Дял:
Характеристики на биологичната адаптация, видове, примери
а биологична адаптация това е характеристика, присъстваща в организма, която увеличава нейната способност за оцеляване и размножаване, спрямо нейните спътници, които не притежават тази черта. Единственият процес, който води до появата на адаптации, е естественият подбор.
Ако спрем да наблюдаваме различните линии на живите организми, ще открием, че те са пълни с поредица от сложни адаптации. От мимиката на пеперудите до сложната структура на техните крила, които позволяват полета.
Не всички характеристики или черти, които наблюдаваме в някои организми, могат незабавно да бъдат обозначени като адаптации. Някои от тях могат да бъдат химически или физически последици, могат да бъдат черти, произведени от генния дрейф или от събитие, наречено генетичен автостоп.
Характеристиките на организмите могат да бъдат изследвани чрез прилагане на научния метод, за да се провери дали те наистина са адаптации и каква е тяхната предварителна функция..
За тази цел трябва да бъдат предложени и тествани хипотези за потенциална употреба с подходящ експериментален дизайн - или чрез манипулиране на индивида, или чрез просто наблюдение.
Въпреки че адаптациите изглеждат многократно съвършени и дори "проектирани", те не са. Адаптациите не бяха резултат от съзнателен процес, тъй като еволюцията няма нито край, нито цел, нито пък се стреми да усъвършенства организмите.
индекс
- 1 Характеристики
- 2 вида
- 3 са всички функции адаптации?
- 3.1 Те могат да бъдат химични или физически последици
- 3.2 Може да е следствие от дрейфа на гените
- 3.3 Can е свързан с друга характеристика
- 3.4 Може да е следствие от филогенетична история
- 4 Предварителни адаптации и преработки
- 5 Примери за адаптации
- 5.1 Полет при гръбначни животни
- 5.2 Ехолокация в прилепи
- 5.3 Дългият врат на жирафите
- 5.4 И така, каква е ползата от вратовете на жирафите??
- 6 Различия с еволюцията
- 7 Обърквания относно адаптациите
- 8 Препратки
функции
Адаптацията е функция, която увеличава фитнес на лице. В еволюционната биология терминът фитнес или биологичната адекватност се отнася до способността на организма да напуска потомството. Ако определен индивид остави повече потомство от партньор, се казва, че той има повече фитнес.
Индивидът с по-голямо фитнес Той не е най-силният, нито най-бързият, нито най-големият. Той е този, който оцелява, намира помощник и възпроизвежда.
Някои автори обикновено добавят други елементи в своите определения за адаптация. Ако вземем под внимание историята на потомството, можем да определим адаптацията като производен характер, който еволюира в отговор на определен селективен агент. Тази дефиниция сравнява ефектите от характера в фитнес на конкретен вариант.
тип
Адаптациите могат да се появят на различни нива. Можем да демонстрираме морфологични и анатомични адаптации като зъби, които ни позволяват да консумираме определени видове храни или структури, предназначени да работят и бързо да достигнат до плячката си или да избягат от хищници..
Адаптациите могат да бъдат и физиологични, или на нивото на клетките, или на биохимичните процеси, които се случват в организма.
Например, някои риби, които живеят във вода, където температурата е изключително студена, имат протеини против замръзване, които им позволяват да плуват в ледени води без замръзване..
По същия начин адаптациите могат да бъдат поведенчески или етологични. Някои поведения в животните благоприятстват тяхното оцеляване и размножаване.
При влечугите капацитетът на терморегулацията се дава с движението към горещи или студени зони, в зависимост от нуждите на индивида. Друг пример е паразитното поведение на определени птици, за да слагат яйцата си в гнезда на други видове, за да се избегне размножителния процес.
Всички характеристики са адаптации?
Когато наблюдаваме всяко живо същество, ще забележим, че то е пълно с характеристики, които се нуждаят от обяснение. Помислете за птица: оцветяването на оперението, песента, формата на краката и клюна, сложните танци на ухажванията, можем ли да ги разглеждаме като адаптивни характеристики??
Не. Макар да е вярно, че естественият свят е пълен с адаптации, не трябва незабавно да заключим, че характеристиката, която наблюдаваме, е една от тях. Една черта може да присъства главно поради следните причини:
Те могат да бъдат химични или физически последици
Много характеристики са просто последствия от химическо или физическо събитие. Цветът на кръвта е боядисан в бозайниците и никой не мисли да припише червения цвят per se това е адаптация.
Кръвта е червена поради своя състав: червените кръвни клетки съхраняват протеин, отговорен за транспорта на кислород, наречен хемоглобин - който причинява характерното оцветяване на споменатия флуид..
Може да е следствие от генния дрейф
Дрейфът е случаен процес, който произвежда промени в честотите на алелите и води до фиксиране или елиминиране на някои алели стохастично. Тези характеристики не дават никакво предимство и не увеличават. \ T фитнес на индивида.
Да предположим, че имаме популация от бели мечки и черни мечки от един и същи вид. В даден момент, изследваната популация страда от намаляване на броя на организмите поради екологична катастрофа и повечето бели индивиди умират случайно.
С течение на времето има голяма вероятност алелът, който кодира черна кожа, да бъде фиксиран и цялото население да стане чернокож..
Това обаче не е адаптация, тъй като не дава предимство на лицето, което го притежава. Имайте предвид, че процесите на генния дрейф не водят до формиране на адаптации, това се случва само чрез механизма на естествения подбор.
Тя може да се свърже с друга функция
Нашите гени са една до друга и могат да бъдат комбинирани по различни начини в процес, наречен рекомбинация. В някои случаи гените са свързани и се наследяват заедно.
За да илюстрираме тази ситуация, ще използваме хипотетичен случай: гените, които кодират сините очи, са свързани с тези на русата коса. Логично това е опростяване, вероятно има и други фактори, свързани с оцветяването на структурите, но ние го използваме като дидактичен пример..
Да предположим, че русата коса на нашия хипотетичен организъм му дава предимство: камуфлаж, защита от радиация, студ и др. Хората с руса коса ще имат повече деца, отколкото техните връстници, които не притежават тази характеристика.
Потомството, в допълнение към русата коса, ще има сини очи, защото гените са свързани. През поколенията може да се види, че сините очи се увеличават често, въпреки че не придават никакво адаптивно предимство. Това явление е известно в литературата като "генетичен автостоп".
Това може да е следствие от филогенетична история
Някои символи може да са следствие от филогенетичната история. Шевовете на черепа при бозайниците допринасят и улесняват процеса на раждане, тъй като могат да го интерпретират като адаптация за него. Въпреки това, характеристиката е представена в други линии и е наследствена черта.
Предварителни адаптации и преработки
През годините еволюционните биолози обогатиха терминологията относно характеристиките на организма, включително нови концепции като "предварително адаптиране" и "овладяване"..
Според Futuyma (2005), предварителната адаптация е "черта, която случайно служи на нова функция".
Например, силните върхове на някои птици може да са избрани да консумират определен вид храна. Но в подходящи случаи тази структура може да служи и като адаптация за атака на овце. Тази внезапна промяна на функцията е предварително адаптиране.
През 1982 г. Гулд и Врба въведоха концепцията за "преместване", за да опишат предварително адаптиране, което е било кооптирано за нова употреба..
Например, перата на плуващите птици не са оформени чрез естествен подбор под селективното натиск на плуване, но случайно са служили за него.
Като аналогия с този процес имаме носа си, въпреки че вероятно е бил избран, защото е добавил предимство в процеса на дишане, сега го използваме, за да държим лещите си..
Най-известният пример за издигане е палецът на пандата. Този вид се храни специално с бамбук и за да го манипулират, те използват „шестия палец“, получен от други структури на растежа.
Примери за адаптации
Полетът на гръбначните животни
Птиците, прилепите и вече изчезналите птерозаври придобиха по един конверторен начин средствата си за придвижване: полета. Няколко аспекта в морфологията и физиологията на тези животни изглеждат адаптации, които увеличават или благоприятстват способността за полет.
Костите представляват кухини, които ги превръщат в леки структури, но устойчиви. Тази конформация е известна като пневматизирани кости. В сегашните летателни линии - птици и прилепи - храносмилателната система също има определени особености.
Червата са много по-къси, в сравнение с не-летящи животни с подобен размер, вероятно за да намалят теглото си по време на полет. По този начин, намаляването на повърхността на абсорбция на хранителни вещества избира увеличаване на пътищата на абсорбция за клетъчната.
Адаптациите в птиците достигат молекулярните нива. Предполага се, че размерът на генома е намален като адаптация за полет, намалявайки метаболичните разходи, свързани с наличието на голям геном и следователно големи клетки..
Ехолокация в прилепи
В прилепите има особена адаптация, която им позволява да се ориентират пространствено, докато се движат: ехолокация.
Тази система се състои от излъчване на звуци (хората не могат да ги възприемат), които отскачат от обекти и прилепите могат да ги възприемат и превеждат. По същия начин, морфологията на ушите на някои видове се счита за адаптация, за да може ефективно да се приемат вълни.
Дългата шия на жирафи
Никой не би се усъмнил, че жирафите имат нетипична морфология: удължена врата, която държи малка глава и дълги крака, които поддържат теглото му. Този дизайн възпрепятства различните дейности на живота на животното, като например вземането на вода от езерото.
Обяснението на дългия шия на тези африкански видове е десетилетие любим пример за еволюционни биолози. Преди Чарлз Дарвин да схване теорията за естествения подбор, френският натуралист Жан-Батист Ламарк вече управлява концепция - макар и погрешна - за биологични промени и еволюция..
За Ламарк вратът на жирафите беше удължен, защото тези животни постоянно се простираха, за да достигнат пъпките на акациите. Това действие би довело до наследствена промяна.
В светлината на съвременната еволюционна биология се смята, че употребата и неизползването на героите нямат ефект върху потомството. Адаптацията на дългия врат трябваше да възникне, защото индивидите, които носеха мутации за тази характеристика, оставиха повече потомство от техните спътници с по-къс врат..
Интуитивно можем да предположим, че дългият врат помага на жирафите да получат храна. Тези животни обаче обикновено търсят храната си в ниски храсти.
И така, каква е ползата от вратовете на жирафите??
През 1996 г. изследователите Симънс и Шеферс изследвали социалните взаимоотношения на тази група и опровергали интерпретацията на начина, по който жирафите имали врата си..
За тези биолози, шията е еволюирала като „оръжие“, което мъжете използват в боевете, за да получат женските, а не да се хранят във високи области. Различни факти подкрепят тази хипотеза: шийките на мъжките са много по-дълги и по-тежки от тези на женските.
Можем да заключим, че въпреки че адаптацията има привидно очевидно значение, ние трябва да поставим под въпрос интерпретациите и да тестваме всички възможни хипотези, използвайки научния метод..
Различия с еволюцията
И двете понятия, еволюцията и адаптацията не са противоречиви. Еволюцията може да се осъществи чрез механизма на естествения подбор и това създава адаптации. Необходимо е да се подчертае, че единственият механизъм, който произвежда адаптации, е естественият подбор.
Има друг процес, наречен дрейф на гена (споменат в предишния раздел), който може да доведе до еволюция на популацията, но не води до адаптации.
Обърквания относно адаптациите
Въпреки че адаптациите изглеждат характеристики, предназначени точно за тяхната употреба, еволюцията и следователно концепцията на адаптациите нямат цел или съзнателна цел. Те не са синоним на напредъка.
Точно както процесът на ерозия не е предназначен да създава красиви планини, еволюцията не е предназначена да създава организми, перфектно приспособени към тяхната среда.
Организмите не се стремят да се развиват, така че естественият подбор не дава на индивида това, от което се нуждае. Например, представете си серия от зайци, които поради промени в околната среда трябва да издържат на силен студ. Нуждата на животните от обилно покритие няма да я накара да се появи и разпространи сред населението.
За разлика от това, някаква случайна мутация в генетичния материал на зайците може да генерира по-обилно покритие, което прави носителя повече деца. Тези деца вероятно наследяват козината на баща си. По този начин обилното покритие може да увеличи честотата му в заешкото население и в нито един момент заекът не е знаел за него.
В допълнение селекцията не произвежда перфектни структури. Те трябва да бъдат „достатъчно добри”, за да могат да преминат към следващото поколение.
препратки
- Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R. & Karasov, W.H. (2007). Храносмилателната адаптация на летящите гръбначни животни: високата чревна парацелуларна абсорбция компенсира по-малките черва. Известия на Националната академия на науките, 104(48), 19132-19137.
- Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Еволюционен анализ. Prentice Hall.
- Futuyma, D. J. (2005). еволюция. Sinauer.
- Gould, S.J., & Vrba, E.S. (1982). Опровержение - липсващ термин в науката за формата. Paleobiology, 8(1), 4-15.
- Organ, C.L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Произход на размера и структурата на генома на птиците при не-птичи динозаври. природа, 446(7132), 180.