Действительно ли естественный отбор случайен?

В Теории эволюции имеют место два основных фактора:

Один случайный, это различные мутации, которым подвергается ДНК организмов. Этот процесс добавляет генетической изменчивости данной популяции.

Другой не случайный, а естественный отбор. Это не случайно, потому что будут отобраны только те организмы, которые лучше приспособлены к выживанию в условиях окружающей среды.

Скорее всего, я ошибаюсь и хотел бы, чтобы меня поправили, но я думал о том, что, поскольку естественный отбор зависит от мутаций и условий среды, а поскольку эти условия могут формироваться случайными процессами, то не сделает ли он естественный отбор как на самом деле случайно?

Я имею в виду, что это, вероятно, слишком упрощенная аналогия, но возьмем группу млекопитающих, которые претерпевают большую серию мутаций за короткий период времени, и разделим их на два вида млекопитающих: одна группа животных с волосами, а другая группа с волосами. вообще без волос. Внезапно в один прекрасный день начинает идти снег. Можно было ожидать, что вторая группа, скорее всего, вымрет, а млекопитающие с волосами выживут. Поскольку погода основана на случайных процессах и поскольку естественный отбор в этом примере будет основан на мутациях, которым подверглись животные, а также на погоде, не будет ли естественный отбор принципиально случайным процессом?

Обратите внимание, что случайные процессы могут иметь систематические результаты. Например, случайное движение молекул газа приводит к ненулевому давлению. (Системы, которые не ведут себя таким образом, т. е. где случайные процессы не имеют предсказуемых систематических результатов, но результат остается непредсказуемым, называются хаотическими.)

Ответы (1)

Вы правы в некотором смысле. Процессы, вызывающие мутации в организме, являются стохастическими (не совсем случайными, но в большинстве организмов они фактически случайны во всех смыслах и целях). С точки зрения популяционной генетики считается, что мутации происходят случайным образом в геноме и имеют равную вероятность возникновения в данной паре оснований.

Среда также является случайной/стохастической в ​​том смысле, что она возникает в основном независимо от произошедших мутаций. Будет ли холодно один год, не зависит от мутаций, которые произошли в организме. (На самом деле это не совсем правильно, так как организмы могут создавать свои собственные экологические ниши и развиваться в соответствии с ними, но я думаю, что это выходит за рамки данного вопроса).

Что не является случайным, так это то, как частота генетических вариантов реагирует на различные условия. Это естественный отбор. Мы ожидаем, что в долгосрочной перспективе генетические варианты, повышающие приспособленность организма в данной среде, будут увеличиваться по частоте, и наоборот. Существует большое количество теорий и доказательств , которые предсказывают, как конкретный вариант может измениться по частоте при выборе реакции на определенное давление.

Как правильно указывает @jamesfq, хорошим примером неслучайного отбора в макромасштабе является конвергентная эволюция . Например, водные животные, такие как рыбы, некоторые млекопитающие (например, дельфины), амфибии и динозавры независимо развили обтекаемые формы тела, чтобы сохранять энергию при движении в воде.

В качестве примера неслучайности см. примеры параллельной эволюции, когда дальние родственники развивают сходные формы из-за давления окружающей среды. Например, ихтиозавры, дельфины, некоторые акулы и некоторые рыбы развили сходное строение тела, хотя существа с очень разным строением тела — плезиозавры, скаты — могут быть успешными в одной и той же среде.
Или, в качестве другого примера, сам факт того, что вы можете предсказать, что волосатые виды лучше выживут на холоде, делает их неслучайными.