追踪自然选择如何跨代发生

自然选择（natural selection）是这样一个过程：带有适应环境的等位基因的个体存活和繁殖得更多，所以这些等位基因在下一代中变得更常见。这个过程作用于种群，经过许多代。它需要可遗传的变异。

你已经能说明遗传变异的来源。这一课要说明环境如何偏向其中一部分变异。

要写出怎样的推理链？

这条推理链适用于任何生物。完整的答案要写出每一环。

1. **变异：**种群中的个体带有不同的等位基因，所以彼此不同。
2. **过度繁殖：**出生的后代比环境能养活的多。
3. **选择压力：**捕食者、疾病或食物供应等因素使一部分个体死亡。
4. **较适应者存活：**带有有利等位基因的个体更可能存活。
5. 繁殖：幸存者繁殖并把等位基因传下去。
6. **种群改变：**下一代中这些等位基因的比例更高。

学生最常漏掉的是第 5 步。只有存活，并不会改变下一代。

例题详解

在一个虚构的岛上，浅色沙地被深色火山地取代。一个虚构的小鼠种群有 1000 只，其中 800 只浅色，200 只深色。

一种捕食者靠视觉猎食。在深色地面上，存活到繁殖年龄的比率，浅色小鼠是 25%，深色小鼠是 60%。

**第 1 步，浅色小鼠的存活数：**800 × 0.25 = 200。

**第 2 步，深色小鼠的存活数：**200 × 0.60 = 120。

**第 3 步，存活总数：**200 + 120 = 320。

**第 4 步，比例的变化：**选择之前，深色小鼠占 200/1000 = 20%。选择之后占 120/320 = 37.5%。检验：0.375 × 320 = 120。

**第 5 步，下一代：**假设幸存者繁殖，新种群又是 1000 只，比例与亲代相同。那么深色小鼠有 0.375 × 1000 = 375 只，浅色小鼠有 625 只。

第 6 步，写出解释：“小鼠的毛色不同，是因为带有不同的等位基因。在深色地面上，捕食者吃掉了更多浅色小鼠。深色小鼠存活并繁殖得更多，所以把深色毛的等位基因传了下去。深色小鼠的比例上升了。”

这是简化的模型，存活率是假设的。真实种群的变化步伐更小，同样的选择重复许多代，比例可以移动得更远。

要留意的错误

错误答案：“最强壮的小鼠存活下来，因为它们是最适者。”

适者不等于最强。这里存活下来的小鼠，只是伪装得更好。这个答案也停在存活这一步，缺少通向下一代的联系。

改正方法：说出特征（深色毛），说明它为什么有帮助（躲避捕食者的伪装），最后以“繁殖并传下等位基因”作结。一个快速的检验是，看你的答案是不是以等位基因而不是以个体结尾。

自我检测

所有种群均为虚构。

1. 把这些步骤排成正确的顺序：（a）幸存者繁殖；（b）个体之间存在变异；（c）该等位基因的比例上升；（d）部分个体因捕食者而死亡。

2. 对一群昆虫进行选择后，剩下 300 只幸存者，其中 210 只带有绿色的等位基因。幸存者中带有该等位基因的百分比是多少？

3. 一个含 2000 个细菌的培养物中，有 2 个细胞带有耐药突变。抗生素杀死每一个不耐药的细胞。请说明接下来几代会发生什么。

下一步

接下来请学习比较自然选择与生物“选择”适应，这一课处理最常见的错误解释。你可以在概率树与计数板中练习计算结果，并在遗传模型板中检验简单的杂交。准备好后，用单元练习题组测试这条推理链。

这些步骤在纸上看得懂，遇到新的生物却乱了，是很常见的事。生物线上一对一补习的老师会给你新的例子来练习，直到你能顺着推理链一步步写出来。