31.3
Selekcja zależna od częstotliwości
Natural selection can depend on how common or rare a phenotype is in a population. This is called frequency-dependent selection. Here, a phenotype’s fitness, or the ability to survive and reproduce, depends on its frequency in the population.
In positive frequency-dependent selection, as a phenotype becomes more common, its fitness within the population also increases.
For example, many Heliconius butterfly species have toxic morphs with bright color patterns. When one pattern is common, birds learn to recognize and avoid it. But when a new color pattern is rare, birds may not recognize it and may attack those butterflies until they learn that it is also toxic. Once they do, the survival and frequency of that morph increase.
In negative frequency-dependent selection, a phenotype’s fitness decreases as it becomes more common.
For instance, viceroy butterflies mimic the toxic monarch butterflies in color and pattern. When viceroys are fewer in number, birds avoid them, mistaking them for monarchs. But if viceroys become too common, birds learn that many of these butterflies are safe to eat, which decreases the viceroys’ fitness in the population.
Kiedy na dopasowanie cechy wpływa jej powszechność (tj. częstotliwość) w porównaniu z różnymi cechami w populacji, nazywa się to selekcją zależną od częstotliwości. Selekcja zależna od częstotliwości może zachodzić między gatunkami lub w obrębie jednego gatunku. Ten typ selekcji może być albo pozytywny — z bardziej powszechnymi fenotypami o wyższym przystosowaniu — albo negatywny — z rzadszymi fenotypami zapewniającymi większe przystosowanie.
Selekcja dodatnia zależna od częstotliwości
W selekcji zależnej od częstotliwości dodatniej wspólne fenotypy mają przewagę w zakresie sprawności. Ten scenariusz jest często spotykany w interakcjach, w których występuje mimikra. W neotropikalnym regionie Ameryki Środkowej gatunki motyli Heliconius cydno i Heliconius sapho uczestniczą w partnerstwie mimikry Mülerowskiej. Oba motyle są czarno-białe, co jest powszechnym aposematycznym sygnałem w królestwie zwierząt, ostrzegającym przed toksycznością, jadem, złym smakiem lub innymi środkami odstraszającymi drapieżniki.
Co ciekawe, H. cydno może krzyżować się z blisko spokrewnionym gatunkiem siostrzanym, H. melpomene i dają potomstwo. H. melpomene jest przeważnie czarny i czerwony. Powstałe w ten sposób potomstwo mieszańca biało-czerwono-czarnego jest znacznie mniej sprawne. Oprócz tego, że samice mieszańców są bezpłodne, drapieżniki nie rozpoznają kolorów jako odstraszających ostrzeżeń, a motyle żadnego z gatunków rodzicielskich nie rozpoznają mieszańców jako potencjalnych partnerów. Dlatego wybiera się najczęstszy fenotyp — czarno-biały —. Jednak im częstsze stają się hybrydy biało-czerwono-czarne, tym bardziej odpowiedni staje się fenotyp, ponieważ jest bardziej prawdopodobne, że drapieżniki dowiedziały się o wzorcu ostrzegawczym w wyniku poprzedniego spotkania z innym osobnikiem hybrydowym.
Selekcja ujemna zależna od częstotliwości
Ujemna selekcja zależna od częstotliwości to forma selekcji, w której selekcjonuje się wspólne fenotypy. Jeden z rodzajów ujemnej selekcji zależnej od częstotliwości ma miejsce, gdy rzadkie fenotypy gatunku będącego ofiarą zapewniają większą sprawność, ponieważ drapieżniki nie rozpoznają organizmów jako ofiary. Nazywa się to selekcją apostatyczną.
Klasyczny przykład doboru apostatycznego można znaleźć u ślimaka gajowego i jednego z jego drapieżników, drozda. Ślimak gajowy wykazuje polimorficzny wzór muszli, ale drapieżne drozdy podczas poszukiwania ofiary skupiają się na jednej lub dwóch powszechnych formach muszli. Dlatego te powszechne fenotypy podlegają silniejszej negatywnej presji selekcyjnej.
Inny przykład negatywnej selekcji zależnej od częstotliwości można znaleźć w systemach samozgodności roślin. U okrytonasiennych samozgodność homomorficzna ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania samozapłodnieniu, które zazwyczaj obejmuje mechanizmy genetyczne zapobiegające kiełkowaniu pyłku lub wzrostowi rurek, jeśli pyłek i słupek wyrażają identyczne allele. Jest to kontrolowane przez wieloalleliczny region genomowy zwany locus S. Z tego powodu rośliny wyrażające powszechne formy locus S często spotykają fałszywe “ja”—w których potencjalne zdarzenie reprodukcyjne, a tym samym przepływ genów, są blokowane z powodu genów samoniezgodności. Oznacza to, że rzadsze formy locus S podlegają selekcji dodatniej, podczas gdy pospolite formy są selekcjonowane ujemnie.
Natural selection can depend on how common or rare a phenotype is in a population. This is called frequency-dependent selection. Here, a phenotype’s fitness, or the ability to survive and reproduce, depends on its frequency in the population.
In positive frequency-dependent selection, as a phenotype becomes more common, its fitness within the population also increases.
For example, many Heliconius butterfly species have toxic morphs with bright color patterns. When one pattern is common, birds learn to recognize and avoid it. But when a new color pattern is rare, birds may not recognize it and may attack those butterflies until they learn that it is also toxic. Once they do, the survival and frequency of that morph increase.
In negative frequency-dependent selection, a phenotype’s fitness decreases as it becomes more common.
For instance, viceroy butterflies mimic the toxic monarch butterflies in color and pattern. When viceroys are fewer in number, birds avoid them, mistaking them for monarchs. But if viceroys become too common, birds learn that many of these butterflies are safe to eat, which decreases the viceroys’ fitness in the population.
From Chapter 31:
Now Playing
31.3 : Selekcja zależna od częstotliwości
Natural Selection
20.4K Views
31.1 : Co to jest dobór naturalny?
Natural Selection
109.1K Views
31.2 : Rodzaje selekcji
Natural Selection
38.2K Views
31.4 : Granice doboru naturalnego
Natural Selection
30.8K Views