In Darwins boek 'On the Origin of Species' uit 1859 vroeg hij: kan het een verrassing zijn dat 'variaties op een of andere manier nuttig zijn voor elk wezen in de grote en complexe levensstrijd? , moet soms in de loop van duizenden generaties voorkomen? " Zouden deze variaties, zo stelde hij, individuen met gunstige eigenschappen 'niet de beste kans geven om te overleven en hun soort voort te planten?' Zijn samenvatting: "Dit behoud van gunstige variaties en de afwijzing van schadelijke variaties, noem ik Natural Selection." Natuurlijke selectie is een resultaat van het feit dat de omgeving kiest voor voordelige fysieke kenmerken - het fenotype - in een populatie van organismen. Wanneer deze kenmerken erfelijk zijn, heeft natuurlijke selectie ook langetermijneffecten op de genenpool van een populatie.

Natuurlijke selectie

Veel soorten vertonen variaties in hun fysieke eigenschappen, en vaak komen deze eigenschappen voor langs een continuüm. Hoogte of haarkleur zijn voorbeelden. Een natuurlijk bereik van variabiliteit kan bestaan ​​in die eigenschappen van alle leden van een soort. Stel je bijvoorbeeld een vlindersoort voor met een verdeling van de tonglengte, bijvoorbeeld van 12 millimeter tot ongeveer 30 millimeter. Als er een verandering optreedt in het overheersen van lange, buisvormige bloemen in hun omgeving, dan hebben vlinders met langere tongen het makkelijker om voedsel te krijgen. Die vlinders kunnen gezonder zijn dan anderen en succesvoller zijn in de fokkerij, of ze zullen waarschijnlijk lang genoeg overleven om zich voort te planten.

Fenotype en omgeving

Zoals in het voorbeeld met de vlinder komt natuurlijke selectie voor wanneer de fysieke kenmerken van een organisme het min of meer geschikt maken om te gedijen in een omgeving. De fysieke kenmerken worden het fenotype genoemd; daarom werkt natuurlijke selectie rechtstreeks op het fenotype. Het fenotype van een organisme wordt bepaald door zowel omgevingsinvloeden als genotype. Dat wil zeggen, als een organisme groeit en zich ontwikkelt, kunnen omgevingsfactoren de grootte en andere fysieke kenmerken beïnvloeden; maar wanneer het is bedacht, zijn veel van zijn kenmerken vooraf bepaald door genotype. Daarom wordt de invloed van de omgeving op het fenotype van een populatie van organismen vertaald naar een invloed op het genotype van die populatie.

Fenotype en Genotype

Het verband tussen genotype en fenotype is niet noodzakelijk eenvoudig en direct. Dat wil zeggen, er is geen één-op-één correlatie tussen gen en eigenschap; het is niet altijd zo eenvoudig als één gen dat één eigenschap controleert. Denkend aan het vlindervoorbeeld gedijen de vlinders met lange tongen en produceren meer nakomelingen. Daarom worden in de loop van de tijd het gen of de genen die coderen voor lange tongen meer algemeen in die populatie van vlinders. Dat betekent echter niet dat de volgende generatie vlinders allemaal lange tongen zullen hebben. Dat komt door de complexe relatie tussen genotype en fenotype. Zelfs als een enkel gen verantwoordelijk was voor lange tongen, kon driekwart van het nageslacht van langtongige ouders een kort-tong-gen dragen. Veel fysieke kenmerken worden echter beïnvloed door meerdere genen, wat de situatie nog ingewikkelder maakt.

De genenpool

Een nog belangrijker maatregel van genetische of genotypische verandering is de frequentie van alle genotypen in alle leden van een soort. Dat wordt de genenpool genoemd en het vertegenwoordigt de totale mogelijke variatie in een genetische eigenschap.

Terugkerend naar het vlindervoorbeeld, wanneer mensen met een lange tong meer geschikt zijn voor het milieu, zal de volgende generatie vlinders niet noodzakelijkerwijs hebben een groter percentage genen met een lange tong in hun genenpool. In de loop van de tijd zal de voortgezette selectiedruk op het fenotype echter de genenpool van de vlindersoort wijzigen als de lange buisvormige bloemen in de omgeving blijven overheersen. Het exacte mechanisme van genotypische verandering is nog steeds niet bekend - en het is zeker anders voor andere eigenschappen en afzonderlijke soorten.