定向選擇機制
定向選擇是自然環境偏向特定基因型的生物個體存活和繁殖，導致特定適應特徵頻率在一個族羣中增加的演化驅動力過程，而其他非適應性或有害基因型逐漸減少，最終可能被取代。定向選擇促使一個物種對其環境逐漸適應，使其適應環境變更，例如温度升高或新的掠食者出現等狀況的挑戰性環境變化。
自然環境中的選擇優勢
在定向選擇過程中，表現某一特定性狀（適應特徵）的等位基因具有更優的適應度，讓攜帶這些有利特徵的生物個體在自然環境中具有存活和繁殖率的優勢，相較於攜帶不利基因的個體表現出更高的生息繁衍能力。這些有利的特徵可能包含更好的抗病力，增進覓食或躲避掠食能力，或者在有限資源的環境中取得生長優勢。隨著世代更替，攜帶著有利特徵個體的數量逐漸增加，而攜帶著不適宜環境或有害基因的生物的比例相對減少，導致有利等位基因在一個種羣中擴展的現象被稱為正向選擇。
與此形成對比的是「負向選擇」，也就是自然條件下，特定基因型表現出有害特徵，導致生物個體面臨生存或生繁殖的困難，因此不利等位基因在自然環境中逐漸減少，最終可能在族羣中完全消失（淨化選擇，清除不適應的突變）。
根據環境條件，自然環境中特定等位基因或表現型是否具備生存優勢，取決於不同條件下有利的基因特徵可能有所變化。定向選擇的驅動機制包括無機環境因素，比如温度、光線，以及生物因子例如共生關係、掠食壓力或競爭關係。
在自然選擇作用下，生物遺傳特徵的變化反映生物間競爭存活或適應環境的差異性後果；而定向選擇則是一個關鍵過程，驅動生物適應其自然環境，促其演化。因此，自然選擇被譽為演化的「主力部隊」，説明其在演化進程中的核心角色及其適者生存、弱肉強食的原理。
表：自然選擇的類型
| 類型 | 描述 | 代表 | 特色 |
|---|---|---|---|
| 定向選擇 | 偏重某一特定適應特徵 | 有利等位基因增加頻率 | 加速環境適應 |
| 平衡選擇 | 維持特定遺傳變異 | 持續多種類型等位基因 | 多重環境壓力或共適應的情況常見 |
| 性選擇 | 生殖對象選擇差異驅動物種演化 | 特徵展現及交配偏重 | 推動性狀分岐，如孔雀的尾羽 |
定向天擇：推動進化的核心力量
引言
在生物學中，「定向天擇」扮演著關鍵角色，推動著物種隨著時間的推移而進化。定向天擇是一個自然選擇過程，它有利於具有特定可遺傳性狀的個體。這些特定性狀使個體更適應其環境，從而提高存活和繁殖的機率。
定向天擇的機制
定向天擇涉及以下步驟：
- 變異：物種內的個體由於基因突變或基因重組而具備遺傳變異。
- 環境壓力：特定環境條件（例如：温度、食物可用性、掠食者壓力）對個體的存活和繁殖施加限制。
- 選擇：環境壓力會淘汰具有不利性狀的個體，而使具有有利性狀的個體能夠存活和繁殖。
- 遺傳：有利性狀被遺傳給下一代，因為它們是由遺傳變異所控制的。
- 時間：隨著時間的推移，定向天擇通過累積有利性狀的作用，導致物種的特徵發生變化。
定向天擇的類型
定向天擇有兩種主要類型：
| 類型 | 描述 |
|---|---|
| 正向定向天擇 | 在特定環境條件下，特定性狀的平均值朝著一個方向移動。 |
| 反向定向天擇 | 在特定環境條件下，特定性狀的平均值朝著與先前相反的方向移動。 |
定向天擇的例子
定向天擇的例子包括：
- 工業黑化：在工業革命期間，英國的樺樹蛾產生了黑色變異體，由於污染而變黑的樹木，黑色變異體具有隱蔽優勢，存活率更高。
- 耐抗生素細菌：在抗生素使用中，具有抗藥性基因的細菌更可能在抗生素暴露下存活並繁殖。
- 長頸鹿的脖子長度：在競爭食物來源時，脖子較長的長頸鹿具有優勢，可以接觸到更高處的樹葉。
結論