Biologiske tilpasningskomponenter og metoder for å kvantifisere det



den biologisk tilpasning, biologisk egnethet, biologisk effektivitet eller fitness, i evolusjonær biologi, Det er et mål på kapasiteten til en bestemt biologisk enhet å forlate friske avkom til de neste generasjonene. Den operative definisjonen er imidlertid kompleks og det er ingen nøyaktig metode eller måling for å kunne kvantifisere den.

Selv om dens definisjon er forvirrende og ofte feilfortolket, vil den fitness er et grunnleggende konsept for å forstå den evolusjonære prosessen, siden seleksjonen opererer gjennom forskjeller i fitness mellom individer (eller alleler) i befolkningen.

Faktisk, ifølge S.C. Stearns, den fitness Det er et konsept som alle mennesker forstår, men ingen er i stand til å definere det nøyaktig.

index

  • 1 Hva er fitness?
    • 1.1 Definisjoner
    • 1.2 Opprinnelse av begrepet
  • 2 Komponenter av kondisjon
  • 3 Absolutt og relativ kondisjon
  • 4 Inkludert fitness
  • 5 Metoder for å kvantifisere treningen
    • 5.1 Endringshastighet for allelfrekvenser
    • 5.2 Mark-gjentatt eksperimenter
    • 5.3 Avvik fra Hardy-Weinberg-prinsippet
  • 6 Referanser

Hva er det fitness?

definisjoner

Begrepet fitness refererer til evnen til reproduksjon og overlevelse av en gruppe organismer. Med andre ord er det karakteristikken som bestemmer evnen til å forplante sine gener i befolkningen, med generasjonens passasje. I litteraturen finner vi dusinvis av definisjoner, inkludert:

- Tendensen av et individ, eller enkeltpersoner, til å bære en allel som gjør at de kan overleve og produsere levedyktige avkom.

- Den hastighet der en allel eller karakteristikk er dispergert numerisk.

- Evnen til et individ med visse alleler å utnytte ressurser og takle miljøforhold for å overleve og reprodusere.

- Kvantifiserbar karakteristikk for alleler, genotyper eller karakteristika av personer som forutsier sin numeriske representasjon i fremtidige generasjoner.

Noen forfattere som prøver å definere fitness, de forvirrer det med evolusjonær dynamikk - som er en logisk konsekvens av variasjonen i fitness.

I konseptuelle termer, fitness Det er en lignende parameter for genetikere og for etologer og økologer. Imidlertid er forskjellen på den måten at begge grenene av evolusjonær biologi estimerer eller kvantifiserer parameteren.

Opprinnelse av begrepet

I motsetning til popular tro, brukte den britiske naturforskeren Charles Darwin ikke begrepet fitness i de første utgavene av den ellerde styrer arten.

I motsetning, brukte Darwin verbet "å passe " å referere til evnen til en fenotype å utvikle og "passe" i miljøet der den lever.

Bruk som analogi en nøkkel- og låsemodell, er nøkkelen representert av organismen og låsen ved miljøet, disse må passe i form av overlevelse, utvikling, vekst og reproduksjon.

fitness dukket opp i senere utgaver av Opprinnelsen til arten ved innflytelse av polymaten Herbert Spencer og hans populære frase "overlevelse av de fitteste" (på engelsk overlevelse av de fitteste).

Komponenter av fitness

Ifølge Futuyma (2005) fitness Den består av tre komponenter: Sannsynligheten for overlevelse i flere reproduktive stadier, gjennomsnittlig antall avkom produsert av kvinnelige og gjennomsnittlig antall avkom produsert av hannen.

Variasjonen i antall etterkommere er en logisk konsekvens av konkurransen om å finne en partner - vanligvis kjent som seksuell utvalg.

Som sannsynligheten for overlevelse og gjennomsnittlig antall etterkommere utgjør komponentene til fitness, Det er et konsept som bare gjelder for grupper. For eksempel, fitness av alle individer av en bestemt genotype.

Det er ikke representativt å referere til fitness av en person, siden deres reproduktive suksess og deres overlevelse kan bli påvirket av en tilfeldighet.

fitness absolutt og relativt

I litteraturen, den fitness det uttrykkes i absolutte og relative forhold. For enkelhets skyld gjelder konseptet for organismer som reproduserer bare én gang i livet, og det er ingen overlapping av generasjoner i sine befolkninger, siden alle personer reprodusere samtidig.

I disse organismer, den fitness absolutt av en allel er definert som gjennomsnittlig antall etterkommere produsert av den enkelte som bærer nevnte allel.

Det kan beregnes som produktet av relativ fruktbarhet av andelen overlevende. Teoretisk sett er denne verdien nesten umulig å kvantifisere.

I motsetning til det fitness relativ av en allel er dens fitness absolutt, sammenlignet med en referanse allel. Ved konvensjon er referanseallelen den som har den høyeste fitness absolutt og tilordnes den relative verdien av 1.

En annen måte å uttrykke fitness relativ gjør det med hensyn til gjennomsnittet fitness absolutt befolkning eller som frekvensradius av en allel i neste generasjon med hensyn til nåværende generasjon. Det er akseptert at valget virker i det relative og ikke i det absolutte.

fitness inkluderende

I år 1964 utviklet evolusjonsteoretikeren William Hamilton en genial teori for å forstå den altruistiske oppførelsen til enkelte dyr: familiens utvalg.

Hamilton utviklet konseptet av fitness Inklusiv eller inkluderende effektivitet. For forfatteren, den fitness kan deles inn i to komponenter, en direkte og en indirekte.

Den første er resultatet av individets gjengivelse, mens det andre oppnås gjennom reproduksjon av nære slektninger.

Indirekte effekt oppstår når nære slektninger klarer å oppnå større reproduktiv suksess enn de ville ha oppnådd alene, takket være deres familiemedlemmers bidrag.

Metoder for å kvantifisere fitness

I empiriske studier er det mulig å estimere fitness ved hjelp av ulike metoder, hver med sine fordeler og ulemper.

Forskerne mener at fitness er avhengig av sammenhengen, derfor naturlig eksperimentelle design viser bedre resultater enn parametermålinger som utføres i laboratoriet med ideelle leveforhold, med lav spenning og ubegrensede mengder mat.

Litteraturen antyder tre metoder for å kvantifisere fitness: bruke frekvensen av endring av allelfrekvenser, gjennom taggenopptakingsforsøk og bruk avvik i Hardy-Weinberg-prinsippet. Det sistnevnte tilfellet gjelder bare tilfeller av heterozygot fordel.

Endringshastighet for allelfrekvenser

I det første tilfelle fortsetter vi å beregne utvalgskoeffisienten (e) som kvantifiserer reduksjonen av fitness i forhold til den beste genotypen, med uttrykket s = Δp / p'q2. Ved å vite verdien av s du kan kjenne fitness med uttrykket: Fitness (w) = 1 - s.

Mark-recapture eksperimenter

I den andre metoden beregner du bare proporsjoner av antall individer som er innhentet på antall frigjorte personer. Den høyeste verdien er tildelt fitness 1 og resten er delt mellom verdien.

Avvik fra Hardy-Weinberg-prinsippet

Endelig beregner avvik fra Hardy-Weinberg-prinsippet forholdet mellom de observerte og forventede frekvensene. Og, som i det forrige tilfellet, er det tildelt fitness 1 på høyeste verdi, og resten er delt med dette.

referanser

  1. Darwin, C. (1859). På opprinnelsen til arter ved naturlig utvalg. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolusjonær analyse. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D.J. (2005). Evolution . Sinauer.
  4. Ridley, M. (2004). Evolution. Malden.
  5. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.
  6. Westneat, D., & Fox, C. W. (Eds.). (2010). Evolusjonær atferdsøkologi. Oxford University Press.