Biologisen sopeutumisen ominaisuudet, tyypit, esimerkit

biologista sopeutumista se on ominaisuus, joka esiintyy organismissa, joka lisää sen kykyä selviytyä ja lisääntyä suhteessa sen tovereihin, joilla ei ole tätä ominaisuutta. Ainoa prosessi, joka aiheuttaa mukautusten esiintymisen, on luonnollinen valinta.

Jos pysähtymme tarkkailemaan elävien organismien eri linjoja, havaitsemme, että ne ovat täynnä useita monimutkaisia ​​mukautuksia. Perhosten jäljittelemisestä niiden siipien monimutkaiseen rakenteeseen, jotka mahdollistavat lennon.

Kaikkia ominaisuuksia tai ominaisuuksia, joita havaitsemme tietyissä organismeissa, ei voida välittömästi merkitä mukautuksiksi. Jotkut saattavat olla kemiallisia tai fyysisiä seurauksia, ne voivat olla geenin driftin aiheuttamia piirteitä tai tapahtumaa, jota kutsutaan geneettinen vaellus.

Organismien ominaisuuksia voidaan tutkia soveltamalla tieteellistä menetelmää varmistaakseen, ovatko ne todella mukautuksia ja mitä niiden alustava tehtävä on.

Tätä varten potentiaalista käyttöä koskevat hypoteesit on ehdotettava ja testattava riittävällä kokeellisella suunnittelulla - joko manipuloimalla yksilöä tai havainnollistamalla.

Vaikka mukautukset näyttävät monta kertaa täydelliseltä ja jopa "suunnitellulta", ne eivät ole. Mukautukset eivät olleet tietoisen prosessin tulos, koska evoluutiolla ei ole loppua eikä tavoitetta, eikä se pyrki täydentämään organismeja.

indeksi

• 1 Ominaisuudet
• 2 tyyppiä
• 3 Ovatko kaikki ominaisuudet mukautettuja?
  • 3.1 Ne voivat olla kemiallisia tai fyysisiä seurauksia
  • 3.2 Se voi olla seurausta geenin siirtymisestä
  • 3.3 Voi korreloida toisen ominaisuuden kanssa
  • 3.4 Se voi olla seurausta filogeneettisestä historiasta
• 4 Esisopeutukset ja -menettelyt
• 5 Esimerkkejä mukautuksista
  • 5.1 Lento selkärankaisilla
  • 5.2 Echolokointi lepakoissa
  • 5.3 Kirahvien pitkä kaula
  • 5.4 Joten, mitä käytetään kirahvilaisten kaulassa??
• 6 Erot evoluutiosta
• 7 Sekaannukset mukautuksista
• 8 Viitteet

piirteet

Mukautus on ominaisuus, joka lisää kunto yksilön. Evoluutiobiologiassa termi kunto tai biologinen riittävyys viittaa organismin kykyyn lähteä jälkeläisistä. Jos joku jättää enemmän jälkeläisiä kuin kumppani, sanotaan, että hänellä on enemmän kunto.

Yksilö suurempi kunto Se ei ole vahvin eikä nopein eikä suurin. Hän on se, joka selviää, löytää parin ja toistaa.

Jotkut tekijät lisäävät tavallisesti muita elementtejä mukautuksen määritelmiin. Jos otamme huomioon linjan historian, voimme määritellä mukautuksen johdannaismerkkinä, joka kehittyi vastauksena tiettyyn valikoivaan agenttiin. Tämä määritelmä vertaa merkin vaikutuksia kunto tietyn variantin.

tyyppi

Mukautukset voivat näkyä eri tasoilla. Voimme osoittaa morfologisia ja anatomisia mukautuksia, kuten hampaita, joiden avulla voimme kuluttaa tietyntyyppisiä elintarvikkeita tai rakenteita, jotka on suunniteltu juoksemaan ja saamaan nopeasti saaliinsa tai pakenemaan saalistajia.

Mukautukset voivat myös olla fysiologisia joko solujen tasolla tai organismin sisällä esiintyvissä biokemiallisissa prosesseissa.

Esimerkiksi tietyissä vesissä elävissä kaloissa, joissa lämpötila on erittäin kylmä, on antifriisi-proteiineja, joiden avulla ne voivat uida jäissä vesissä ilman jäädyttämistä.

Samalla tavalla mukautukset voivat olla käyttäytyviä tai etologisia. Tietyt käyttäytymiset eläimillä suosivat niiden eloonjäämistä ja lisääntymistä.

Matelijoilla lämpö- säätelykapasiteetti annetaan liikkeen ollessa kohti kuumia tai kylmiä vyöhykkeitä yksilön tarpeista riippuen. Toinen esimerkki on tiettyjen lintujen loinen käyttäytyminen munien sijoittamiseksi muiden lajien pesiin, jalostusprosessin välttämiseksi.

Kaikki ominaisuudet ovat mukautuksia?

Kun havaitsemme elävää olentoa, huomaamme, että se on täynnä ominaisuuksia, jotka tarvitsevat selitystä. Ajatelkaa lintua: höyhenen väritys, laulu, jalkojen muoto ja nokka, monimutkaiset tanssikirjat, voimmeko pitää niitä kaikkia mukautuvina ominaisuuksina??

Vaikka on totta, että luonnon maailma on täynnä mukautuksia, meidän ei pitäisi heti päätellä, että havaitsema ominaisuus on yksi niistä. Ominaisuus voi esiintyä pääasiassa seuraavista syistä:

Ne voivat olla kemiallisia tai fyysisiä seurauksia

Monet piirteet ovat yksinkertaisesti kemiallisen tai fyysisen tapahtuman seurauksia. Veren väri on nisäkkäissä punainen, eikä kukaan ajattele, että väri olisi punainen sinänsä se on sopeutuminen.

Veri on punainen sen koostumuksen vuoksi: punasolut pitävät hapen kuljetuksesta vastaavan proteiinin, jota kutsutaan hemoglobiiniksi - mikä aiheuttaa mainitun nesteen ominaisvärin..

Se voi olla seurausta geenin kulkeutumisesta

Drift on satunnainen prosessi, joka tuottaa muutoksia alleelien taajuuksissa ja johtaa tiettyjen alleelien kiinnittymiseen tai poistumiseen stokastisesti. Nämä ominaisuudet eivät anna mitään etua eivätkä lisää kunto yksilön.

Oletetaan, että meillä on sama lajin valkoinen karhu ja musta karhu. Jossain vaiheessa tutkimuspopulaatio kärsii ympäristökatastrofin aiheuttamien organismien määrän vähenemisestä ja useimmat valkoiset yksilöt kuolevat sattumalta.

Ajan myötä on suuri mahdollisuus, että mustaa turkista koodaava alleeli on kiinteä ja koko väestö muuttuu mustiksi yksilöiksi.

Se ei kuitenkaan ole sopeutuminen, koska se ei anna mitään etua sille, joka sen omistaa. Huomaa, että geenin ajoprosessit eivät johda mukautusten muodostumiseen, tämä tapahtuu vain luonnollisen valinnan mekanismin kautta.

Se voi korreloida toisen ominaisuuden kanssa

Geenimme ovat vierekkäin ja niitä voidaan yhdistää eri tavoin yhdistelmää kutsutaan. Joissakin tapauksissa geenit on yhdistetty ja peritty yhdessä.

Tilanteen havainnollistamiseksi käytämme hypoteettista tapausta: sinisiä silmiä koodittavat geenit ovat yhteydessä vaalean karvan geeneihin. Loogisesti se on yksinkertaistaminen, luultavasti on muitakin tekijöitä, jotka liittyvät rakenteiden värjäämiseen, mutta käytämme sitä didaktisena esimerkkinä..

Oletetaan, että hypoteettisen organismin vaaleat hiukset antavat sille jonkin verran etua: naamiointi, suoja säteilyltä, kylmältä jne. Vaaleat hiukset saavat enemmän lapsia kuin heidän ikäisensä, joilla ei ole tätä ominaisuutta.

Jälkeläisillä on vaalean hiusten lisäksi siniset silmät, koska geenit ovat yhteydessä toisiinsa. Koko sukupolven aikana voimme nähdä, että siniset silmät lisääntyvät, vaikka ne eivät anna mitään mukautuvaa etua. Tämä ilmiö tunnetaan kirjallisuudessa nimellä "geneettinen vaellus".

Se voi olla seurausta filogeneettisestä historiasta

Jotkut merkit voivat olla seurausta filogeneettisestä historiasta. Kallon ompeleet nisäkkäillä edistävät ja helpottavat syntymisprosessia, koska ne pystyvät tulkitsemaan sitä mukauttamiseksi siihen. Ominaisuus on kuitenkin edustettuna muissa linjoissa ja se on esivanhempi piirre.

Esiasetukset ja ulosvetot

Vuosien mittaan evolutionaariset biologit ovat rikastuttaneet organismin ominaisuuksia koskevaa terminologiaa, mukaan lukien uudet käsitteet, kuten "preadaptation" ja "exaptation"..

Futuyman (2005) mukaan esisopeutus on "piirre, joka palvelee satunnaisesti uutta toimintoa".

Esimerkiksi joidenkin lintujen vahvat huiput on voitu valita tietyntyyppisen ruoan kuluttamiseksi. Mutta sopivissa tapauksissa tämä rakenne voi toimia myös sopeutumisena lampaiden hyökkäykseen. Tämä äkillinen toiminnan muutos on esisopeutus.

Vuonna 1982 Gould ja Vrba esittelivät käsitteen "otto" kuvaamaan esisopeutumista, joka on valittu uudelle käyttötarkoitukselle.

Esimerkiksi uintilintujen höyheniä ei valettu luonnollisella valinnalla uimaan selektiivisen paineen alaisena, vaan ne palvelivat sitä varten.

Analogisesti tähän prosessiin meillä on nenä, vaikka se oli todennäköisesti valittu, koska se lisäsi jonkin verran etua hengitysprosessissa, nyt käytämme sitä piilolinssien pitämiseen.

Kaikkein tunnetuin esimerkki irtautumisesta on pandan peukalo. Tämä laji ruokkii erityisesti bambua ja manipuloida sitä käyttäen "kuudennen peukalon", joka on peräisin muista rakenteista.

Esimerkkejä mukautuksista

Lento selkärankaisilla

Lintuja, lepakoita ja jo kuolleita pterosaureja hankittiin lähentymismenetelmällä: lento. Näiden eläinten morfologiassa ja fysiologiassa useat näkökohdat näyttävät olevan mukautuksia, jotka lisäävät tai suosivat lentokykyä.

Luut ovat luolia, jotka muuttavat ne kevyiksi rakenteiksi, mutta kestävät. Tämä konformaatio tunnetaan pneumaattisina luuteina. Nykyisillä lentävillä linjoilla - linnuilla ja lepakoilla - ruoansulatuskanavalla on myös tiettyjä erityispiirteitä.

Suolet ovat paljon lyhyempiä kuin vastaavan kokoiset ei-lentävät eläimet, mikä todennäköisesti vähentää painoa lennon aikana. Niinpä ravintoaineiden imeytymispinnan väheneminen valitsi solujen imeytymisreittien lisääntymisen.

Lintujen mukautukset saavuttavat molekyylitasot. On ehdotettu, että genomin kokoa on vähennetty lentoon mukautumisena, mikä vähentää suurten genomien ja siten suurten solujen metabolisia kustannuksia..

Echolokointi lepakoissa

Lepakoissa on olemassa erityinen sopeutuminen, jonka avulla he voivat suunnata itseään liikuteltuna: echolocation.

Tämä järjestelmä koostuu äänipäästöistä (ihmiset eivät pysty havaitsemaan niitä), jotka hyökkäävät esineistä ja lepakot pystyvät havaitsemaan ja kääntämään ne. Samoin tiettyjen lajien korvien morfologiaa pidetään sopeutumisena voidakseen vastaanottaa aaltoja tehokkaasti.

Kirahvien pitkä kaula

Kukaan ei epäile, että kirahvilla on epätyypillinen morfologia: pitkänomainen kaula, jolla on pieni pää ja pitkät jalat, jotka tukevat sen painoa. Tämä muotoilu estää eläimen elämän eri toimintoja, kuten veden ottamista lammesta.

Näiden afrikkalaisten lajien pitkän kaulan selitys on ollut vuosikymmenen ajan evoluution biologien suosikki esimerkki. Ennen kuin Charles Darwin suunnitteli luonnonvalinnan teorian, ranskalainen luonnontieteilijä Jean-Baptiste Lamarck jo johti biologista muutosta ja evoluutiota ajatellen - vaikkakin väärin -.

Lamarckille kirahvien kaula oli pitkänomainen, koska nämä eläimet venyttivät jatkuvasti saavuttaakseen akaasioiden silmut. Tämä toimenpide johtaisi perinnölliseen muutokseen.

Nykyaikaisen evoluutiobiologian valossa katsotaan, että merkkien käyttö ja käyttämättä jättäminen ei vaikuta jälkeläisiin. Pitkän kaulan sopeutumisen oli tapahduttava, koska yksilöt, jotka kantoivat mutaatioita tämän ominaisuuden suhteen, jättivät enemmän jälkeläisiä kuin heidän pienemmät kaulansa..

Intuitiivisesti voimme olettaa, että pitkä kaula auttaa kirahvia saamaan ruokaa. Nämä eläimet kuitenkin etsivät ruokaa yleensä pienissä pensaissa.

Joten, mitä käytetään kirahvilaiden kauloissa??

Vuonna 1996 tutkijat Simmons ja Scheepers tutkivat tämän ryhmän sosiaalisia suhteita ja kiistivät tulkinnan siitä, miten kirahvit saivat niskansa.

Näiden biologien kohdalla kaula kehittyi "aseena", jota miehet käyttivät taistelussa saadakseen naiset ja eivät saamaan ruokaa korkeilla alueilla. Eri tosiseikat tukevat tätä hypoteesia: miesten kaulat ovat paljon pidempiä ja raskaampia kuin narttujen.

Voimme päätellä, että vaikka sopeutumisella on ilmeisen ilmeinen merkitys, meidän on kyseenalaistettava tulkinnat ja testattava kaikki mahdolliset hypoteesit käyttäen tieteellistä menetelmää.

Erot evoluutiosta

Molemmat käsitteet, kehitys ja sopeutuminen eivät ole ristiriitaisia. Evoluutio voi tapahtua luonnollisen valinnan mekanismin kautta, mikä synnyttää mukautuksia. On korostettava, että ainoa mekanismi, joka tuottaa mukautuksia, on luonnollinen valinta.

On olemassa toinen prosessi, jota kutsutaan geenin driftiksi (mainitaan edellisessä osassa), joka voi johtaa väestön kehittymiseen, mutta ei tuota mukautuksia.

Sekaannukset mukautuksista

Vaikka sopeutukset näyttävät olevan ominaisuuksia, jotka on suunniteltu juuri niiden käyttöön, kehityksellä ja siten mukautusten käsitteellä ei ole tavoitetta tai tajuista tarkoitusta. Ne eivät ole synonyymeja edistymiselle.

Aivan kuten eroosion prosessin ei ole tarkoitus luoda kauniita vuoria, evoluutiolla ei ole tarkoitus luoda ympäristöönsä sopivia organismeja.

Organismit eivät yritä kehittyä, joten luonnollinen valinta ei anna yksilölle sitä, mitä hän tarvitsee. Kuvittele esimerkiksi joukko kaneja, joiden ympäristön muutosten vuoksi on kestettävä vahva pakkas. Eläinten tarve runsaasti karvaa varten ei tee sitä näkyväksi ja leviää väestöön.

Sitä vastoin jotkut satunnaista mutaatiota kanin geneettisessä materiaalissa voi tuottaa runsaamman kerroksen, jolloin kantaja saa enemmän lapsia. Nämä lapset luultavasti perivät isänsä turkikset. Siten runsas kerros voi lisätä sen taajuutta kanin populaatiossa eikä missään vaiheessa kani ollut siitä tietoinen.

Lisäksi valinta ei tuota täydellisiä rakenteita. Niiden pitäisi olla "tarpeeksi hyviä" voidakseen siirtyä seuraavalle sukupolvelle.

viittaukset

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J. G., Tracy, C.R., & Karasov, W.H. (2007). Liikkuvien selkärankaisten ruoansulatusmuutos: korkea suoliston parasellulaarinen absorptio kompensoi pienempiä suolistoja. Kansallisen tiedeakatemian toimet, 104(48), 19132-19137.
2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evoluutioanalyysi. Prentice Hall.
3. Futuyma, D. J. (2005). evoluutio. Sinauer.
4. Gould, S.J., & Vrba, E.S. (1982). Exaptation-puuttuva termi muodon tiedossa. Paleobiology, 8(1), 4-15.
5. Organ, C. L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Lintujen genomin koon ja rakenteen alkuperä ei-lintujen dinosauruksissa. luonto, 446(7132), 180.