Directionele selectie in evolutionaire biologie

Directionele selectie is een soort natuurlijke selectie waarbij het fenotype (de waarneembare kenmerken) van de soort neigt naar het ene extreme in plaats van het gemiddelde fenotype of het tegenovergestelde extreme fenotype. Directionele selectie is een van de drie veel bestudeerde soorten natuurlijke selectie, naast stabiliserende selectie en verstorende selectie. Bij het stabiliseren van selectie nemen de extreme fenotypes geleidelijk af in aantal ten gunste van het gemiddelde fenotype, terwijl bij ontwrichtende selectie het gemiddelde fenotype in beide richtingen krimpt ten gunste van uitersten. 

Voorwaarden die leiden tot directionele selectie

Het fenomeen van directionele selectie wordt meestal gezien in omgevingen die in de loop van de tijd zijn veranderd. Veranderingen in weer, klimaat of voedselbeschikbaarheid kunnen leiden tot gerichte selectie. In een zeer actueel voorbeeld in verband met klimaatverandering is onlangs waargenomen dat sockeye zalm de timing van hun spawnrun in Alaska heeft verschoven, waarschijnlijk vanwege de stijgende watertemperaturen. 

In een statistische analyse van natuurlijke selectie, toont directionele selectie een populatiebelcurve voor een bepaalde eigenschap die verder naar links of verder naar rechts verschuift. In tegenstelling tot de stabiliserende selectie verandert de hoogte van de belcurve echter niet. Er zijn veel minder "gemiddelde" individuen in een populatie die directionele selectie heeft ondergaan.

Menselijke interactie kan ook directionele selectie versnellen. Bijvoorbeeld, menselijke jagers of vissers die steengroeven achtervolgen meestal de grotere individuen van de bevolking voor hun vlees of andere grote decoratieve of nuttige delen. Na verloop van tijd zorgt dit ervoor dat de bevolking scheeftrekt naar de kleinere individuen. Een belkeuzekromme voor de selectie van de grootte zal een verschuiving naar links tonen in dit voorbeeld van de richtingselectie. Dierlijke roofdieren kunnen ook directionele selectie maken. Omdat langzamere individuen in een prooipopulatie eerder worden gedood en opgegeten, zal gerichte selectie de populatie geleidelijk neigen naar snellere individuen. Een belcurve die de grootte van de soort uitzet, schuift naar rechts bij het documenteren van deze vorm van directionele selectie. 

Voorbeelden

Als een van de meest voorkomende vormen van natuurlijke selectie, zijn er overvloedige voorbeelden van gerichte selectie die hebben bestudeerd en gedocumenteerd. Enkele bekende gevallen:

•  Pionier evolutionair wetenschapper Charles Darwin (1809-1882) bestudeerde wat later bekend werd als directionele selectie terwijl hij op de Galapagos-eilanden was. Hij merkte op dat de snavellengte van de Galapagos-vinken in de loop van de tijd veranderde als gevolg van beschikbare voedselbronnen. Toen er een gebrek aan insecten was om te eten, overleefden vinken met grotere en diepere snavels omdat de snavelstructuur nuttig was voor het kraken van zaden. Na verloop van tijd, toen insecten overvloediger werden, begon directionele selectie de voorkeur te geven aan vinken met kleinere en langere snavels die nuttiger waren voor het vangen van insecten.
• Uit fossiele gegevens blijkt dat zwarte beren in Europa in perioden tussen continentale ijstijd tijdens de ijstijden kleiner werden, maar tijdens de ijstijd groter werden. Dit was waarschijnlijk omdat grotere individuen een voordeel genoten onder omstandigheden van beperkte voedselvoorziening en extreme kou. 
• In Engeland uit de 18e en 19e eeuw begonnen peperige motten die overwegend wit waren om op te gaan in lichtgekleurde bomen te evolueren naar een overwegend donkere soort om op te gaan in een omgeving die steeds meer werd bedekt met roet van industriële revolutiefabrieken.