Biologické adaptační charakteristiky, typy, příklady



Jeden biologické adaptace je to vlastnost přítomná v organismu, která zvyšuje svou schopnost přežití a reprodukce ve vztahu ke svým společníkům, kteří tuto vlastnost nemají. Jediný proces, který vyvolává vznik adaptací, je přirozený výběr.

Pokud přestaneme pozorovat různé linie živých organismů, zjistíme, že jsou naplněny řadou komplexních úprav. Od mimikry motýlů až po složitou strukturu křídel, které umožňují let.

Ne všechny charakteristiky nebo rysy, které pozorujeme v některých organismech, mohou být okamžitě označeny jako adaptace. Některé mohou být chemické nebo fyzikální následky, mohou to být rysy produkované genovým driftem nebo událost, která se nazývá genetické stopování.

Charakteristiky organismů lze studovat pomocí vědecké metody, aby se ověřilo, zda jsou skutečně adaptacemi a jaká je jejich předběžná funkce.

K tomu je třeba navrhnout a otestovat hypotézy o možném použití s ​​odpovídajícím experimentálním uspořádáním - buď manipulací s jednotlivcem, nebo prostým pozorováním..

Ačkoliv se adaptace zdají být mnohokrát dokonalé a dokonce „navržené“, nejsou. Adaptace nebyly výsledkem vědomého procesu, protože evoluce nemá ani cíl, ani cíl, ani neusiluje o dokonalé organismy.

Index

  • 1 Charakteristika
  • 2 Typy
  • 3 Jsou všechny funkce úpravy?
    • 3.1 Mohou to být chemické nebo fyzikální důsledky
    • 3.2 Může to být důsledek driftu genů
    • 3.3 Může se korelovat s jinou funkcí
    • 3.4 Může to být důsledek fylogenetické historie
  • 4 Předvzorkování a adaptace
  • 5 Příklady úprav
    • 5.1 Let u obratlovců
    • 5.2 Echolokace u netopýrů
    • 5.3 Dlouhý krk žiraf
    • 5.4 Jaký je tedy použití krku žirafy??
  • 6 Rozdíly s vývojem
  • 7 Zmatky o úpravách
  • 8 Odkazy

Vlastnosti

Úprava je funkce, která zvyšuje fitness jednotlivce. V evoluční biologii, termín fitness nebo biologická přiměřenost znamená schopnost organismu opustit potomstvo. Pokud některý jedinec opustí více potomků než partner, je řečeno, že má více fitness.

Jednotlivec s větším fitness Není to nejsilnější ani nejrychlejší, ani největší. On je ten, kdo přežije, najde partnera a reprodukuje.

Někteří autoři obvykle přidávají do svých definic adaptace další prvky. Pokud vezmeme v úvahu historii linie, můžeme definovat adaptaci jako derivační charakter, který se vyvinul v reakci na určité selektivní činidlo. Tato definice porovnává účinky charakteru v fitness konkrétní varianty.

Typy

Přizpůsobení se může objevit na různých úrovních. Můžeme demonstrovat morfologické a anatomické adaptace, jako jsou zuby, které nám umožňují konzumovat určité druhy potravin nebo struktur určených k běhu a rychlému dosažení jejich kořisti nebo úniku z predátorů.

Adaptace mohou být také fyziologické, buď na úrovni buněk nebo biochemických procesů, které se vyskytují v organismu.

Například některé ryby, které žijí ve vodě, kde jsou teploty extrémně chladné, mají nemrznoucí proteiny, které jim umožňují plavat v ledových vodách bez zamrznutí.

Stejným způsobem mohou být adaptace behaviorální nebo etologické. Některá chování u zvířat podporují jejich přežití a reprodukci.

U plazů je schopnost termoregulace dána pohybem do teplých nebo studených zón v závislosti na potřebách jednotlivce. Dalším příkladem je parazitické chování některých ptáků, kteří kladou vejce do hnízda jiných druhů, aby se zabránilo šlechtění.

Všechny funkce jsou úpravy?

Když pozorujeme každou živou bytost, všimneme si, že je plná charakteristik, které potřebují vysvětlení. Mysli na ptáka: zbarvení peří, píseň, tvar nohou a zobák, složité tance námluv, můžeme je považovat za adaptivní??

Ne. I když je pravda, že přírodní svět je plný adaptací, neměli bychom okamžitě vyvozovat, že jeden z nich, který pozorujeme, je jedním z nich. Vlastnost může být přítomna hlavně z následujících důvodů:

Mohou to být chemické nebo fyzické následky

Mnohé rysy jsou prostě důsledky chemické nebo fyzické události. Barva krve je u savců červená a nikdo si nemyslí, že by tuto barvu měla červenou per se je to adaptace.

Krev je červená díky svému složení: červené krvinky uchovávají protein zodpovědný za transport kyslíku zvaného hemoglobin - což způsobuje charakteristické zbarvení uvedené tekutiny.

Může to být důsledek driftu genů

Drift je náhodný proces, který produkuje změny ve frekvencích alel a vede ke fixaci nebo eliminaci některých alel stochasticky. Tyto vlastnosti neposkytují žádnou výhodu a nezvyšují fitness jednotlivce.

Předpokládejme, že máme populaci bílých medvědů a černých medvědů stejného druhu. V určitém bodě, populace studie trpí poklesem počtu organismů v důsledku ekologické katastrofy a většina bílých jedinců zemře náhodou.

S postupem času existuje vysoká možnost, že alela, která kóduje černou srst, je pevná a celá populace se stává černošskými jedinci.

Nejedná se však o adaptaci, protože neposkytuje žádnou výhodu jednotlivci, který ji vlastní. Všimněte si, že procesy genového driftu nevedou k tvorbě adaptací, k tomu dochází pouze prostřednictvím mechanismu přirozeného výběru.

To může být korelováno s jinou funkcí

Naše geny jsou vedle sebe a mohou být kombinovány různými způsoby v procesu nazývaném rekombinace. V některých případech jsou geny spojeny a zděděny společně.

Pro ilustraci této situace použijeme hypotetický případ: geny, které kódují modré oči, jsou spojeny s blond vlasy. Logicky se jedná o zjednodušení, pravděpodobně existují i ​​další faktory, které se zabývají zbarvením struktur, ale používáme jej jako didaktický příklad..

Předpokládejme, že blond vlasy našeho hypotetického organismu jí dávají určitou výhodu: kamufláž, ochrana proti záření, proti chladu atd. Jednotlivci s blond vlasy budou mít více dětí než jejich vrstevníci, kteří tuto vlastnost nemají.

Potomci, kromě blond vlasy, budou mít modré oči, protože geny jsou spojeny. Po celé generace můžeme vidět, že se modré oči zvětšují, i když nepřiznávají žádnou adaptivní výhodu. Tento jev je v literatuře známý jako "genetické stopování".

Může to být důsledek fylogenetické historie

Některé postavy mohou být důsledkem fylogenetické historie. Sutury lebky u savců přispívají a usnadňují proces porodu a jsou schopny jej interpretovat jako adaptaci. Nicméně, charakteristika je reprezentována v jiných řadách a je rodová vlastnost.

Pre-adaptace a exaptace

V průběhu let evoluční biologové obohatili terminologii týkající se charakteristik organismu, včetně nových konceptů, jako je „preadaptace“ a „exaptace“..

Podle Futuymy (2005) je pre-adaptace „vlastnost, která náhodně slouží nové funkci“.

Například silné špičky některých ptáků mohou být vybrány ke konzumaci určitého typu potravin. Ve vhodných případech však tato struktura může sloužit i jako adaptace k útoku na ovce. Tato náhlá změna funkce je pre-adaptace.

V roce 1982 představili Gould a Vrba koncept „adaptace“, aby popsali pre-adaptaci, která byla kooptována pro nové použití..

Například, peří ptáků plavání nebylo formováno přirozeným výběrem pod selektivním tlakem plavat, ale fortuitally oni sloužili pro to.

Jako analogie k tomuto procesu máme nos, ačkoli to bylo pravděpodobně vybráno, protože to přidalo nějakou výhodu v dýchacím procesu, nyní používáme to držet naše čočky..

Nejznámějším příkladem exaptace je palec pandy. Tento druh krmí specificky na bambusu a manipulovat to oni používají “šestý palec” odvozený z růstu jiné struktury.

Příklady úprav

Let v obratlovcích

Ptáci, netopýři a již zaniklé pterosaury získaly konvergentním způsobem své lokomoce: let. Některé aspekty morfologie a fyziologie těchto zvířat se zdají být adaptacemi, které zvyšují nebo podporují schopnost létat.

Kosti představují dutiny, které je přeměňují na lehké struktury, ale odolné. Tato konformace je známa jako pneumatizované kosti. V současných létajících liniích - ptáci a netopýři - má zažívací systém také určité zvláštnosti.

Střeva jsou mnohem kratší, ve srovnání s neletajícími se zvířaty podobné velikosti, pravděpodobně ke snížení hmotnosti během letu. Snížení povrchu absorpce živin tak zvolilo zvýšení absorpčních drah pro buněčné buňky.

Adaptace u ptáků dosahují molekulární úrovně. Bylo navrženo, že velikost genomu byla snížena jako adaptace pro let, což snižuje metabolické náklady spojené s velkým genomem, a proto velké buňky..

Echolokace u netopýrů

U netopýrů existuje zvláštní adaptace, která jim umožňuje orientovat se prostorově při pohybu: echolokace.

Tento systém se skládá z emise zvuků (lidé nejsou schopni je vnímat), které se odrazí od objektů a netopýři je mohou vnímat a překládat. Podobně je morfologie uší určitých druhů považována za adaptaci, aby bylo možné účinně přijímat vlny.

Dlouhý krk žiraf

Nikdo by nepochyboval o tom, že žirafy mají atypickou morfologii: prodloužený krk, který drží malou hlavu a dlouhé nohy, které podporují jeho váhu. Tato konstrukce brání různým činnostem života zvířete, jako je například odebírání vody z rybníka.

Vysvětlení dlouhého krku těchto afrických druhů bylo dekádou oblíbeným příkladem evolučních biologů. Než Charles Darwin vytvořil teorii přirozeného výběru, francouzský přírodovědec Jean-Baptiste Lamarck již zvládl koncept - byť mylný - biologických změn a vývoje..

Pro Lamarcka bylo prodloužení krku žiraf, protože tato zvířata se neustále natahovala, aby dosáhla pupenů akátu. Tato akce by měla za následek zděděnou změnu.

Ve světle moderní evoluční biologie se má za to, že použití a nepoužívání postav nemá na potomky žádný vliv. Přizpůsobení dlouhého krku muselo vzniknout, protože jedinci, kteří nesli mutace pro tuto charakteristiku, zanechali více potomků než jejich společníci s kratším krkem..

Intuitivně můžeme předpokládat, že dlouhý krk pomáhá žirafám dostat jídlo. Nicméně, tato zvířata obvykle hledají jejich jídlo v nízkých keřích.

Co je to za použití krku žiraf??

V roce 1996 studovali vědci Simmons a Scheepers společenské vztahy této skupiny a vyvrátili výklad toho, jak žirafy dostali krk.

Pro tyto biology, krk se vyvinul jako “zbraň” to muži používají v bojích dostat ženy, a ne dostat jídlo ve vysokých oblastech. Různé hypotézy tuto hypotézu podporují: krky samců jsou mnohem delší a těžší než samice.

Můžeme konstatovat, že ačkoli adaptace má zdánlivě zřejmý význam, musíme zpochybnit interpretace a otestovat všechny možné hypotézy vědeckou metodou.

Rozdíly s vývojem

Oba koncepty, evoluce a adaptace nejsou protichůdné. Evoluce se může uskutečnit prostřednictvím mechanismu přirozeného výběru, což vytváří adaptace. Je nutné zdůraznit, že jediným mechanismem, který produkuje adaptace, je přirozený výběr.

Existuje další proces, nazvaný drift genu (zmínil se o v předchozí sekci), který může vést k vývoji populace ale ne produkuje adaptace..

Zmatky o adaptacích

Ačkoliv se zdá, že adaptace jsou charakteristiky navržené přesně pro jejich použití, evoluce, a tedy koncepce adaptací, nemá cíl ani vědomý záměr. Nejsou synonymem pokroku.

Stejně jako proces eroze není určen k vytvoření krásných hor, evoluce není určena k vytvoření organismů dokonale přizpůsobených jejich prostředí.

Organismy se nesnaží vyvíjet, takže přirozený výběr nedává jedinci to, co potřebuje. Představte si například řadu králíků, kteří v důsledku změn prostředí musí snášet silný mráz. Potřeba zvířat pro bohatou srst neznamená, že se objeví a rozšíří v populaci.

Na rozdíl od toho, některé náhodné mutace v genetickém materiálu králíka mohou generovat hojnější srst, což nosič má více dětí. Tyto děti zřejmě zdědily otcovu kožešinu. Tudíž, bohatá srst může zvýšit svou frekvenci v populaci králíků a králík si to nikdy nebyl vědom.

Kromě toho výběr nevytváří dokonalé struktury. Měly by být „dostačující“, aby mohli přejít na další generaci.

Odkazy

  1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T. J., Lavin, S. R., Chediack, J.G., Tracy, C.R., & Karasov, W.H. (2007). Trávicí adaptace létajících obratlovců: vysoká intestinální paracelulární absorpce kompenzuje menší střeva. Sborník Národní akademie věd, 104(48), 19132-19137.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evoluční analýza. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Evoluce. Sinauer.
  4. Gould, S. J., & Vrba, E.S. (1982). Exaptace - chybějící termín ve vědě o formě. Paleobiologie, 8(1), 4-15.
  5. Organ, C.L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Původ velikosti a struktury ptačího genomu u non-ptačích dinosaurů. Příroda, 446(7132), 180.