Διαφορική αναπαραγωγική επιτυχία στην Επιστήμη της Εξέλιξης

Ο όρος διαφορική αναπαραγωγική επιτυχία ακούγεται περίπλοκο, αλλά αναφέρεται σε μια μάλλον απλή ιδέα κοινή στη μελέτη της εξέλιξης. Ο όρος χρησιμοποιείται κατά τη σύγκριση των επιτυχών ποσοστών αναπαραγωγής δύο ομάδων ατόμων στο ίδιο δημιουργία ενός πληθυσμού ειδών, το καθένα που παρουσιάζει ένα διαφορετικό γενετικά καθορισμένο χαρακτηριστικό ή γονότυπος. Είναι ένας όρος που είναι κεντρικός σε οποιαδήποτε συζήτηση ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ—η ακρογωνιαία αρχή της εξέλιξης. Οι εξελικτικοί επιστήμονες μπορεί, για παράδειγμα, να θέλουν να μελετήσουν εάν το μικρό ύψος ή το ψηλό ύψος είναι πιο ευνοϊκό για τη συνεχιζόμενη επιβίωση ενός είδους. Με την τεκμηρίωση πόσων ατόμων κάθε ομάδας παράγει απογόνους και σε ποιους αριθμούς, οι επιστήμονες καταλήγουν σε διαφορετικό ποσοστό αναπαραγωγικής επιτυχίας.

Από μια εξελικτική προοπτική, ο γενικός στόχος οποιουδήποτε είδους είναι να συνεχίσει στην επόμενη γενιά. Ο μηχανισμός είναι συνήθως αρκετά απλός: παράγει όσο το δυνατόν περισσότερους απογόνους για να διασφαλίσει ότι τουλάχιστον μερικά από αυτά επιβιώνουν για να αναπαραχθούν και να δημιουργήσουν την επόμενη γενιά. Άτομα μέσα στον πληθυσμό ενός είδους ανταγωνίζονται συχνά για τροφή, στέγη και ζευγάρια για να βεβαιωθούν ότι είναι δικό τους

Μερικές φορές ονομάζεται «επιβίωση του πιο κατάλληλου», η φυσική επιλογή είναι η διαδικασία με την οποία τα άτομα με γενετικά χαρακτηριστικά ταιριάζουν καλύτερα τα περιβάλλοντά τους ζουν αρκετά για να αναπαράγουν πολλούς απογόνους, περνώντας έτσι τα γονίδια για αυτές τις ευνοϊκές προσαρμογές στην επόμενη γενιά. Εκείνα τα άτομα που δεν έχουν τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά, ή που έχουν δυσμενείς ιδιότητες, είναι πιθανό να πεθάνουν πριν μπορέσουν να αναπαραχθούν, αφαιρώντας το γενετικό τους υλικό από το τρέχον γενετική δεξαμενή.

Ο όρος διαφορική αναπαραγωγική επιτυχία αναφέρεται σε μια στατιστική ανάλυση που συγκρίνει επιτυχημένα ποσοστά αναπαραγωγής μεταξύ ομάδων σε ένα δεδομένο γενιά ενός είδους - με άλλα λόγια, πόσους απογόνους κάθε ομάδα ατόμων μπορεί να φύγει πίσω. Η ανάλυση χρησιμοποιείται για τη σύγκριση δύο ομάδων που έχουν διαφορετικές παραλλαγές του ίδιου χαρακτηριστικού και παρέχει στοιχεία για το ποια ομάδα είναι η «πιο κατάλληλη».

Εάν τα άτομα εκθέτουν παραλλαγή Α ενός χαρακτηριστικού αποδεικνύεται ότι φτάνει την αναπαραγωγική ηλικία συχνότερα και παράγει περισσότερους απογόνους από τα άτομα με παραλλαγή Β του ίδιου χαρακτηριστικού, το διαφορικό ποσοστό αναπαραγωγικής επιτυχίας σάς επιτρέπει να συμπεράνετε ότι η φυσική επιλογή βρίσκεται στη δουλειά και ότι η παραλλαγή Α είναι πλεονεκτική - τουλάχιστον για τις συνθήκες εκείνη τη στιγμή. Αυτά τα άτομα με παραλλαγή Α θα παραδώσουν περισσότερο γενετικό υλικό για αυτό το χαρακτηριστικό στην επόμενη γενιά, καθιστώντας πιο πιθανό να επιμείνει και να συνεχιστεί στις μελλοντικές γενιές. Η παραλλαγή Β, εν τω μεταξύ, είναι πιθανό να εξαφανιστεί σταδιακά.

Η διαφορική αναπαραγωγική επιτυχία μπορεί να εκδηλωθεί με διάφορους τρόπους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μια παραλλαγή χαρακτηριστικών μπορεί να αναγκάσει τα άτομα να ζήσουν περισσότερο, έχοντας έτσι περισσότερα συμβάντα γέννησης που προσφέρουν περισσότερους απογόνους στην επόμενη γενιά. Ή, μπορεί να προκαλέσει την παραγωγή περισσότερων απογόνων με κάθε γέννηση, παρόλο που η διάρκεια ζωής παραμένει αμετάβλητη.

Η διαφορική αναπαραγωγική επιτυχία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της φυσικής επιλογής σε οποιονδήποτε πληθυσμό οποιουδήποτε ζώντος είδους, από τα μεγαλύτερα θηλαστικά έως τους μικρότερους μικροοργανισμούς. Η εξέλιξη ορισμένων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηρίων είναι ένα κλασικό παράδειγμα φυσικής επιλογής, στο οποίο βακτήρια με γονιδιακή μετάλλαξη που τα καθιστούν ανθεκτικά στα φάρμακα αντικατέστησαν σταδιακά βακτήρια που δεν είχαν τέτοια αντίσταση. Για τους ιατρικούς επιστήμονες, ο εντοπισμός αυτών των στελεχών ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων (το «πιο κατάλληλο») περιελάμβανε την καταγραφή των διαφορών ποσοστών αναπαραγωγικής επιτυχίας μεταξύ διαφορετικών στελεχών των βακτηρίων.