FORHOLDET MELLEM TILPASNING OG DIFFERENTIEL OVERLEVELSE AF LEVENDE VÆSENER - BIOLOGI - 2025

I evolutionær biologi er et centralt tema studiet af tilpasninger. Disse kan defineres i form af processer eller tilstande. Hvis vi betragter det som en proces, er det den del af evolutionær ændring, der er drevet af mekanismen for naturlig udvælgelse. I modsætning hertil er det med hensyn til tilstand et kendetegn, hvis nuværende tilstand er formet af naturlig selektion.

Naturlig selektion er en evolutionær mekanisme og defineres som den differentielle reproduktion af levende væsener. Således reproducerer nogle organismer mere end andre takket være besiddelse af en eller anden egenskab eller karakter, der øger deres kondition.

Kilde: pixabay.com

Disse grundlæggende ideer blev udviklet af Charles Darwin i "Artenes oprindelse." Evolution er den eneste kendte mekanisme, der kan føre til tilpasninger.

Det vil sige, at der er en forbindelse mellem tilpasning og den differentielle reproduktionssucces hos visse individer, der præsenterer træk, der øger deres kondition. Når sidstnævnte forekommer i populationer, genererer det tilpasninger.

Tilpasninger, naturlig valg og

I evolutionen er der flere kernekoncepter, såsom tilpasning, naturlig udvælgelse og fitness. Der er andre vigtige udtryk (såsom gendrift), men med henblik på denne artikel vil vi fokusere vores opmærksomhed på disse tre.

Fitness er en organisms evne til at overleve og formere sig, hvilket efterlader frugtbart afkom. Der er flere måder at kvantificere det på, og parameteren varierer mellem 0 og 1.

Når en arvelig egenskab giver nogle individer en fordel med hensyn til kondition (sammenlignet med deres kammerater, der ikke besidder det), sker der noget uundgåeligt: ​​disse individer vil reproducere mere end de andre og øger deres hyppighed i befolkningen. Dette kaldes naturligt valg.

Udtrykket 'udvælgelse' er ofte vildledende, da der ikke er nogen bevidst valg af nogle individer i processen.

Som en proces defineres tilpasning som evolution forårsaget af naturlig selektion, der resulterer i ophobning af gunstige ændringer.

Som karakter er tilpasning et træk, der udvikles gradvist, og som udfylder en bestemt biologisk rolle. Med hensyn til egnethed var denne egenskab overlegen i sammenligning med andre træk i træk i artenes evolutionære historie.

Hvad er adaptationisme?

Et populært syn på evolutionær biologi kaldes adaptationisme. Ifølge forsvarerne for dette perspektiv kan langt de fleste af de egenskaber, der findes i organiske væsener, betragtes som tilpasninger, og deres tilstand er optimal.

Der er bemærkelsesværdige videnskabsmænd i evolutionsgrenen, der støtter det adaptationistiske program, såsom John Maynard Smith eller William Hamilton, blandt andre. En af hans største modstandere er den berømte paleontolog Stephen Jay Gould og hans kollega Richard Lewontin.

En af konsekvenserne af tilpasningskraft er opdelingen af ​​organismen i områder, der ikke er forbundet med hinanden, ved at vurdere træk isoleret. Hans modstandere hævder, at eksistensen af ​​et træk i dag ikke altid bør forstås som et adaptivt træk.

Er alle funktioner tilpasninger?

Når vi vurderer egenskaberne ved et organisk væsen, kan vi ikke konkludere uden bevis for, at alle dens egenskaber svarer til tilpasninger. Der er andre processer, der kan forklare tilstedeværelsen af ​​nogle funktioner. Bemærk, at en af ​​konsekvenserne af, at en egenskab ikke er tilpasningsdygtig, er, at det ikke er produktet af naturlig udvælgelse.

Det kan være, at det kendetegn, vi observerer, simpelthen er en konsekvens af dets kemi eller fysik. For eksempel ville ingen tro, at den karakteristiske lyserøde farve på blod er tilpasningsdygtig. Det er simpelthen en konsekvens af dens struktur - som sandsynligvis er tilpasningsdygtig, da det sikrer transport af ilt.

Det kan også være en egenskab, der er blevet fikseret af gendrift, en anden evolutionær mekanisme. Faktisk er konsekvensen af ​​drift ikke-adaptiv udvikling, da der er forskellig reproduktiv succes, men ikke knyttet til en egenskab, der øger individers egnethed.

En anden mulighed er, at det kendetegn, som vi observerer og synes er adaptivt, er knyttet til et andet (for eksempel er gener tæt på hinanden på det samme kromosom, så sandsynligheden for rekombination er lav) end hvis det vælges.

Hvordan kontrollerer vi, om en egenskab er tilpasningsdygtig eller ej?

I tilfælde af at vi har mistanke om, at et træk er en tilpasning, skal vi bevise det på samme måde, som vi ville bevise noget andet faktum inden for de biologiske videnskaber: ved hjælp af den videnskabelige metode.

Vi må overveje en række eksperimenter for at hjælpe os med at kontrollere, om den pågældende egenskab er adaptiv. F.eks. Har vi mistanke om, at isbjørnens hvide farve fungerer som camouflage.

Selvom det ikke ville være særlig praktisk, ville et af de mulige eksperimentelle design være at male en bjørn brun, male en bjørn hvid (dette ville være procedurekontrollen for at sikre, at maling i sig selv ikke har nogen effekt i vores eksperiment) og en bjørn normal.

Senere ville vi kvantificere, hvis nogen facet af de eksperimentelle organismeres liv påvirkes. Vi skal anvende denne ræsonnement til enhver mistanke om tilpasninger, ikke under forudsætning af, at egenskaben er adaptiv.

Ekspression: en alternativ visning

I 1982 udgav forskerne Stephen Jay Gould og Elisabeth Vrba en artikel i tidsskriftet Paleobiology, der formaliserede et nyt koncept inden for biologi: eksaptation.

For forfatterne er udtagelse et nødvendigt udtryk i evolutionær biologi for at beskrive egenskaber, der er formet af naturlig selektion, og som i øjeblikket udfører en anden funktion.

Eksempler på exaptations

Vi kan bruge vores næse som et eksempel. Det er meget sandsynligt, at de aktuelle egenskaber ved denne bruskforlængelse er relateret til fordele ved respiration. Vi bruger dog denne struktur til at understøtte vores briller.

Det vil sige, at naturlig udvælgelse ikke favoriserede individer med aktuelle næser, fordi det favoriserede brugen af ​​briller.

Ekstrapolering af dette eksempel til en mere specifik biologisk situation, vi har pandas tommelfinger - Goulds berømte eksempel. Pandas diæt er udelukkende baseret på bambus, så dets korrekte håndtering er afgørende for dyrets liv. Panda bruger en "sjette" tommel til dette formål.

Imidlertid er tommelfingeren ikke en ægte finger, det er en forlængelse af en lille knogle, der oprindeligt hører til håndleddet, kaldet den radiale sesamoid.

I udviklingsudviklingen var det fordelagtigt for nogle individer at have en langstrakt radial sesamoid, der ligner en finger, da det sandsynligvis forbedrede håndteringen af ​​deres eneste fødevareemne.

Referencer

1. Gould, SJ, & Lewontin, RC (1979). San Marco's og Panglossian-paradigmet: en kritik af det adaptationsistiske program. Forløb fra Royal Society of London. Serie B. Biologiske videnskaber, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Ekspression - et manglende udtryk i videnskaben af ​​form. Paleobiologi, 8 (1), 4-15.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerede zoologiske principper. McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2006). Virveldyr: komparativ anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
5. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
6. Losos, JB (2013). Princeton guide til evolution. Princeton University Press.
7. Nielsen, R. (2009). Adaptionisme-30 år efter Gould og Lewontin. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
8. Rice, SA (2009). Evolutionens encyklopædi. Infobase Publishing.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologi: begreber og anvendelser uden fysiologi. Cengage Learning.