Wenn die Nachahmungen selten sind, werden Vögel sie umgehen, da sie wahrscheinlich auf mehr der giftigen Monarchen getroffen sind, wenn Nachahmungen jedoch geläufig sind, werden Aufeinandertreffen der Vögel und der Schmetterlinge wahrscheinlich positiver sein, was die Fitness der Viceroys verschlechtert.
