Komponenty biologické adaptace a metody kvantifikace



biologické adaptace, biologická způsobilost, biologická účinnost nebo. \ t fitness, v evoluční biologii, je to míra schopnosti určitého biologického subjektu zanechat úrodné potomky dalším generacím. Operativní definice je však složitá a neexistuje žádná přesná metoda nebo opatření, které by ji mohlo kvantifikovat.

Ačkoli je její definice matoucí a často chybně interpretovaná, fitness je základním konceptem pro pochopení evolučního procesu, protože výběr funguje prostřednictvím rozdílů v fitness mezi jedinci (nebo alely) v populaci.

Ve skutečnosti, podle S.C. Stearns fitness Je to pojem, kterému všichni lidé rozumí, ale nikdo ho nedokáže přesně definovat.

Index

  • 1 Co je fitness?
    • 1.1 Definice
    • 1.2 Původ termínu
  • 2 Součásti fitness
  • 3 Absolutní a relativní kondice
  • 4 Včetně fitness
  • 5 Metody kvantifikace fitness
    • 5.1 Rychlost změn frekvencí alel
    • 5.2 Experimenty s rekapitulací
    • 5.3 Odchylky od Hardyho-Weinbergova principu
  • 6 Odkazy

Co je to fitness?

Definice

Termín fitness označuje schopnost reprodukce a přežití skupiny organismů. Jinými slovy, to je vlastnost, která určuje schopnost propagovat jejich geny v populaci, s průchodem generací. V literatuře najdeme desítky definic, včetně:

- Tendence jednotlivce nebo jednotlivců nést alelu, která jim umožňuje přežít a produkovat životaschopné potomstvo.

- Rychlost, s jakou je alela nebo charakteristika numericky rozptýlena.

- Schopnost jedince s určitými alely využívat zdroje a vyrovnat se s podmínkami životního prostředí, aby přežila a rozmnožovala se.

- Kvantifikovatelná charakteristika alel, genotypů nebo charakteristik jednotlivců, kteří předpovídají jejich numerické zastoupení v budoucích generacích.

Někteří autoři, kteří se snaží definovat fitness, zaměňují ji s evoluční dynamikou - což je logický důsledek změny v fitness.

Z pojmového hlediska fitness je to obdobný parametr pro genetiky a pro etology a ekology. Rozdíl je však ve způsobu, jakým obě větve evoluční biologie odhadují nebo kvantifikují parametr.

Původ termínu

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení britský přírodovědec Charles Darwin tento termín nepoužil fitness v prvních vydáních ořídí druh.

Naproti tomu Darwin použil sloveso "přizpůsobit se odkazovat na schopnost fenotypu vyvíjet se a „sedět“ v prostředí, kde žije.

Pomocí analogie modelu klíče a zámku je tento klíč reprezentován organismem a zámkem prostředí, které musí odpovídat podmínkám přežití, vývoje, růstu a reprodukce..

Fitness se objevil v pozdějších edicích Původ druhu vlivem polymath Herberta Spencera a jeho populární fráze "přežití nejschopnějších" (v angličtině) přežití nejschopnějších).

Komponenty fitness

Podle Futuymy (2005), fitness Skládá se ze tří složek: pravděpodobnosti přežití v několika reprodukčních fázích, průměrného počtu potomků produkovaných samicí a průměrného počtu potomků produkovaných samcem..

Variace v počtu potomků je logickým důsledkem konkurence k nalezení partnera - obvykle známého jako sexuální výběr.

Jako pravděpodobnost přežití a průměrný počet potomků tvoří složky fitness, Je to koncept, který se vztahuje pouze na skupiny. Například fitness všech jedinců určitého genotypu.

Není reprezentativní odkazovat fitness jednotlivce, protože jejich reprodukční úspěch a jejich přežití mohou být ovlivněny náhodou.

Fitness absolutní a relativní

V literatuře fitness vyjadřuje se v absolutních a relativních termínech. Pro jednoduchost je tento koncept použitelný pro organismy, které se v životě pouze reprodukují a nedochází k překrývání generací v jejich populacích, protože se všichni jedinci rozmnožují ve stejnou dobu..

V těchto organismech fitness absolutní hodnota alely je definována jako průměrný počet potomků produkovaných jednotlivcem nesoucím uvedenou alelu.

Lze ji vypočítat jako součin relativní plodnosti podle podílu přeživších. Teoreticky lze tuto hodnotu téměř kvantifikovat.

Naproti tomu fitness příbuzný alely je jeho fitness absolutní ve srovnání s referenční alelou. Podle konvencí je referenční alelou ta, která má nejvyšší hodnotu fitness absolutní a je přiřazena relativní hodnota 1.

Další způsob, jak vyjádřit fitness relativní fitness absolutní populace nebo jako frekvenční poloměr alely v příští generaci s ohledem na současnou generaci. Uznává se, že výběr působí v relativním a nikoli v absolutním smyslu.

Fitness včetně

V roce 1964 vyvinul evoluční teoretik William Hamilton geniální teorii, aby porozuměl altruistickému chování určitých zvířat: výběr rodiny.

Hamilton vyvinul koncept fitness Inkluzivní nebo inkluzivní efektivita. Pro autora fitness lze rozdělit na dvě složky, jednu přímou a jednu nepřímou.

První je výsledkem reprodukce jednotlivce, zatímco druhý je dosažen reprodukcí blízkých příbuzných.

Nepřímá účinnost vzniká, když blízcí příbuzní dosáhnou většího reprodukčního úspěchu, než by dosáhli sami, díky příspěvku svých příbuzných.

Metody kvantifikace fitness

V empirických studiích je možné odhadnout fitness s využitím různých metodik, z nichž každá má své výhody a nevýhody.

Vědci se domnívají, že fitness záleží na kontextu, proto přirozené experimentální návrhy poskytují lepší výsledky než měření parametru, které jsou prováděny v laboratoři s ideálními životními podmínkami, malým stresem a neomezeným množstvím potravin.

Literatura navrhuje tři metody kvantifikace fitness: s použitím rychlosti změny alelických frekvencí, prostřednictvím experimentů s rekapitulací tagů a použitím odchylek v Hardyho-Weinbergově principu. Druhý případ se týká pouze případů heterozygotní výhody.

Rychlost změny alelických frekvencí

V prvním případě se vypočteme výběrový koeficient, který kvantifikuje redukci fitness vzhledem k nejlepšímu genotypu, s výrazem s = AP / p'q2. Znát hodnotu s můžete vědět fitness s výrazem: Fitness (w) = 1 - s.

Mark-recapture experimenty

Ve druhé metodě jednoduše spočítejte poměr počtu osob, které byly získány zpět na počet propuštěných osob. Je přiřazena nejvyšší hodnota fitness 1 a zbytek je rozdělen mezi uvedenou hodnotu.

Odchylky od Hardyho-Weinbergova principu

Konečně odchylky od Hardyho-Weinbergova principu počítají vztah mezi pozorovanými a očekávanými frekvencemi. A stejně jako v předchozím případě je přiřazen fitness 1 na nejvyšší hodnotu a zbytek se dělí tímto.

Odkazy

  1. Darwin, C. (1859). O původu druhů prostřednictvím přirozeného výběru. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evoluční analýza. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Evoluce . Sinauer.
  4. Ridley, M. (2004). Evoluce. Malden.
  5. Soler, M. (2002). Evoluce: základ biologie. Jižní projekt.
  6. Westneat, D., & Fox, C. W. (Eds.). (2010). Evoluční ekologie chování. Oxford University Press.