Biologiske tilpasningsegenskaber, typer, eksempler



en biologisk tilpasning det er en karakteristisk forekomst i en organisme, som øger dens evne til overlevelse og reproduktion i forhold til sine ledsagere, der ikke besidder dette træk. Den eneste proces, der giver anledning til udseendet af tilpasninger, er naturlig udvælgelse.

Hvis vi holder op med at observere de forskellige linjer af levende organismer, vil vi opdage, at de er fyldte med en række komplekse tilpasninger. Fra sommerfuglens efterligning til den komplekse struktur af deres vinger, der tillader flyvningen.

Ikke alle de egenskaber eller træk, vi observerer i visse organismer, kan straks mærkes som tilpasninger. Nogle kan være kemiske eller fysiske konsekvenser, kan være egenskaber produceret ved gendrift eller ved en begivenhed kaldet genetisk hæmning.

Organismernes egenskaber kan studeres ved at anvende den videnskabelige metode til at verificere, om de faktisk er tilpasninger og hvad deres tentative funktion er.

For at gøre det skal hypoteser om potentiel brug foreslås og testes med et tilstrækkeligt eksperimentelt design - enten ved at manipulere individet eller ved simpel observation.

Selv om tilpasningerne synes mange gange perfekte og endda "designet", er de ikke. Tilpasningerne var ikke resultatet af en bevidst proces, da evolution hverken har en ende eller et mål, og det søger heller ikke at perfektere organismer.

indeks

  • 1 kendetegn
  • 2 typer
  • 3 Er alle funktioner tilpasninger?
    • 3.1 De kan være en kemisk eller fysisk konsekvens
    • 3.2 Det kan være en konsekvens af gendrift
    • 3.3 Can er korreleret med en anden funktion
    • 3.4 Det kan være en konsekvens af fylogenetisk historie
  • 4 Præpasninger og exaptationer
  • 5 Eksempler på tilpasninger
    • 5.1 flyvning hos hvirveldyr
    • 5.2 Ekkolokation i flagermus
    • 5.3 Giraffernes lange hals
    • 5.4 Så hvad er brugen af ​​girafferhals??
  • 6 Forskelle med evolution
  • 7 Konfusioner om tilpasninger
  • 8 referencer

funktioner

En tilpasning er en funktion, der øger fitness af en person. I evolutionærbiologi er udtrykket fitness eller biologisk tilstrækkelighed henviser til en organismes evne til at forlade afkom. Hvis en bestemt person forlader flere afkom end en partner, siges det at han har mere fitness.

Den enkelte med større fitness Det er ikke den stærkeste, ej heller den hurtigste eller den største. Han er den, der overlever, finder en kompis og reproducerer.

Nogle forfattere tilføjer normalt andre elementer i deres definitioner af tilpasning. Hvis vi tager højde for linjens historie, kan vi definere tilpasning som et afledt tegn, der udviklede sig som reaktion på et bestemt selektivt middel. Denne definition sammenligner virkningerne af tegn i fitness af en specifik variant.

typen

Tilpasninger kan vises på forskellige niveauer. Vi kan demonstrere morfologiske og anatomiske tilpasninger som tænder, der tillader os at forbruge bestemte typer fødevarer eller strukturer designet til at løbe og hurtigt nå deres bytte eller flygte fra rovdyr.

Tilpasningerne kan også være fysiologiske, enten på niveauet af cellerne eller de biokemiske processer, der forekommer i organismen.

For eksempel er visse fisk, der bor i vand, hvor temperaturen er ekstremt kold, frostbeskyttende proteiner, der tillader dem at svømme i iskoldt vand uden frysning.

På samme måde kan tilpasninger være adfærdsmæssige eller etologiske. Visse adfærd hos dyr favoriserer deres overlevelse og reproduktion.

I krybdyr er kapaciteten af ​​termoregulering givet med bevægelsen mod varme eller kolde zoner afhængigt af individets behov. Et andet eksempel er visse fugles parasitære opførsel for at lægge deres æg i reden af ​​andre arter for at undgå avlsprocessen.

Alle funktioner er tilpasninger?

Når vi observerer ethvert levende væsen, bemærker vi, at det er fyldt med karakteristika, der kræver en forklaring. Tænk på en fugl: Farvelægningen af ​​fjerkræet, sangen, benets form og næb, de komplekse danser af hofter, kan vi betragte dem alle som adaptive egenskaber??

Nej. Selv om det er rigtigt, at den naturlige verden er fuld af tilpasninger, bør vi ikke straks konkludere, at den funktion vi observerer er en af ​​dem. Et træk kan være til stede hovedsageligt af følgende årsager:

De kan være en kemisk eller fysisk konsekvens

Mange træk er simpelthen konsekvenser af en kemisk eller fysisk begivenhed. Blodets farve er rød i pattedyrene, og ingen synes at tillægge den farve rød i sig selv det er en tilpasning.

Blodet er rødt på grund af dets sammensætning: de røde blodlegemer opbevarer et protein, der er ansvarligt for oxygentransport kaldet hæmoglobin - hvilket forårsager den karakteristiske farve af nævnte væske.

Det kan være en konsekvens af gendrift

Drift er en tilfældig proces, der producerer ændringer i allel frekvenser, og fører til fixering eller eliminering af visse alleler stokastisk. Disse egenskaber giver ingen fordel og øger ikke fitness af den enkelte.

Antag, at vi har en befolkning af hvide bjørne og sorte bjørne af samme art. På et tidspunkt lider undersøgelsespopulationen et fald i antallet af organismer på grund af en miljøkatastrofe, og de fleste hvide individer dør ved en tilfældighed.

Med tiden er der en høj mulighed for, at allelen, der koder for sort pels, er fast, og hele befolkningen bliver sort individer.

Det er dog ikke en tilpasning, fordi den ikke giver nogen fordel til den person, der ejer den. Bemærk, at gendriftsprocesserne ikke fører til dannelsen af ​​tilpasninger, det sker kun gennem mekanismen for naturlig udvælgelse.

Det kan korreleres med en anden funktion

Vores gener er side om side og kan kombineres på forskellige måder i en proces kaldet rekombination. I nogle tilfælde er gener forbundet og arvet sammen.

For at illustrere denne situation vil vi bruge en hypotetisk sag: de gener, der koder for blå øjne, er knyttet til blonde hår. Logisk er det en forenkling, sandsynligvis er der andre faktorer involveret i farvningen af ​​strukturerne, men vi bruger det som et didaktisk eksempel.

Lad os antage, at vores hypotetiske organisms blonde hår giver det en fordel: kamouflage, beskyttelse mod stråling, mod kulde osv. Personer med blondt hår vil have flere børn end deres kammerater, der ikke besidder denne egenskab.

Afkom, ud over blondt hår, vil have blå øjne, fordi generne er forbundet. Gennem generationerne kan vi se, at blå øjne øges i frekvens, selvom de ikke giver nogen adaptiv fordel. Dette fænomen er kendt i litteraturen som "genetisk hæmning".

Det kan være en konsekvens af fylogenetisk historie

Nogle tegn kan være en konsekvens af den fylogenetiske historie. Skullens suturer i pattedyr bidrager og letter fødselsprocessen, idet de kan fortolke det som en tilpasning til det. Karakteristikken er dog repræsenteret i andre linjer og er en forfaderlig egenskab.

Fortilpasninger og exaptationer

I årenes løb har evolutionære biologer beriget terminologien vedrørende organismens egenskaber, herunder nye begreber som "preadaptation" og "exaptation"..

Ifølge Futuyma (2005) er en præadaptation "et træk, der fortjener en ny funktion".

For eksempel kan de stærke toppe af nogle fugle være blevet udvalgt til at forbruge en bestemt type mad. Men i passende tilfælde kan denne struktur også fungere som en tilpasning til angreb får. Denne pludselige funktionsændring er præadaptationen.

I 1982 introducerede Gould og Vrba begrebet "exaptation" for at beskrive en præ-tilpasning, der er blevet co-optaget til en ny anvendelse.

For eksempel blev svovlfuglens fjer ikke støbt af naturlig udvælgelse under svømmets selektive tryk, men forgæves tjente de det.

Som en analogi med denne proces har vi vores næse, selv om det sandsynligvis blev valgt fordi det tilføjede en vis fordel i vejrtrækningen, nu bruger vi den til at holde vores linser.

Det mest kendte eksempel på exaptation er pandaens tommelfinger. Denne art føder specifikt på bambus og for at manipulere det bruger de en "sjette tommelfinger" afledt af andre strukturer i vækst.

Eksempler på tilpasninger

Flyvningen i hvirveldyrene

Fuglene, flagermusene og de allerede uddøde pterosaurer erhvervede på en konvergent måde deres midler til fremdrift: flyvningen. Flere aspekter i disse dyrs morfologi og fysiologi synes at være tilpasninger, der øger eller favoriserer evnen til at flyve.

Knoglerne viser hulrum, der gør dem til lyse strukturer, men resistente. Denne konformation er kendt som pneumatiserede knogler. I de nuværende flyvende linjer - fugle og flagermus - fordøjelsessystemet har også visse egenskaber.

Tarmene er meget kortere sammenlignet med ikke-flyvende dyr af samme størrelse, sandsynligvis at reducere vægten under flyvningen. Således valgte reduktionen i absorptionsoverfladen af ​​næringsstoffer en stigning i absorptionsveje for cellulær.

Tilpasningerne i fuglene når de molekylære niveauer. Det er blevet foreslået, at genomets størrelse er blevet reduceret som en tilpasning til flyvning, hvilket reducerer de metaboliske omkostninger forbundet med at have et stort genom og derfor store celler.

Echolocation i flagermus

I flagermus er der en særlig tilpasning, der giver dem mulighed for at orientere sig rumligt under bevægelse: ekkolokation.

Dette system består af udsendelse af lyde (mennesker kan ikke opfatte dem), der springer objekter, og flagermusene er i stand til at opfatte og oversætte dem. På samme måde anses morfologien for ørerne af visse arter som en tilpasning for at kunne modtage bølger effektivt.

Den lange hals af giraffer

Ingen ville tvivle på at girafferne har en atypisk morfologi: en langstrakt hals, der holder et lille hoved og lange ben, der understøtter dens vægt. Dette design forhindrer forskellige aktiviteter i dyrets liv, såsom at tage vand fra en dam.

Forklaringen af ​​den lange hals af disse afrikanske arter har i ti år været det foretrukne eksempel på evolutionære biologer. Før Charles Darwin opfattede teorien om naturlig udvælgelse, klarede den franske naturforsker Jean-Baptiste Lamarck allerede et begreb - omend fejl - af biologiske forandringer og evolution.

For Lamarck var halsen af ​​girafferne langstrakte, fordi disse dyr strakte sig konstant for at nå akacias knopper. Denne handling vil resultere i en arvelig forandring.

I lyset af den moderne evolutionære biologi anses det, at brugen og bortfaldet af tegnene ikke har nogen virkning på afkom. Tilpasningen af ​​den lange hals måtte opstå, fordi de personer, der bærede mutationer til denne karakteristik, forlod flere afkom end deres ledsagere med kortere hals..

Intuitivt kan vi antage, at den lange hals hjælper giraffer med at få mad. Men disse dyr søger normalt efter deres mad i lave buske.

Så hvad er brugen af ​​girafferhals??

I 1996 studerede forskere Simmons og Scheepers de sociale relationer i denne gruppe og afviste fortolkningen af ​​hvordan girafferne fik deres hals.

For disse biologer udviklede halsen sig som et "våben", som mændene bruger i kampene for at få hunnerne og ikke at få mad i store områder. Forskellige fakta støtter denne hypotese: Hankernes hals er langt længere og tyngre end hunnernes.

Vi kan konkludere, at selvom en tilpasning har en tilsyneladende åbenbar betydning, må vi stille spørgsmålstegn ved fortolkningerne og afprøve alle mulige hypoteser ved hjælp af den videnskabelige metode.

Forskelle med evolution

Begge koncepter, evolution og tilpasning er ikke modstridende. Udviklingen kan ske gennem mekanismen for naturlig udvælgelse, og dette skaber tilpasninger. Det er nødvendigt at understrege, at den eneste mekanisme, der producerer tilpasninger, er naturlig udvælgelse.

Der er en anden proces, kaldet gendrift (nævnt i det foregående afsnit), som kan føre til udviklingen af ​​en befolkning, men producerer ikke tilpasninger.

Forvirring om tilpasninger

Selv om tilpasningerne synes at være karakteristika, der er designet netop til deres brug, har evolutionen og derfor konceptet af tilpasningerne ikke et mål eller et bevidst formål. De er ikke synonymt med fremskridt.

Ligesom erosionsprocessen ikke har til hensigt at skabe smukke bjerge, er evolutionen ikke beregnet til at skabe organismer, der er perfekt tilpasset deres omgivelser.

Organismer stræber ikke efter at udvikle sig, så det naturlige valg giver ikke individet det, han har brug for. For eksempel forestil dig en række kaniner, der på grund af miljømæssige ændringer må udholde en stærk frost. Behovet for dyrene for et rigeligt frakke vil ikke få det til at virke og sprede sig i befolkningen.

I modsætning hertil kan en vis tilfældig mutation i kaninens genetiske materiale generere et mere rigeligt lag, hvilket gør bæreren til flere børn. Disse børn arver sandsynligvis deres fars pels. Således kan den rigelige frakke øge sin frekvens i kaninpopulationen og på ingen tid var kaninen opmærksom på den.

Desuden producerer udvælgelsen ikke perfekte strukturer. De bør kun være "gode nok" for at kunne fortsætte til næste generation.

referencer

  1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R., og Karasov, W.H. (2007). Fordøjelsen af ​​flydende hvirveldyrs fordøjelseskanaler: Højtarms paracellulær absorption kompenserer for mindre tarm. Forsøg af National Academy of Sciences, 104(48), 19132-19137.
  2. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionær analyse. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Evolution. Sinauer.
  4. Gould, S.J. & Vrba, E.S. (1982). Exaptation-et manglende udtryk i formskabets videnskab. Paleobiology, 8(1), 4-15.
  5. Organ, C.L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Oprindelse af aviær genomstørrelse og struktur i ikke-aviære dinosaurer. natur, 446(7132), 180.