Skip to content
Graad 12 · Diversiteit, Verandering & Kontinuïteit · Les 1

Darwinisme en Natuurlike Seleksie

Charles Darwin het voorgestel dat spesies oor tyd verander deur natuurlike seleksie. Stel 'n besoedelingsvlak in en kyk hoe 'n gesimuleerde peperskabmot-populasie oor generasies verskuif.

Darwin se waarnemings

Tydens sy reis op die HMS Beagle het Charles Darwin waargeneem dat spesies op die Galápagos-eilande (veral die vinke) merkwaardige variasie tussen eilande getoon het — verskillende snawelvorms geskik vir verskillende voedselbronne (bv. saad kraak teenoor insekte vang teenoor kaktusse eet). Hy het ook opgemerk dat individue binne 'n spesie nooit identies is nie — daar is altyd natuurlike variasie in 'n populasie.

Galápagos-vinke: elke eiland het vinke gehad met snawelvorms wat aangepas was by die plaaslike voedselvoorraad, wat daarop dui dat 'n gemeenskaplike voorouer oor tyd gediversifiseer het om verskillende nisse te vul.

Die teorie van natuurlike seleksie

Darwin (en onafhanklik, Alfred Russel Wallace) het natuurlike seleksie voorgestel as die meganisme wat evolusionêre verandering dryf. Die teorie berus op verskeie sleutelwaarnemings en -afleidings:

Natuurlike seleksie is nie "oorlewing van die sterkste" nie — dit is differensiële voortplantingsukses: individue met voordelige oorerflike eienskappe laat meer oorlewende nakomelinge na, wat die eienskappe van die populasie geleidelik verskuif.

Gevallestudie: die peperskabmot (Biston betularia)

Voor die Industriële Revolusie in Brittanje was die meeste peperskabmotte liggekleurd met donker spikkels, wat hulle teen korsmos-bedekte boombas kamoefleer het. 'n Skaars donker (melanistiese) vorm het ook bestaan. Namate industriële besoedeling korsmos doodgemaak het en boomstamme met roet verswart het, het die ligte vorm makliker geword vir voëls om raak te sien en te vreet, terwyl die donker vorm nou beter gekamoefleer was.

Oor daaropvolgende generasies het die frekwensie van die donker vorm dramaties toegeneem in besoedelde industriële gebiede — 'n verskynsel genoem industriële melanisme. Toe besoedeling later verminder is, het die ligte vorm weer meer algemeen geword. Dit is 'n goed-gedokumenteerde, werklike-wêreld voorbeeld van natuurlike seleksie wat op 'n bestaande variasie (motkleur) binne 'n populasie inwerk.

Kontras: Lamarck se teorie

Voor Darwin het Jean-Baptiste Lamarck die oorerwing van verworwe eienskappe voorgestel — die idee dat eienskappe wat 'n organisme gedurende sy leeftyd ontwikkel of versterk (deur gebruik), direk aan sy nakomelinge oorgedra kan word (bv. 'n kameelperd wat sy nek rek om blare te bereik, en dan 'n langer nek aan sy kroos oordra). Hierdie teorie is sedertdien bewys om verkeerd te wees — verworwe eienskappe word nie in 'n organisme se gene gekodeer nie en kan dus nie oorgeërf word nie.

Darwin — Natuurlike SeleksieLamarck — Verworwe Eienskappe
Bron van variasieReeds-bestaande oorerflike variasie in die populasieEienskappe verwerf/verander gedurende 'n individu se leeftyd
MeganismeDifferensiële oorlewing en voortplanting van reeds-variërende individueDirekte oordrag van 'n leeftyd se veranderinge na nakomelinge
Wetenskaplike statusOndersteun deur uitgebreide bewyse; aanvaarde teorieNie ondersteun nie — verworwe eienskappe word nie oorgeërf nie

Hoe vinnig gebeur evolusie? Gradualisme teenoor onderbroke ewewig

Evolusionêre bioloë het gedebatteer oor die tempo waarteen evolusionêre verandering plaasvind, wat twee modelle oplewer:

GradualismeOnderbroke ewewig
Patroon van veranderingStadige, gestadige, deurlopende opbouing van klein veranderinge oor lang periodesLang periodes van min of geen verandering (stasis), onderbreek deur relatief kort, vinnige uitbarstings van verandering
Wanneer vinnige verandering plaasvindN.v.t. — verandering word as konstant aanvaarTipies geassosieer met 'n spesiasiegebeurtenis, omgewingsomwenteling, of 'n klein geïsoleerde populasie onder sterke seleksiedruk
Voorspelling vir fossielrekordVerwag 'n gladde, geleidelike reeks van intermediêre fossieleVerwag lang onveranderde fossielreekse met skielike gapings waar nuwe vorms skielik verskyn
Albei modelle handel oor dieselfde onderliggende proses (natuurlike seleksie) — hulle verskil slegs oor of hulle voorspel dat verandering konstant is, of in kort, ongelyke uitbarstings gebeur, geskei deur lang periodes van stabiliteit.

Peperskabmot-seleksiesimulator

Stel die besoedelingsvlak in, druk dan Speel. Voëls vreet verkieslik watter motkleur ook al die meeste teen die boombas uitstaan, wat die populasie se kleurverhouding oor generasies verskuif.

Voorspel eers: As roet die bas donker maak, watter motkleur sal meer algemeen word? Verander enige mot van kleur? Toets dit dan: Stel hoë besoedeling en laat die generasies loop; herstel dan en probeer skoon bas.

Populasie-kleurverhouding oor generasies

Besoedelingsvlak (bas-donkerheid) 50%
Generasie: 0 · Ligte motte: 50% · Donker motte: 50%
0/6
Gaan die verduidelikings hierbo na.
Beantwoord in jou oefeningboek.
Vraag 1 · (3 punte)
Beskryf wat Darwin oor vinke op die Galápagos-eilande waargeneem het, en wat dit vir hom gesuggereer het.
Vraag 2 · (5 punte)
Skets die VYF sleutelpunte van Darwin se teorie van natuurlike seleksie (oorproduksie, variasie, stryd om oorlewing, oorlewing van die bes-aangepaste, oorerflikheid).
Vraag 3 · (4 punte)
Gebruik die peperskabmot as voorbeeld en verduidelik hoe industriële besoedeling gelei het tot 'n verandering in die frekwensie van die donker (melanistiese) vorm.
Vraag 4 · (3 punte)
Verduidelik Lamarck se teorie van oorerwing van verworwe eienskappe, met die kameelperd se nek as voorbeeld.
Vraag 5 · (2 punte)
Verduidelik waarom Lamarck se teorie nou as wetenskaplik verkeerd beskou word.
Vraag 6 · Lees van Populasiedata oor Tyd (7 punte)
Navorsers monitor die persentasie donker (melanistiese) peperskabmotte in 'n industriële dorp oor 150 jaar. (Waardes hieronder is illustratief van die goed-gedokumenteerde werklike-wêreld tendens, nie 'n presiese historiese datastel nie.)
Jaar1850190019502000
Donker (melanistiese) motte (%)5%95%90%15%
(a) Beskryf die tendens in die persentasie donker motte van 1850 tot 1950. Verduidelik met behulp van natuurlike seleksie waarom hierdie verandering sou plaasgevind het.
(b) Beskryf die tendens van 1950 tot 2000. Stel voor wat waarskynlik in die omgewing gedurende hierdie tydperk verander het, en verduidelik die meganisme wat hierdie verskuiwing veroorsaak het.
(c) 'n Leerder beweer: "Industriële besoedeling het motte laat ontwikkel om donker kleur te kry, en het hulle toe laat terug-ontwikkel na ligte kleur sodra die besoedeling weg was." Identifiseer wat wetenskaplik verkeerd is met hierdie verduideliking, en herskryf dit korrek in terme van bestaande variasie en differensiële oorlewing.
(d) Was, gebaseer op hierdie data, die ligte of die donker vorm ooit heeltemal uit die populasie uitgeskakel? Waarom is dit belangrik vir hoe vinnig die populasie op die TWEEDE omgewingsverandering (1950–2000) kon reageer?