Directionele selectie in evolutionaire biologie

Tim Graham/Getty Images

Directionele selectie is een soort van natuurlijke selectie waarin de fenotype (de waarneembare kenmerken) van de soort neigt naar het ene uiterste in plaats van het gemiddelde fenotype of het tegenovergestelde extreme fenotype. Directionele selectie is een van de drie veel bestudeerde vormen van natuurlijke selectie, naast: stabiliserende selectie en disruptieve selectie . Bij het stabiliseren van selectie nemen de extreme fenotypes geleidelijk in aantal af ten gunste van het gemiddelde fenotype, terwijl bij disruptieve selectie het gemiddelde fenotype krimpt ten gunste van extremen in beide richtingen.

Omstandigheden die leiden tot directionele selectie

Het fenomeen directionele selectie wordt meestal gezien in omgevingen die in de loop van de tijd zijn veranderd. Veranderingen in weer, klimaat of voedselbeschikbaarheid kunnen leiden tot directionele selectie. In een zeer actueel voorbeeld dat verband houdt met klimaatverandering, is onlangs waargenomen dat sockeye-zalmen de timing van hun spawn-run in Alaska verschuiven, waarschijnlijk als gevolg van stijgende watertemperaturen.

In een statistische analyse van natuurlijke selectie toont directionele selectie een populatieklokkromme voor een bepaalde eigenschap die ofwel verder naar links of verder naar rechts verschuift. Echter, in tegenstelling tot stabiliserende selectie , verandert de hoogte van de belcurve niet. Er zijn veel minder 'gemiddelde' individuen in een populatie die gerichte selectie heeft ondergaan.

Menselijke interactie kan ook de richtingsselectie versnellen. Menselijke jagers of vissers die steengroeven nastreven, doden bijvoorbeeld meestal de grotere individuen van de bevolking voor hun vlees of andere grote sier- of nuttige onderdelen. In de loop van de tijd zorgt dit ervoor dat de populatie scheeftrekt naar de kleinere individuen. Een belcurve voor directionele selectie voor grootte zal in dit voorbeeld van directionele selectie een verschuiving naar links laten zien. Dierlijke roofdieren kunnen ook gerichte selectie creëren. Omdat langzamere individuen in een prooipopulatie meer kans hebben om te worden gedood en opgegeten, zal gerichte selectie de populatie geleidelijk scheeftrekken in de richting van snellere individuen. Een belcurve die de grootte van de soort uitzet, zal naar rechts scheeftrekken bij het documenteren van deze vorm van directionele selectie.

Voorbeelden

Als een van de meest voorkomende vormen van natuurlijke selectie zijn er talloze voorbeelden van gerichte selectie die zijn bestudeerd en gedocumenteerd. Enkele bekende gevallen:

• Pionier evolutionair wetenschapperCharles Darwin(1809-1882) bestudeerde wat later bekend werd als directionele selectie terwijl hij in de Galapagos eilanden . Hij merkte op dat de snavellengte van de Galapagos vinken veranderd in de tijd als gevolg van beschikbare voedselbronnen. Toen er een gebrek aan insecten was om te eten, overleefden vinken met grotere en diepere snavels omdat de snavelstructuur nuttig was voor het kraken van zaden. Na verloop van tijd, toen er meer insecten kwamen, begon gerichte selectie de voorkeur te geven aan vinken met kleinere en langere snavels die nuttiger waren voor het vangen van insecten.
• Fossiele gegevens tonen aan dat zwarte beren in Europa in omvang afnamen tijdens perioden tussen continentale glaciale dekking tijdens de ijstijden, maar in omvang toenamen tijdens de glaciale periode. Dit was waarschijnlijk omdat grotere individuen een voordeel genoten onder omstandigheden van beperkte voedselvoorziening en extreme kou.
• In de 18e en 19e eeuw begonnen Engeland gepeperde motten die overwegend wit waren om op te gaan in lichtgekleurde bomen, zich te ontwikkelen tot een overwegend donkere soort om op te gaan in een omgeving die steeds meer bedekt werd met roet van fabrieken van de industriële revolutie.