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物競天擇

出自維基百科,自由?百科全書
?色水比較近? 飛蛾 無?易? 獵食者 發現,容易生存同繁衍後代。

物競天擇 ?? mat 6 gi?ng 3 tin 1 zaak 6 英文 natural selection ),又叫 自然選擇 ,簡化講係 生物 遺傳 上分化出?同特徵,有?好有?壞( 係?「能?能??種生物生存同 繁殖 」?衡量),有壞特徵?比較難生存同繁衍後代,所以?環境淘汰,得返有好特徵?適應到環境而可以留低,將好特徵一代傳一代。

?論 [ 編輯 ]

?埋: 進化論

物競天擇??念係由 ?理斯·達爾文 (Charles Darwin)??本名著《 物種起源 》(On the Origin of Species)?度提出?。「通過物競天擇進行?進化」係指某?等位基因因?有利於生存同 繁殖 而變得更加常見?過程。例如身上帶有「 抗藥 能力勁? 基因 」? 細菌 個體比較能?生存落去同埋繁殖,所以?下一代入面「抗藥能力勁?基因」?個等位基因就變得更加常見。?個機制成日?人話?係 不證自明 ?,因?個機制係三個簡單事實?必然結果 [1]

  • 表現型 差異 :就算係?一個族群?生物入面,個體彼此之間?形態、生理、行?等各方面(表現型)有所差異;
  • 適應能力差異 :?同?表現型特徵對於生存同繁殖?影響都?同,例如「 皮下脂肪 厚」對於?凍?地方生存有利,而「 不育 」對繁殖不利;
  • 適應能力?遺傳性 :??影響適應能力?表現型特徵受基因影響,有?甚至完全由基因話事?,所以有得一代傳一代。

?野外,好多時「生?出??下一代」數量大過「有得生存落去?下一代」,而??原因令到同一個物種之間?個體會爭生存所需?資源(例如係爭 ?食 )同埋繁殖?機會(例如係爭伴侶)。???競爭?度,某?個體因?先天優勢所以比較大機會爭?,好似係天生大隻?聰明?所以比較擅長??食,或者天生個樣??所以比較容易?到伴侶,於是乎??有先天優勢?個體同??有優勢?比起上?,會比較有能力生存同繁殖-將自己身上?基因傳去下一代?度 [2]

進化適應度 [ 編輯 ]

物競天擇帶出? 進化適應度 (fitness)?個?念。一隻生物?進化適應度係指?生存同繁殖?能力,而?個能力決定?有幾大 機會 將自己身上?基因傳去下一代。某隻生物?進化適應度係以「比例上有幾多後代帶有?自?隻生物?基因」? 量度 ? [3] ,所以進化適應度?係齋??可以生到幾多個後代?-就算?生到?仔女?數量係同類個體?十倍,如果??仔女因?太虛弱或者??識照顧等?原因而生存?到,?隻生物?進化適應度都?會好高 [1] [4]

一個特徵(或者等位基因)?進化適應度?係定死??變?。如果個族群住?環境變?,本?係中性或者有害?特徵可能會變成有利?特徵,反之亦然 [5]

例如係好出名? 樺尺? 學名 Biston betularia )?:樺尺?係一種 飛蛾 ,本來係白色帶黑斑點?,不過? 18 世紀 工業革命 ? 英格蘭 工廠 排出大量黑色?廢氣,引致樺尺?族群?色水有所改變- 生態學家 發現?工業革命?兩個世紀期間,英格蘭樺尺??色水變到黑???色。根據生物學家??究,?個現象?原因如下-樺尺??身體色水係由等位基因話事?,隻隻樺尺?身上都有決定?身體色水?基因,而「白色帶斑點?基因」同埋「黑色?基因」係?個基因?等位基因,?英格蘭樺尺?由白色帶斑點變成近乎全黑?色水?過程當中,「黑色?基因」??個族群?基因庫入面出現?頻率提升?(黑色身體??染得勁?環境?度起到 保護色 作用),而「白色帶斑點?基因」?出現頻率就相應跌?-?定義上就係一個進化?例子 [6]

上:未經工業革命?樺尺? 樣本
下:工業革命後?樺尺?樣本 [註 1]

好似係樺尺??:?一個乾淨?自然環境?度,生到成身黑色會令到隻?變得更加樣眼,更加容易??獵食者?到同捉?食,但?工業革命?陣,?工廠噴?好多?染物出?,?到??住?地方好多都變?黑????色,??個環境當中,「成身黑色」反而變?做個有利?特徵,令到隻?變得??樣眼。地球一路都有好多 地殼 活動、 氣候 同埋 洋流 等??令地球?環境不斷?變化,而??變化令到地球上?生物要係?進化?適應新環境,亦都令地球? 生物多樣性 (biodiversity)變得更加高 [7]

運算模擬 [ 編輯 ]

物競天擇可以大致上?用以下? JavaScript ? 模擬 [8]

var
 p
;
 // 基因 P ?個族群當中?出現率

var
 N
 =
 2000
;

var
 generations
 =
 200
;

var
 data
 =
 [];

var
 simulations
 =
 10
;


// 定義??子程序先。

function
 next_generation
(
simulation_data
)
 {
 // ?個子程序負責由一代?數據計下一代?樣

    var
 draws
 =
 2
 *
 N
;

    var
 A1
 =
 0
;

    var
 A2
 =
 0
;

    for
 (
var
 i
 =
 0
;
 i
 <
 draws
;
 i
 =
 i
 +
 1
)
 {

        // p 乘?數?代表基因 P 有幾有利生存繁殖,?個數?愈高愈表示基因 P 有利生存繁殖。

        if
 (
Math
.
random
()
 <=
 p
 *
 1.01
)
 {
 // ??個個案入面,0.5 * 1.01 大過 0.5,所以 A1 ?數?比較有可能上升。

            A1
 =
 A1
 +
 1
;

        }

        else
 {

            A2
 =
 A2
 +
 1
;

        }

    }

    p
 =
 A1
/
draws
;
 // 將 p 設做一代後,基因 P ?個族群當中?出現頻率。如果 p 上面乘?個數大過 1,? p ?數?傾向會升。

    simulation_data
.
push
(
p
);

}


function
 simulation
(
simulation_counter
)
 {
 // ?個子程序負責做模擬。

    p
 =
 0.5
;
 // 設 p 做 0.5,?係個族群入面一半個體有基因 P。 

    for
 (
var
 i
 =
 0
;
 i
 <
 generations
;
 i
 =
 i
 +
 1
)
 {
 // 行 200 代(設? generations = 200)。

        next_generation
(
data
[
simulation_counter
]);
 // 行 next_generation ?個子程序,行 200 次。

    }

}


// 個主程序??度。

for
 (
var
 i
 =
 0
;
 i
 <
 simulations
;
 i
 =
 i
 +
 1
)
 {
 // 做 10 次模擬(設? simulations = 10),

    data
.
push
([]);
 // 每次都將計出?數據放入 data[] ?個 array ?度。

    simulation
(
i
);
 // 行 simulation ?個子程序。

}

draw_line_chart
(
data
,
"Generation"
,
"p"
,[
"Population Size:"
,
N
,
"Generations:"
,
generations
]);

// 最後?條線,以 X 軸表示代,Y 軸表示 p;如果「p * 1.01」當中 p 乘?個數大過 1,通常條線會係一條有好多起起跌跌、但總體偏升?線。

想像 Y 軸表示「某個有利等位基因?出現頻率」,X 軸代表「第幾代」。

註釋 [ 編輯 ]

  1. 兩隻係?同個體。

?埋 [ 編輯 ]

引述 [ 編輯 ]

  1. 1.0 1.1 Lewontin, R. C. (November 1970). "The Units of Selection" (PDF). Annual Review of Ecology and Systematics . Palo Alto, CA: Annual Reviews. 1: 1?18.
  2. Hurst, Laurence D. (February 2009). "Fundamental concepts in genetics: genetics and the understanding of selection". Nature Reviews Genetics . London: Nature Publishing Group. 10 (2): 83?93.
  3. Haldane, J. B. S. (March 14, 1959). "The Theory of Natural Selection To-Day". Nature . London: Nature Publishing Group. 183 (4663): 710?713.
  4. Orr, H. Allen (August 2009). "Fitness and its role in evolutionary genetics". Nature Reviews Genetics . London: Nature Publishing Group. 10 (8): 531?539.
  5. Lande, Russell; Arnold, Stevan J. (November 1983). "The Measurement of Selection on Correlated Characters". Evolution. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons on behalf of the Society for the Study of Evolution . 37 (6): 1210?1226.
  6. Michael E. N. Majerus (August 2007). " The Peppered Moth: The Proof of Darwinian Evolution " (PDF). Archived from the original (PDF) on 15 June 2011.
  7. Felsenstein, Joseph (November 1979). "Excursions along the Interface between Disruptive and Stabilizing Selection". Genetics . Bethesda, M.D.: Genetics Society of America. 93 (3): 773?795.
  8. Salathe, M. (2016). Natural Selection 互聯網?案館 ? 歸? ,歸?日期2017年5月8號,.. Nature, in Code .