ELÄVIEN OLENTOJEN SOPEUTUMISEN JA ERILAISEN SELVIYTYMISEN VÄLINEN SUHDE - BIOLOGIA - 2025

Evoluutiobiologiassa keskeinen teema on sopeutumisten tutkiminen. Ne voidaan määritellä prosessien tai tilojen perusteella. Jos pidämme sitä prosessina, se on evoluutiomuutoksen osa, jota ohjaa luonnollinen valintamekanismi. Sitä vastoin tilan kannalta se on ominaisuus, jonka nykyisen tilan on muodostanut luonnollinen valinta.

Luonnollinen valinta on evoluutiomekanismi, ja se määritellään elävien olentojen erilaiseksi lisääntymiseksi. Joten jotkut organismit lisääntyvät enemmän kuin toiset joidenkin ominaisuuksien tai luonteen vuoksi, jotka lisäävät niiden kuntoa.

Lähde: pixabay.com

Charles Darwin kehitti nämä perusideat teoksessa "Lajien alkuperä". Evolution on ainoa tunnettu mekanismi, joka voi johtaa mukautuksiin.

Toisin sanoen, sopeutumisen ja tiettyjen yksilöiden, jotka edustavat ominaisuuksia, jotka lisäävät heidän kuntoaan, erilaisen lisääntymismenestyksen välillä on yhteys. Kun jälkimmäistä esiintyy populaatioissa, se synnyttää mukautuksia.

Mukautukset, luonnollinen valinta ja

Evoluutiossa on useita ydinkonsepteja, kuten sopeutuminen, luonnollinen valinta ja kunto. On myös muita tärkeitä termejä (kuten geenin siirtyminen), mutta tämän artikkelin tarkoituksia varten keskitymme huomioihimme näihin kolmeen.

Kunto on organismin kyky selviytyä ja lisääntyä jättäen hedelmälliset jälkeläiset. Sen kvantisointi on olemassa useita tapoja, ja parametri vaihtelee välillä 0 - 1.

Kun perinnöllinen ominaisuus antaa joillekin yksilöille etua kunnon suhteen (verrattuna ikäisensä, joilla sitä ei ole), tapahtuu jotain väistämätöntä: nämä yksilöt lisääntyvät enemmän kuin toiset ja lisäävät esiintymistiheyttä väestössä. Tätä kutsutaan luonnolliseksi valinnaksi.

Termi 'valinta' on usein harhaanjohtava, koska jotkut yksilöt eivät ole tietoisia valintaansa prosessissa.

Prosessina sopeutuminen määritellään luonnollisen valinnan aiheuttamaan evoluutioon, joka johtaa myönteisten muutosten kertymiseen.

Hahmona sopeutuminen on ominaisuus, joka kehittyi vähitellen ja joka täyttää tietyn biologisen roolin. Kuntokyvyn kannalta tämä ominaisuus oli parempi verrattuna muihin ominaisuuden tiloihin lajin evoluutiohistoriassa.

Mikä on adaptionismi?

Suosittua näkemystä evoluutiobiologiassa kutsutaan adaptionismiksi. Tämän näkökulman puolustajien mukaan suurta osaa orgaanisissa olennoissa esiintyvistä ominaisuuksista voidaan pitää mukautuksina ja niiden tila on optimaalinen.

Evoluutioalalla on merkittäviä tutkijoita, jotka tukevat adaptionistista ohjelmaa, kuten John Maynard Smith tai William Hamilton. Yksi hänen suurimmista vastustajistaan ​​on kuuluisa paleontologi Stephen Jay Gould ja hänen kollegansa Richard Lewontin.

Yksi adaptaation seurauksista on organismin jakautuminen alueisiin, jotka eivät ole yhteydessä toisiinsa, arvioimalla piirteet erikseen. Hänen vastustajansa väittävät, että ominaisuuden olemassaoloa ei nykyään tulisi aina ymmärtää mukautuvaksi ominaisuudeksi.

Ovatko kaikki ominaisuudet mukautuksia?

Arvioidessamme orgaanisen olennon ominaisuuksia emme voi päätellä ilman todisteita siitä, että kaikki sen piirteet vastaavat mukautuksia. On muitakin prosesseja, jotka selittävät joidenkin ominaisuuksien olemassaolon. Huomaa, että yksi ominaisuuden mukautumattomuuden seurauksista on, että se ei ole luonnollisen valinnan tulos.

Voi olla, että havaitsemme ominaisuus on yksinkertaisesti seuraus sen kemiasta tai fysiikasta. Esimerkiksi kukaan ei usko, että veren tyypillinen kirkkaanpunainen väri on mukautuva. Se on yksinkertaisesti seurausta sen rakenteesta - joka on todennäköisesti mukautuva, koska se varmistaa hapen kuljetuksen.

Se voi olla myös piirre, joka on korjattu geenivirralla, toisella evoluutiomekanismilla. Itse asiassa driftin seuraus on adaptaattinen kehitys, koska lisääntymismenetelmissä on eroja, mutta niitä ei ole liitetty ominaisuuteen, joka lisää yksilöiden kuntoa.

Toinen mahdollisuus on, että ominaisuus, jota havaitsemme ja ajattelemme olevan adaptiivista, on kytketty toiseen (esimerkiksi geenit ovat lähellä toisiaan samassa kromosomissa, joten rekombinaation todennäköisyys on pieni) kuin jos se valitaan.

Kuinka tarkistetaan, onko ominaisuus mukautuva vai ei?

Jos epäillään, että piirre on adaptaatio, meidän on testattava se samalla tavalla kuin testaamme mikä tahansa muu tosiasia biologisissa tieteissä: käyttämällä tieteellistä menetelmää.

Meidän on harkittava kokeilusarjaa, jonka avulla voimme tarkistaa, onko kyseinen ominaisuus mukautuva. Epäillään esimerkiksi, että jääkarhun valkoinen väri toimii naamiointina.

Vaikka se ei olisi kovin käytännöllinen, yksi mahdollisista kokeellisista malleista olisi maalata karhu ruskeaksi, maalata karhu valkoiseksi (tämä olisi menettelyohjaus sen varmistamiseksi, että maalilla itsessään ei ole vaikutusta kokeilumme) ja karhulle. normaali.

Myöhemmin määrittäisimme, vaikuttaako jokin koe-organismien elämän osaan. Meidän on sovellettava tätä päättelyä epäilyihin mukautuksista, olettamatta, että ominaisuus on mukautuva.

Exaptation: vaihtoehtoinen näkymä

Vuonna 1982 tutkijat Stephen Jay Gould ja Elisabeth Vrba julkaisivat lehdessä Paleobiology -artikkelin, jossa virallistettiin uusi biologian käsite: exaptation.

Tekijöille eksappaus on välttämätön termi evoluutiobiologiassa kuvaamaan ominaisuuksia, jotka ovat muodostaneet luonnollinen valinta ja jotka tällä hetkellä suorittavat eri tehtävän.

Esimerkkejä harjoituksista

Voimme käyttää nenämme esimerkiksi. On erittäin todennäköistä, että tämän rustojen jatkumisen nykyiset ominaisuudet liittyvät hengityksen hyötyihin. Käytämme kuitenkin tätä rakennetta silmälasiemme tukemiseen.

Toisin sanoen luonnollinen valinta ei suosinut nykyisellä nenällä olevia henkilöitä, koska se suosi lasien käyttöä.

Ekstrapoloimalla tämä esimerkki tarkempaan biologiseen tilanteeseen, meillä on pandan peukalo - Gouldin kuuluisa esimerkki. Pandajen ruokavalio perustuu yksinomaan bambuon, joten sen oikea käsittely on elintärkeää eläimen elämälle. Panda käyttää "kuudes" peukalo tähän tarkoitukseen.

Peukalo ei kuitenkaan ole oikea sormi, se on alun perin ranteeseen kuuluvan pienen luun jatke, jota kutsutaan radiaaliseksi sesamoidiksi.

Evoluutiokehityksessä joillekin henkilöille oli edullista saada sormen kaltainen pitkänomainen radiaalinen sesamoidi, koska se todennäköisesti paransi heidän ainoan ruokaesineen käsittelyä.

Viitteet

1. Gould, SJ, ja Lewontin, RC (1979). San Marcon aallot ja Panglossian paradigma: kritiikki adaptionistisesta ohjelmasta. Lontoon kuninkaallisen yhdistyksen julkaisut. Sarja B. Biological Sciences, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exaptation - puuttuva termi muodotieteestä. Paleobiologia, 8 (1), 4-15.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integroituneet eläintieteen periaatteet. McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2006). Selkärankaiset: vertaileva anatomia, toiminta, evoluutio. McGraw-Hill.
5. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
6. Losos, JB (2013). Princetonin opas evoluutioon. Princeton University Press.
7. Nielsen, R. (2009). Adaptionismi - 30 vuotta Gouldin ja Lewontinin jälkeen. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487 - 2490.
8. Rice, SA (2009). Tietosanakirja evoluutiosta. Infobase-julkaisu.
9. Starr, C., Evers, C., ja Starr, L. (2010). Biologia: käsitteet ja sovellukset ilman fysiologiaa. Cengagen oppiminen.