Olelusvõitlus ja looduslik valik

Kas olete mõelnud:

Miks kaelkirjakul on nii pikk kael? Miks mõned loomad värvuvad talveperioodil valgeks? Mida tähendab väide, et tugevam jääb ellu? Miks mõned liigid pole miljonite aastate jooksul üldse muutunud? Miks mõnikord jäävad püsima ka tunnused, mis võivad takistada looma ellujäämist?

 

Sissejuhatus

19. sajandi keskel panid Inglise loodusuurijad tähele, et Manchesteri ümbruse tööstuspiirkonnas leidub üha rohkem tumedaid ning üleni musti liblikaid. Tahmastel puutüvedel, kust halli värvi samblikud välja surid, olid tumedad putukad lindudele halvemini näha. Kui õhukvaliteet paranes, hakkasid liblikad uuesti heledamaks muutuma. Miks lühikese ajaperioodi jooksul sellised muutused toimuvad ja mis neid muutusi suunab?

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks:

teate,

• mis on olelusvõitlus;
• millised on loodusliku valiku vormid;

oskate

• võrrelda loodusliku valiku vorme, nende toimumise tingimusi ja tulemusi.

 

Olelusvõitlus

Charles Darwin nimetas organismide ellujäämise ja paljunemise sõltuvust neid takistavatest asjaoludest olelusvõitluseks.

Ellujäämist ja paljunemist piiravad:

• biootilised tegurid ehk eluslooduse tegurid - teised liigikaaslased - konkureerivad toidu, elupaiga või emaslooma nimel ja teiste liikide isendid - konkurents, kiskjad ja saakloomad, taimtoidulised organismid ja taimed,
• abiootilised ehk eluta looduse tegurid - ebasoodne temperatuur, niiskus, soolsus, valgus, üleujutus, maavärin, vulkaanipurse, haiguste levik vms.

Ellu jäävad isendid, kellel on erinevalt liigikaaslastest kasulik tunnus, näiteks kaitsevärvus, suurem viljakus, vastupidavus haigustele, reostusele, antibiootikumidele, mürkidele ja/või klimaatilistele tingimustele.

Valgejänes on talveperioodil valge, et jääda lumega kiskjatele märkamatuks (joonis 4.1.5.1.).

Joonis 4.1.5.1. Valgejänes vahetab karva

 

Looduslik valik

Looduslik valik seisneb organismide ebavõrdses ellujäämises ja paljunemises, mis tuleneb nende geneetilistest ja elutingimuste iseärasustest. Oluliseks loodusliku valiku tingimuseks on varieeruvuse olemasolu ja populatsioonisisene erinevus nende muutuste pärandumisel. Eristatakse kolme loodusliku valiku vormi - stabiliseeriv, suunav ja lõhestav valik. Nimetatud loodusliku valiku erinevad variandid võivad ka kombineeruda.

 

Stabiliseeriv valik

Stabiliseeriv valik saab toimuda juhul, kui keskkonnatingimused on pikka aega suhteliselt püsivad, sellisel juhul muutub liik väga vähe. Paljunemisel kõrvaldatakse erandid ja keskmiste tunnustega organismid paljunevad eelistatult.

Näiteks punarinnu emalind muneb ühe muna päevas ning lõpetab munemise tavaliselt siis, kui kurnas on neli muna. Kui kurnas on rohkem mune, siis tähendab see, et pojad on alatoidetud ning vähem munedes ei pruugi kooruda piisavalt elujõulisi järglasi (joonis 4.1.5.2.).

Joonis 4.1.5.2. Stabiliseeriv valik punarinnu kurna näitel

 

Suunav valik

Suunava valiku korral muutuvad elutingimused kindlasuunaliselt või asub liik elama uude keskkonda. Eelistatult annavad järglasi keskmisest teatud suunas erinevate tunnustega organismid. Liik muutub kindlas suunas.

Näiteks tööstuspiirkondades on puude tüved tumenenud ning samblikud vähenenud, heledamad kasevaksikud torkavad lindudele silma ning süüakse ära, tumedamad jäävad vähemmärgatavaks (joonis 4.1.5.3). Sellist tumedavärviliste putukate levikut tööstuspiirkondades hakati 19. sajadi tööstusrevolutsioonijärgselt nimetama tööstuslikuks melanismiks.

Joonis 4.1.5.3. Suunav valik tööstuspiirkondades levivate tumedavärviliste putukate näitel (tööstuslik melanism)

 

Lõhestav valik

Lõhestava valiku korral on liigi levilas erinevate elutingimustega piirkonnad. Kaks või enam keskmisest erinevate tunnustega isendirühma paljunevad eelistatult.

Näiteks halli karvavärvusega jänes ning valge ja halli värvusega jänes sulanduvad paremini keskkonda ning suudavad hoida kehatemperatuuri paremini kui valget värvi jänes (joonis 4.1.5.4.). Seega jäävad eelisseisus ellu hallid või hallivalgekirjud jänesed.

Joonis 4.1.5.4. Lõhestav valik jäneste karvavärvuse näitel

 

Suguline valik ja kunstlik valik

Suguline ja kunstlik valik pole tavapärased loodusliku valiku vormid. Sugulist valikut lahksugulistel loomadel kirjeldas esmakordselt juba Charles Darwin. Sugulise valiku puhul jäävad püsima tunnused, mis ei pruugi organismile olla kasulikud, aga on atraktiivsed vastassugupoolele.

Üheks selliseks näiteks on isase rabakonna siniseks värvumine paaritumisperioodil (joonis 4.1.5.5.). Tõenäoliselt on just sugulise valiku tõttu jäänud inimestel püsima sinine silmavärvus.

Joonis 4.1.5.5. Isane rabakonn värvub paljunemisperioodil siniseks

 

Kunstlik valik on inimeste huvidele vastavate tunnustega isendite ebateadlik või teadlik valimine sordi- või tõuaretuses ning sobimatute isendite paljundamisest kõrvaldamine. Koerte kodustamine, mis algas juba 100 000 aastat tagasi, on näide kunstlikust valikust. Erinevate omadustega koerte seast valiti ristamiseks need koerad, kellel olid inimesele sobilikumad tunnused.

 

Sissejuhatusest

Pöördume tagasi sissejuhatuses esitatud küsimuse juurde. Miks tööstuspiirkondades hakkasid levima tumedavärvilised kasevaksikud?

Täitke kogutud teadmise alusel lüngad.

19. sajandi alguses täheldati Inglismaa tööstuspiirkondades tumedavärviliste kasevaksikute arvukuse tõusu võrreldes heledavärvilistega. Sellist tumedama pigmendiga putukate levikut tööstuspiirkondades hakati nimetama 

. See on näide olelusvõitlusest, kus tumedamatelt puutüvedelt torkavad lindudele rohkem silma 

 kasevaksikud ning 

 jäävad märkamatuks. Sellist kindlasuunalist liigi muutumist nimetatakse 

 valikuks. Tänapäeval, kui tööstustele on kehtestatud rangemad piirangud, on hakanud 

 kasevaksikute arv taas tõusma.

Kokkuvõte

Looduslik valik seisneb organismide ebavõrdses ellujäämises ja paljunemises, mis tuleneb nende iseärasustest ja keskkonnast. Eristatakse stabiliseerivat-, suunavat-, ja lõhestavat looduslikku valikut. Organismide ellujäämine ja paljunemine sõltub keskkonnast ehk toimub olelusvõitlus, kus ühe indiviidi suurimaks konkurendiks on teine sama liigi esindaja. Rohkem järglasi annavad organismid, kellel on antud keskkonnas mõni kasulik tunnus.

 

Mõisted

olelusvõitlus

looduslik valik

stabiliseeriv valik

suunav valik

lõhestav valik

suguline valik

 

Lisamaterjalid

Novaator: Praegused eurooplased erinevad oluliselt 8000 aasta eest Euroopa aladel elanud esivanematest novaator.err.ee/256754/praegused-eurooplased-erinevad-oluliselt-8000-aasta-eest-euroopa-aladel-elanud-esivanematest

 

1. ülesanne*

Lohistage loodusliku valiku vormide kirjeldustele vastavad mõisted sobivasse kohta.

Tunnused, mis on atraktiivsed vastassugupoolele, aga muus osas eeliseid ei anna - 

Äärmuslike tunnustega isendite eelispaljunemine - 

Keskmiste tunnustega isendite eelispaljunemine - 

Keskmistest kindlas suunas erinevate organismide eelispaljunemine - 

suguline valik

lõhestav valik

suunav valik

stabiliseeriv valik

2. ülesanne*

Valige, millised tegurid mõjutavad harilikku siili (Erinaceus europaeus) Eestis.

• rebane.
• dingo.
• kiritigu.
• temperatuur.

3. ülesanne*

Valige õige lauselõpp.

Erinevate koeratõugude esinemine on näide ...

• sugulisest valikust.
• stabiliseerivast valikust.
• suunavast valikust.
• kunstlikust valikust.

4. ülesanne**

Lohistage näited sobiva loodusliku valiku vormi juurde.

Lohistatav 1 koguarvust 6.

pika kaela kujunemine kaelkirjakutel

Lohistatav 2 koguarvust 6.

lühikese ja pika nokaga veriamadiinid saavad paremini toitu kätte kui keskmise nokaga

Lohistatav 3 koguarvust 6.

antibiootikumi-resistentsus osadel bakteritel

Lohistatav 4 koguarvust 6.

suurtes sügavustes muutumatuna püsinud mantelhai

Lohistatav 5 koguarvust 6.

inimese keskmine sünnikaal on 3,5 kg

Lohistatav 6 koguarvust 6.

linnud toituvad ainult tumepruunidest ja beežidest tigudest, pruune ei sööda

Lohistav asukoht 1 koguarvust 3.

Stabiliseeriv valik

Lohistav asukoht 2 koguarvust 3.

Suunav valik

Lohistav asukoht 3 koguarvust 3.

Lõhestav valik

5. ülesanne**

Valige õige lauselõpp.

Isasel paabulinnul on uhke saba, mis muudab ta kergemini tabatavaks, takistab liikumist ning kulutab lisaenergiat. Sellise saba tekkimine on näide ...

• stabiliseerivast valikust.
• kunstlikust valikust.
• lõhestavast valikust.
• sugulisest valikust.

6. ülesanne**

Kirjeldatud on kolme loodusliku valiku vormi. Leidke igale kirjeldusele sobiv.

Algses okasmetsa putukatepopulatsioonis esines kõige enam pruuni värvusega putukaid ning vähem tumepruune ja helepruune.

a) Metsaraie järgselt jäävad puud kasvama liivasele pinnasele ja tumedate kividega kaetud pinnasele. Liivasel pinnasel jäävad eelistatult ellu 

 putukad ja kivisel pinnasel 

 putukad. Millist loodusliku valiku vormi antud näide kirjeldab? 

b) Mets võeti looduskaitse alla ning pikema ajaperioodi jooksul ei ole seal keskkonnas muutusi toimunud. Eelistatult paljunevad 

 putukad ning liivases metsaservas leidub ka vähesel määral 

 putukaid ja kivisel metsaserval 

 putukaid. Millist loodusliku valiku vormi antud näide kirjeldab? 

c) Metsa ja metsa rannavööndisse rajati uuselamurajoon, putukate populatsioon jäi alles vaid tumedate kividega metsaserva. Eelistatult paljunevad 

 putukad. Millist loodusliku valiku vormi antud näide kirjeldab? 

lõhestav valik

stabiliseeriv valik

tumedamaid

pruunid

heledamaid

tumedamad

heledamad

tumedamad

suunav valik

7. ülesanne***

1910. aastal avastas Ameerika arst James Bryan Herrick ühel mustanahalisel üliõpilasel sirprakulise aneemia, mille korral on punaste vereliblede kuju poolkuud meenutav ehk sirbikujuline. Hiljem selgus sirprakulise aneemia omapärane geograafiline levik (Vahemeremaad ja Aafrika) ja seos troopilise malaaria endeemiliste aladega. 1949. aastal sõnastas John Burdon Sanderson Haldane "malaariahüpoteesi" - sirprakulise aneemia levik tuleneb heterosügootide selektiivsest eelistusest malaariapiirkondades. Hüpoteesi kontrollides selgus, et heterosügootsed lapsed haigestuvad troopilisse malaariasse ligi 20 korda harvemini kui normaalsed homosügoodid. Sirprakulise aneemiaga homosügoodid põevad rasket aneemiat, mis on sageli letaalne. Heterosügootidel haigus enamasti terviseprobleeme ei tekita ning nad on vastupidavad malaariale.

Kuidas on looduslik valik mõjutanud sirprakulise aneemia esinemist?

                                           

• Kunstliku valiku teel on malaariapiirkonnas sirprakulise aneemia abil loodud malaaria suhtes resistentne populatsioon..
• Malaariapiirkonnas jäävad suurema tõenäosusega elama sirprakulise aneemia suhtes heterosügootse genotüübiga inimesed. Selline alleelide esinemissageduse püsivus on näide stabiliseerivast valikust..
• Looduslik valik ei ole sirprakulise aneemia levikut kuidagi mõjutanud..
• Suguline valik soosis sirbikujuliste punaste vereliblede püsimajäämist teatud piirkondades..

8. ülesanne***

Bioloogide hinnangul on suur nahavärvide mitmekesisus evolutsioonis tekkinud suhteliselt hiljuti, kaasnedes tänapäeva inimese väljarändamisega Aafrikast 50 000 kuni 100 000 aastat tagasi. Euroopa aladele rännanud inimeste nahatoon on muutunud heledamaks. Heleda nahaga inimesed said väiksema päikeseintensiivsusega piirkonnas toota piisavas koguses D-vitamiini, mis on vajalik kaltsiumi ja fosfori imendumiseks luukoes. Kuidas selgitada aga seda, et tumedanahalistel Gröönimaal elavatel innuitidel säilis tume nahk?

• Nende elukeskkond ei ole viimase 100 000 aasta jooksul muutunud..
• Innuitid on traditsiooniliselt tarbinud toiduks rohkelt porgandeid, mis sisaldavad karotinoide..
• Innuitide traditsiooniline toit sisaldab palju mereloomi ja seega on nad saanud sellega oma D-vitamiinivajaduse rahuldatud..
• Tumedama nahaga innuitid olid jääkarude jahtimisel edukamad..

• Allalaadimine
• Kasutusõigused
• Vistutamine