Dele:
Biologiske tilpasningsegenskaper, typer, eksempler
en biologisk tilpasning Det er en karakteristisk stede i en organisme som øker sin evne til overlevelse og reproduksjon, i forhold til sine følgesvenner som ikke har denne egenskapen. Den eneste prosessen som gir opphav til tilpasninger er naturlig utvalg.
Hvis vi stopper for å observere de forskjellige linjene av levende organismer, vil vi oppdage at de er fulle av en rekke komplekse tilpasninger. Fra mimicry av sommerfuglene til den komplekse strukturen av sine vinger som tillater flyet.
Ikke alle egenskapene eller egenskapene som vi observerer i visse organismer, kan umiddelbart merkes som tilpasninger. Noen kan være kjemiske eller fysiske konsekvenser, kan være egenskaper som produseres ved gendrift eller ved en begivenhet som kalles genetisk hitchhiking.
Egenskapene til organismene kan studeres ved å anvende den vitenskapelige metoden for å verifisere om de faktisk er tilpasninger og hva deres tentative funksjon er.
For å gjøre dette må hypoteser om potensiell bruk bli foreslått og testet med en tilstrekkelig eksperimentell design - enten ved å manipulere den enkelte eller ved enkel observasjon.
Selv om tilpasningene virker mange ganger perfekt og til og med "utformet", er de ikke. Tilpasningene var ikke resultatet av en bevisst prosess, siden evolusjonen ikke har en ende eller et mål, og det søker heller ikke å perfeksjonere organismer.
index
- 1 Egenskaper
- 2 typer
- 3 Er alle funksjonene tilpasninger?
- 3.1 De kan være en kjemisk eller fysisk konsekvens
- 3.2 Det kan være en konsekvens av gendrift
- 3.3 Can er korrelert med en annen funksjon
- 3.4 Det kan være en konsekvens av fylogenetisk historie
- 4 Pre-tilpasninger og eksaptasjoner
- 5 Eksempler på tilpasninger
- 5.1 Flytur i vertebrater
- 5.2 Ekkolokalisering i flaggermus
- 5.3 Giraffens lange hals
- 5.4 Så hva er bruken av sjirafferhals??
- 6 Forskjeller med evolusjon
- 7 Forvirringer om tilpasninger
- 8 referanser
funksjoner
En tilpasning er en funksjon som øker fitness av en person. I evolusjonær biologi, begrepet fitness eller biologisk tilstrekkelighet refererer til evnen til en organisme til å forlate avkom. Hvis en bestemt person forlater flere avkom enn en partner, er det sagt at han har mer fitness.
Den enkelte med større fitness Det er ikke det sterkeste, heller ikke det raskeste eller det største. Han er den som overlever, finner en kompis og reproduserer.
Noen forfattere legger vanligvis til andre elementer i deres definisjoner av tilpasning. Hvis vi tar hensyn til linjens historie, kan vi definere tilpasning som en avledet karakter som utviklet som svar på et bestemt selektivt middel. Denne definisjonen sammenligner virkningene av tegn i fitness av en bestemt variant.
typen
Tilpasninger kan vises på forskjellige nivåer. Vi kan demonstrere morfologiske og anatomiske tilpasninger som tenner som tillater oss å konsumere bestemte typer mat eller strukturer designet for å løpe og raskt nå sitt byttedyr eller fly fra rovdyr.
Tilpasningene kan også være fysiologiske, enten på nivå av cellene eller de biokjemiske prosessene som forekommer i organismen.
For eksempel, visse fisk som lever i vann der temperaturen er ekstremt kald, har frostvæske proteiner som tillater dem å svømme i isete farvann uten frysing.
På samme måte kan tilpasninger være atferdsmessige eller etologiske. Visse atferd hos dyr favoriserer overlevelse og reproduksjon.
I reptiler er kapasiteten til termoregulering gitt med bevegelsen mot varme eller kalde soner, avhengig av individets behov. Et annet eksempel er den parasitære oppførselen til enkelte fugler for å legge eggene sine i reir av andre arter for å unngå avlsprosessen.
Alle funksjonene er tilpasninger?
Når vi observerer ethvert levende vesen, vil vi legge merke til at den er full av egenskaper som trenger en forklaring. Tenk på en fugl: fargen på fjæret, sangen, benformens form og nebbet, de komplekse dansene til courtships, kan vi betrakte dem alle som adaptive egenskaper??
Nei. Selv om det er sant at naturen er full av tilpasninger, bør vi ikke umiddelbart konkludere at funksjonen vi observerer er en av dem. Et trekk kan være til stede hovedsakelig av følgende grunner:
De kan være en kjemisk eller fysisk konsekvens
Mange trekk er bare konsekvenser av kjemiske eller fysiske hendelser. Fargene på blodet er røde i pattedyrene, og ingen synes å tillate at fargen rød i seg selv det er en tilpasning.
Blodet er rødt på grunn av dets sammensetning: De røde blodcellene lagrer et protein som er ansvarlig for oksygentransport som kalles hemoglobin - som forårsaker den karakteristiske fargingen av fluidet.
Det kan være en konsekvens av gendrift
Drift er en tilfeldig prosess som gir endringer i allelfrekvenser, og fører til fiksering eller eliminering av visse alleler stokastisk. Disse egenskapene gir ingen fordel og øker ikke fitness av individet.
Anta at vi har en befolkning av hvite bjørner og svarte bjørner av samme art. På et tidspunkt lider studien befolkningen i en nedgang i antall organismer på grunn av en miljøkatastrofe og de fleste hvite personer dør ved en tilfeldighet.
Med tidenes gang er det en høy mulighet for at allelen som koder for svart pels, er fast og hele befolkningen blir svarte personer.
Det er imidlertid ikke en tilpasning fordi den ikke gir noen fordel for den enkelte som eier den. Legg merke til at prosessene med gendrift ikke fører til dannelsen av tilpasninger, dette skjer bare gjennom mekanismen for naturlig utvalg.
Det kan korreleres med en annen funksjon
Våre gener er side om side og kan kombineres på forskjellige måter i en prosess som kalles rekombination. I noen tilfeller er gener knyttet og arvet sammen.
For å illustrere denne situasjonen vil vi bruke et hypotetisk tilfelle: de gener som kodes for blå øyne er knyttet til blondt hår. Logisk er det en forenkling, sannsynligvis er det andre faktorer involvert i fargelegging av konstruksjonene, men vi bruker det som et didaktisk eksempel.
La oss anta at det blonde håret til vår hypotetiske organisme gir det en fordel: kamouflering, beskyttelse mot stråling, mot kulde, etc. Personer med blondt hår vil ha flere barn enn sine jevnaldrende som ikke har denne egenskapen.
Avkommet, i tillegg til blondt hår, vil ha blå øyne fordi genene er koblet sammen. Gjennom generasjonene kan vi se at blå øyne øker i frekvens, selv om de ikke gir noen adaptiv fordel. Dette fenomenet er kjent i litteraturen som "genetisk hitchhiking".
Det kan være en konsekvens av fylogenetisk historie
Noen tegn kan være en konsekvens av fylogenetisk historie. Suturene av skallen i pattedyr bidrar og letter fødselsprosessen, kan tolke den som en tilpasning for det. Karakteristikken er imidlertid representert i andre linjer og er en forfedret egenskap.
Pre-tilpasninger og eksaptasjoner
I løpet av årene har evolusjonære biologer beriket terminologien om organismens egenskaper, inkludert nye begreper som "preadaptation" og "exaptation"..
Ifølge Futuyma (2005) er en pre-tilpasning "et trekk som fortjener en ny funksjon".
For eksempel kan de sterke toppene av noen fugler ha blitt valgt for å konsumere en bestemt type mat. Men i passende tilfeller kan denne strukturen også fungere som en tilpasning til å angripe sauer. Denne plutselige funksjonskiftet er pre-tilpasningen.
I 1982 introduserte Gould og Vrba konseptet "eksaptasjon" for å beskrive en pre-tilpasning som er blitt kooptisert for ny bruk.
For eksempel ble fjærene til svømmefuglene ikke støpt av naturlig markering under det selektive trykket i svømmingen, men de ble fortjent til det.
Som en analogi med denne prosessen har vi nesen vår, selv om den sannsynligvis ble valgt fordi den hadde en fordel i pusteprosessen, nå bruker vi den til å holde linsene våre.
Det mest kjente eksemplet på eksaptasjon er pandaens tommel. Denne arten feeds spesielt på bambus og for å manipulere den bruker de en "sjette tommel" avledet fra vekst andre strukturer.
Eksempler på tilpasninger
Flyet i vertebrater
Fuglene, flaggermusene og de allerede utdøde pterosaurene kjøpte på en konvergent måte deres fremdriftsmiddel: flyet. Flere aspekter i disse dyrs morfologi og fysiologi synes å være tilpasninger som øker eller favoriserer evnen til å fly.
Beinene presenterer hulrom som gjør dem til lette strukturer, men resistente. Denne konformasjonen er kjent som pneumatiserte ben. I dagens flygeledninger - fugler og flaggermus - fordøyelsessystemet har også visse særegenheter.
Tarmene er mye kortere, sammenlignet med ikke-flygende dyr av tilsvarende størrelse, sannsynligvis å redusere vekten under flyturen. Dermed valgte reduksjonen i overflaten av absorpsjon av næringsstoffer en økning i absorpsjonsbaner for cellulær.
Tilpasningene i fuglene når molekylivåene. Det har blitt foreslått at størrelsen på genomet har blitt redusert som en tilpasning for fly, reduserer de metabolske kostnadene forbundet med å ha et stort genom, og derfor store celler.
Ekkolokalisering i flaggermus
I flagermus er det en spesiell tilpasning som gjør at de kan orientere seg romlig mens de beveger seg: ekkolokering.
Dette systemet består av utslipp av lyder (mennesker er ikke i stand til å oppfatte dem) som spretter av objekter og flaggermusene kan oppleve og oversette dem. På samme måte anses morfologien til ørene til bestemte arter som en tilpasning for å kunne motta bølger effektivt.
Den lange halsen av sjiraffer
Ingen ville tvile på at sjiraffer har en atypisk morfologi: en langstrakt hals som holder et lite hode og lange ben som støtter sin vekt. Denne utformingen hindrer forskjellige aktiviteter i dyrets liv, for eksempel å ta vann fra en dam.
Forklaringen på den lange halsen av disse afrikanske artene har i løpet av tiåret vært favoritteksempelet på evolusjonære biologer. Før Charles Darwin oppfattet teorien om naturlig utvalg, klarerte den franske naturisten Jean-Baptiste Lamarck allerede et konsept - om enn feilaktig - av biologiske endringer og evolusjon.
For Lamarck var halsen på giraffene langstrakte fordi disse dyrene strakte seg for å nå knoppene til akaciaene. Denne handlingen vil resultere i en arvelig forandring.
I lys av moderne evolusjonær biologi anses det at bruk og misbruk av tegnene ikke har noen effekt på avkom. Tilpasningen av den lange halsen måtte oppstå fordi de individer som bar mutasjoner for denne egenskapen, forlot flere avkom enn sine følgesvenner med kortere hals..
Intuitivt kan vi anta at den lange halsen hjelper giraffer til å få mat. Imidlertid ser disse dyrene vanligvis etter mat i lave busker.
Så, hva er bruken av sjirafferhals??
I 1996 studerte forskere Simmons og Scheepers de sosiale relasjonene til denne gruppen og avviste tolkningen av hvordan sjiraffene fikk halsen deres.
For disse biologene utviklet halsen seg som et "våpen" som mennene bruker i kampene for å få hunnene, og ikke å få mat på høye områder. Ulike fakta støtter denne hypotesen: Halsens nakke er mye lengre og tyngre enn kvinnens nakke.
Vi kan konkludere med at selv om en tilpasning har en tilsynelatende åpenbar betydning, må vi stille spørsmålene til tolkningen og teste alle mulige hypoteser ved hjelp av den vitenskapelige metoden.
Forskjeller med evolusjon
Både konsepter, evolusjon og tilpasning er ikke motstridende. Evolusjon kan skje gjennom mekanismen for naturlig utvalg og dette genererer tilpasninger. Det er nødvendig å understreke at den eneste mekanismen som gir tilpasninger er naturlig utvalg.
Det er en annen prosess, kalt gendrift (nevnt i forrige avsnitt), som kan føre til utviklingen av en befolkning, men produserer ikke tilpasninger.
Forvirring om tilpasninger
Selv om tilpasningene ser ut til å være karakteristikker utformet nøyaktig for deres bruk, har evolusjonen og dermed oppfatningen av tilpasningene ikke et mål eller bevisst formål. De er ikke synonymt med fremgang.
Akkurat som erosjonsprosessen ikke er ment å skape vakre fjell, er evolusjon ikke ment å skape organismer som er perfekt tilpasset deres omgivelser.
Organisasjoner forsøker ikke å utvikle seg, så naturlig utvalg gir ikke en person det han trenger. For eksempel tenk en serie med kaniner som på grunn av miljøforandringer må tåle en sterk frost. Behovet for dyrene for et rikelig strøk vil ikke få det til å virke og spre seg i befolkningen.
I motsetning kan noen tilfeldig mutasjon i kaninens genetiske materiale generere et mer rikelig frakk, noe som gjør at bæreren har flere barn. Disse barna arv sannsynligvis sin fars pels. Således kan den rikelige frakken øke frekvensen i kaninpopulasjonen, og ikke på noe tidspunkt var kaninen oppmerksom på det.
I tillegg produserer ikke utvalget perfekte strukturer. De burde bare være "gode nok" for å kunne gå videre til neste generasjon.
referanser
- Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R., og Karasov, W.H. (2007). Fordøyelsesanpassingen av flygende vertebrater: Høy intestinal parakellulær absorpsjon kompenserer for mindre tarm. Prosedyrene ved det nasjonale vitenskapsakademiet, 104(48), 19132-19137.
- Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolusjonær analyse. Prentice Hall.
- Futuyma, D.J. (2005). Evolution. Sinauer.
- Gould, S.J., og Vrba, E.S. (1982). Exaptation-et manglende begrep i vitenskapen om form. Paleobiology, 8(1), 4-15.
- Organ, C. L., Shedlock, A. M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Opprinnelse av aviær genomstørrelse og struktur i ikke-aviære dinosaurer. natur, 446(7132), 180.