Biologiske tilpasningskomponenter og metoder til kvantificering af det



den biologisk tilpasning, biologisk egnethed, biologisk effektivitet eller fitness, i evolutionær biologi, Det er et mål for en bestemt biologisk enheds evne til at forlade frugtbare afkom til de næste generationer. Den operationelle definition er imidlertid kompleks, og der er ingen nøjagtig metode eller mål for at kunne kvantificere den.

Selvom dens definition er forvirrende og ofte fejlagtigt fortolket fitness er et grundlæggende koncept for at forstå den evolutionære proces, da udvælgelsen virker gennem forskelle i fitness mellem individer (eller alleler) i befolkningen.

Faktisk er ifølge S.C. Stearns, den fitness Det er et koncept, som alle mennesker forstår, men ingen er i stand til at definere det præcist.

indeks

  • 1 Hvad er fitness?
    • 1.1 Definitioner
    • 1.2 Oprindelse af begrebet
  • 2 Komponenter i fitness
  • 3 Absolut og relativ fitness
  • 4 Inklusiv fitness
  • 5 Metoder til at kvantificere fitness
    • 5.1 Forandringshastighed for allelfrekvenser
    • 5.2 Mark-recapture eksperimenter
    • 5.3 Afvigelser fra Hardy-Weinberg-princippet
  • 6 referencer

Hvad er det fitness?

definitioner

Udtrykket fitness henviser til evnen til reproduktion og overlevelse af en gruppe af organismer. Det er med andre ord det karakteristiske, som bestemmer evnen til at udbrede deres gener i befolkningen, med generationsgang. I litteraturen finder vi snesevis af definitioner, herunder:

- Tendensen hos en enkeltperson eller enkeltpersoner til at bære en allel, der giver dem mulighed for at overleve og producere levedygtige afkom.

- Den hastighed, hvor en allel eller karakteristik er dispergeret numerisk.

- Evnen hos et individ med visse alleler at udnytte ressourcer og klare miljømæssige forhold for at overleve og reproducere.

- Kvantificerbar karakteristik af alleler, genotyper eller egenskaber hos personer, som forudsiger deres numeriske repræsentation i kommende generationer.

Nogle forfattere, der forsøger at definere fitness, de forvirrer det med evolutionær dynamik - hvilket er en logisk konsekvens af variationen i fitness.

I konceptuelle termer fitness Det er en lignende parameter for genetikere og for etologer og økologer. Forskellen er imidlertid i den måde, at begge grene af evolutionær biologi vurderer eller kvantificerer parameteren.

Betegnelsens oprindelse

I modsætning til popular tro anvendte den britiske naturforsker Charles Darwin ikke udtrykket fitness i de første udgaver af den ellerde styrer arten.

I modsætning hertil brugte Darwin verbet "at passe " at henvise til evnen hos en fænotype til at udvikle og "passe" i det miljø, hvor det lever.

Brug som analogi en model af nøgle og lås, er nøglen repræsenteret af organismen og låsen ved miljøet, disse skal passe til overlevelse, udvikling, vækst og reproduktion.

fitness dukkede op i senere udgaver af Artens oprindelse ved indflydelsen af ​​polymaten Herbert Spencer og hans populære sætning "den mest fyldte overlevende" (på engelsk overlevelsen af ​​de fitteste).

Komponenter af fitness

Ifølge Futuyma (2005) fitness Den består af tre komponenter: sandsynligheden for overlevelse i flere reproduktive faser, det gennemsnitlige antal afkom produceret af kvinden og det gennemsnitlige antal afkom produceret af hanen.

Variationen i antallet af efterkommere er en logisk konsekvens af konkurrencen om at finde en partner - normalt kendt som seksuel udvælgelse.

Som sandsynligheden for overlevelse og det gennemsnitlige antal efterkommere udgør bestanddelene af fitness, Det er et koncept, der kun gælder for grupper. F.eks fitness af alle individer af en bestemt genotype.

Det er ikke repræsentativt at henvise til fitness af en person, da deres reproduktive succes og deres overlevelse kan blive påvirket af en tilfældighed.

fitness absolutte og relative

I litteraturen, den fitness det udtrykkes i absolutte og relative udtryk. For enkelhed er konceptet anvendeligt på organismer, der kun reproducerer en gang i deres liv, og der er ingen overlapning af generationer i deres populationer, da alle individer reproducerer på samme tid.

I disse organismer, den fitness absolutte af en allel er defineret som det gennemsnitlige antal af efterkommere produceret af den enkelte, der bærer nævnte allel.

Det kan beregnes som produktet af relativ fertilitet ved andelen af ​​overlevende. Teoretisk set er denne værdi næsten umulig at kvantificere.

I modsætning hertil fitness relativ for en allel er dens fitness absolut, sammenlignet med en reference allel. Ved konvention er referenceallelen den højeste fitness absolut og tildeles den relative værdi af 1.

En anden måde at udtrykke fitness relativ gør det med hensyn til gennemsnittet fitness absolut befolkning eller som frekvensradius for en allel i næste generation med hensyn til den nuværende generation. Det accepteres, at udvælgelsen virker i det relative og ikke i det absolutte.

fitness inklusive

I år 1964 udviklede den evolutionære teoretiker William Hamilton en genial teori for at forstå den altruistiske opførsel af visse dyr: familiens valg.

Hamilton udviklede begrebet fitness Inklusiv eller inklusiv effektivitet. For forfatteren, den fitness kunne opdeles i to komponenter, en direkte og en indirekte.

Den første er resultatet af individets gengivelse, mens det andet opnås gennem reproduktion af nære slægtninge.

Indirekte effekt opstår, når nære slægtninge formår at opnå større reproduktiv succes, end de selv ville have opnået takket være deres familiemedlemmers bidrag.

Metoder til at kvantificere fitness

I empiriske studier er det muligt at estimere fitness ved hjælp af forskellige metoder, hver med sine fordele og ulemper.

Forskerne mener, at fitness det afhænger af konteksten, og derfor giver de naturlige eksperimentelle designs bedre resultater end målingerne af parameteren, der udføres i laboratoriet med ideelle livsbetingelser, lille stress og ubegrænsede mængder mad.

Litteraturen foreslår tre metoder til at kvantificere fitness: ved hjælp af ændringshastigheden for allelfrekvenser ved hjælp af taggenfangelsesforsøg og anvendelse af afvigelser i Hardy-Weinberg-princippet. Sidstnævnte tilfælde gælder kun tilfælde af heterozygot fordel.

Ændringshastighed for allelfrekvenser

I det første tilfælde fortsætter vi med at beregne selektionskoefficienten (erne), der kvantificerer reduktionen af fitness i forhold til den bedste genotype, med udtrykket s = Δp / p'q2. Ved at kende værdien af s du kan kende fitness med udtrykket: Fitness (w) = 1 - s.

Mark-recapture eksperimenter

I den anden metode beregnes blot proportionerne af antallet af individer, der er genoptaget på antallet af frigivne personer. Den højeste værdi er tildelt fitness 1 og resten er opdelt mellem den nævnte værdi.

Afvigelser fra Hardy-Weinberg-princippet

Endelig beregner afvigelser fra Hardy-Weinberg-princippet forholdet mellem de observerede og forventede frekvenser. Og som i det foregående tilfælde er den tildelt fitness 1 på højeste værdi, og resten er delt med dette.

referencer

  1. Darwin, C. (1859). På oprindelsen af ​​arter ved naturlig udvælgelse. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionær analyse. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Evolution . Sinauer.
  4. Ridley, M. (2004). Evolution. Malden.
  5. Soler, M. (2002). Evolution: grundlaget for biologi. South Project.
  6. Westneat, D., & Fox, C.W. (Eds.). (2010). Evolutionær adfærdsmæssig økologi. Oxford University Press.