Поділитися:
Біологічні адаптаційні характеристики, типи, приклади
Перший біологічна адаптація це властивість організму, що підвищує його здатність до виживання і відтворення, по відношенню до своїх товаришів, які не володіють цією ознакою. Єдиним процесом, який породжує появу адаптацій, є природний відбір.
Якщо ми перестанемо спостерігати різні лінії живих організмів, то виявимо, що вони рясніють цілою низкою комплексних адаптацій. Від міміки метеликів до складної будови їх крил, що дозволяють політ.
Не всі характеристики або ознаки, які ми спостерігаємо в деяких організмах, можуть бути негайно позначені як адаптації. Деякими можуть бути хімічні або фізичні наслідки, можуть бути ознаки, що виробляються дрейфом гена або подією, що називається генетичний автостоп.
Характеристики організмів можуть бути вивчені шляхом застосування наукового методу для перевірки, чи дійсно вони є адаптаційними, і яка їх попередня функція.
Для цього необхідно запропонувати і протестувати гіпотези про потенційне використання з адекватною експериментальною конструкцією - або шляхом маніпулювання індивідуумом, або шляхом простого спостереження.
Хоча адаптації здаються багаторазово досконалими і навіть "розробленими", вони не є. Адаптації не були результатом свідомого процесу, оскільки еволюція не має ні кінця, ні мети, ані прагне до вдосконалення організмів.
Індекс
- 1 Характеристики
- 2 типи
- 3 Всі можливості адаптації?
- 3.1 Вони можуть бути хімічними або фізичними наслідками
- 3.2 Це може бути наслідком дрейфу генів
- 3.3 Можна корелювати з іншою функцією
- 3.4 Це може бути наслідком філогенетичної історії
- 4 Перед адаптації та адаптації
- 5 Приклади адаптацій
- 5.1 Політ у хребетних
- 5.2 Ехолокація у кажанів
- 5.3 Довга шия жирафів
- 5.4 Отже, яке ж використання шийок жирафів??
- 6 Відмінності з еволюцією
- 7 Нерозуміння щодо адаптації
- 8 Посилання
Особливості
Адаптація - це функція, яка збільшує фітнес особистості. У еволюційній біології цей термін фітнес або біологічна адекватність відноситься до здатності організму залишати потомство. Якщо певна особа залишає більше потомства, ніж партнер, сказано, що у нього більше фітнес.
Індивід з більшим фітнес Це не найсильніший, ні найшвидший, ні найбільший. Він є той, хто виживає, знаходить партнера і відтворює.
Деякі автори зазвичай додають інші елементи до своїх визначень адаптації. Якщо взяти до уваги історію походження, ми можемо визначити адаптацію як похідний характер, який розвивався у відповідь на певний селективний агент. Це визначення порівнює ефекти символу в фітнес конкретного варіанту.
Типи
Адаптації можуть з'являтися на різних рівнях. Ми можемо продемонструвати морфологічні та анатомічні адаптації, такі як зуби, які дозволяють споживати певні види їжі або структури, призначені для бігу і швидкого досягнення їхньої здобичі або втечі від хижаків.
Адаптації також можуть бути фізіологічними, або на рівні клітин, або на біохімічних процесах, що відбуваються в організмі.
Наприклад, деякі риби, які живуть у воді, де температура дуже холодна, мають білки антифриз, які дозволяють їм плавати в крижаній воді без замерзання.
Так само адаптації можуть бути поведінковими або етологічними. Певні поведінки у тварин сприяють їх виживанню та відтворенню.
У рептилій потужність терморегуляції дається при русі до гарячих або холодних зон, залежно від потреб індивідуума. Іншим прикладом є паразитне поведінка певних птахів, щоб відкласти яйця в гніздах інших видів, щоб уникнути процесу розмноження.
Всі особливості адаптації?
Спостерігаючи за будь-яким живим істотою, ми помітимо, що воно наповнене характеристиками, які потребують пояснення. Подумайте про птаха: забарвлення оперення, пісня, форма ніг і дзьоба, складні танці судів, чи можна їх розглядати як адаптивні характеристики??
Незважаючи на те, що природний світ повний адаптацій, ми не повинні негайно зробити висновок, що особливістю, яку ми спостерігаємо, є одна з них. Характеристика може бути представлена переважно з наступних причин:
Вони можуть бути хімічними або фізичними наслідками
Багато риси є просто наслідками хімічної або фізичної події. Колір крові у ссавців червоний і ніхто не вважає, що колір червоний як така це адаптація.
Кров червона через її склад: еритроцити зберігають білок, відповідальний за транспортування кисню, який називається гемоглобіном, що викликає характерну забарвлення зазначеної рідини..
Це може бути наслідком дрейфу гена
Дрейф є випадковим процесом, який виробляє зміни частот алелів, і призводить до фіксації або елімінації деяких алелей стохастично. Ці характеристики не надають жодних переваг і не збільшують фітнес особистості.
Припустимо, у нас є популяція білих ведмедів і чорних ведмедів того ж виду. У певний момент досліджувана популяція зазнає зменшення кількості організмів внаслідок екологічної катастрофи, і більшість білих осіб помирають випадково..
З плином часу існує велика ймовірність того, що алель, який кодує чорне хутро, фіксується, і все населення стає чорношкірими особинами.
Однак це не адаптація, оскільки вона не надає жодної переваги особі, яка її володіє. Зауважимо, що процеси дрейфу гена не призводять до утворення адаптацій, це відбувається тільки через механізм природного відбору.
Він може корелювати з іншою функцією
Наші гени стоять поруч і можуть бути об'єднані по-різному в процесі, званому рекомбінацією. У деяких випадках гени зв'язуються і успадковуються разом.
Щоб проілюструвати цю ситуацію, ми використаємо гіпотетичний випадок: гени, які кодують блакитні очі, пов'язані з генами світлих волосся. Логічно це спрощення, ймовірно, є й інші фактори, які беруть участь у забарвленні структур, однак ми використовуємо його як дидактичний приклад..
Припустимо, що світле волосся нашого гіпотетичного організму надає йому певну перевагу: камуфляж, захист від радіації, холод і т.д. Особи з світлим волоссям матимуть більше дітей, ніж їхні однолітки, які не володіють цією ознакою.
Потомство, крім світлого волосся, буде мати блакитні очі, тому що гени пов'язані між собою. Протягом усього покоління ми бачимо, що сині очі збільшуються, хоча вони не надають жодної адаптивної переваги. Це явище відоме в літературі як "генетичний автостоп".
Це може бути наслідком філогенетичної історії
Деякі символи можуть бути наслідком філогенетичної історії. Шви черепа у ссавців сприяють і полегшують процес народження, будучи в стані інтерпретувати його як адаптацію до нього. Тим не менш, характеристика представлена в інших лініях і є родовим ознакою.
Попередні адаптації та адаптації
Протягом багатьох років еволюційні біологи збагатили термінологію щодо характеристик організму, включаючи нові поняття, такі як "попередня адаптація" і "оголення"..
Згідно з Futuyma (2005), попередня адаптація є "рисою, яка випадково служить новій функції".
Наприклад, сильні піки деяких птахів можуть бути обрані для вживання певного виду їжі. Але у відповідних випадках ця структура може також служити адаптацією до нападу овець. Ця раптова зміна функції є попередньою адаптацією.
У 1982 році Гулд і Врба ввели концепцію "видобування" для опису попередньої адаптації, яка була кооптирована для нового використання.
Наприклад, пір'я плаваючих птахів не формувалися природним відбором під виборчим тиском купання, але випадково вони служили йому.
За аналогією з цим процесом у нас є нос, хоча він, ймовірно, був вибраний тому, що він додав певну перевагу в процесі дихання, тепер ми використовуємо його, щоб тримати наші лінзи..
Найвідоміший приклад експансії - великий панда. Цей вид харчується спеціально на бамбуку і маніпулювати ним використовують "шостий палець", отриманий від росту інших структур.
Приклади адаптацій
Політ у хребетних
Птахи, кажани і вже вимерлі птерозаври набули конвергентним способом свої засоби пересування: політ. Деякі аспекти морфології та фізіології цих тварин, здається, є адаптаціями, які збільшують або сприяють здатності літати.
Кістки представляють порожнини, які перетворюють їх у світлі структури, але стійкі. Ця конформація відома як пневматизовані кістки. У нинішніх літаючих родах - птахів і кажанів - травна система також має певні особливості.
Кишечник набагато коротший, у порівнянні з нелітаючими тваринами подібного розміру, ймовірно, для зниження ваги під час польоту. Таким чином, зменшення поверхні поглинання поживних речовин вибирається збільшенням шляхів поглинання клітинних.
Пристосування птахів досягають молекулярних рівнів. Було запропоновано зменшити розмір геному як адаптацію до польоту, зменшуючи метаболічні витрати, пов'язані з наявністю великого генома, і тому великі клітини.
Ехолокація в кажанів
У кажанів є особлива адаптація, яка дозволяє їм орієнтуватися просторово під час руху: ехолокація.
Ця система складається з випромінювання звуків (люди не здатні їх сприймати), які відскакують від об'єктів і летючі миші здатні їх сприймати і перекладати. Аналогічно, морфологія вух певних видів вважається адаптацією для ефективного прийому хвиль.
Довга шия жирафів
Ніхто не сумнівався б в тому, що жирафи мають нетипову морфологію: витягнуту шию, яка має маленьку голову і довгі ноги, які підтримують її вагу. Ця конструкція перешкоджає різним діям життя тварини, таким як прийом води з водойми.
Пояснення довгої шиї цих африканських видів було десятиліттям улюбленим прикладом еволюційних біологів. Перед тим, як Чарльз Дарвін задумав теорію природного відбору, французький натураліст Жан-Батіст Ламарк вже керував концепцією - хоч і помилковою - біологічних змін і еволюції..
Для Ламарка шийка жирафів була витягнута, тому що ці тварини постійно розтягувалися, щоб дістатися до нирок акацій. Ця дія призведе до наслідуваної зміни.
У світлі сучасної еволюційної біології вважається, що використання і невикористання персонажів не впливають на потомство. Адаптація довгої шиї повинна була виникнути тому, що особи, які здійснювали мутації для цієї характеристики, залишили більше потомства, ніж їхні товариші з більш короткою шиєю..
Інтуїтивно можна припустити, що довга шия допомагає жирафам отримувати їжу. Однак ці тварини зазвичай шукають свою їжу в низьких чагарниках.
Отже, яке ж використання шийок жирафів??
У 1996 році дослідники Сіммонс і Шеперс вивчили соціальні відносини цієї групи і спростували інтерпретацію того, як жирафи отримали шиї..
Для цих біологів шия розвивалася як «зброя», яку чоловіки використовують у боротьбі за отримання самок, а не для отримання їжі у високих районах. Різні факти підтверджують цю гіпотезу: шиї самців набагато довші і важчі, ніж у самок.
Можна зробити висновок, що, хоча адаптація має, здавалося б, очевидний сенс, ми повинні поставити під сумнів інтерпретації та перевірити всі можливі гіпотези, використовуючи науковий метод..
Відмінності з еволюцією
І концепції, і еволюція, і адаптація не суперечать один одному. Еволюція може відбуватися через механізм природного відбору, і це породжує адаптації. Слід підкреслити, що єдиним механізмом, який виробляє пристосування, є природний відбір.
Існує ще один процес, який називається дрейфом гена (згаданий у попередньому розділі), який може призвести до еволюції популяції, але не призводить до адаптації.
Нерозуміння щодо адаптацій
Хоча адаптації здаються характеристиками, призначеними саме для їх використання, еволюція і, отже, концепція адаптацій, не мають мети або свідомої мети. Вони не є синонімом прогресу.
Подібно до того, як процес ерозії не призначений для створення прекрасних гір, еволюція не призначена для створення організмів, ідеально пристосованих до їх оточення.
Організми не прагнуть еволюціонувати, тому природний відбір не дає індивіду, що йому потрібно. Наприклад, уявіть собі ряд кроликів, які через зміни навколишнього середовища повинні витримати сильні морози. Потреба тварин у рясному пальто не зробить її появою і поширенням в популяції.
Навпаки, деяка випадкова мутація в генетичному матеріалі кролика може генерувати більш багату оболонку, роблячи носій більше дітей. Ці діти, мабуть, успадковують хутро свого батька. Таким чином, рясне пальто може збільшити його частоту в популяції кроликів і жодного разу не знав про це кролика.
Крім того, вибір не дає ідеальних структур. Вони повинні бути "достатньо хорошими", щоб мати можливість перейти до наступного покоління.
Список літератури
- Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R. & Karasov, W.H. (2007). Харчова адаптація літаючих хребетних: високе кишкове парацелюлярне поглинання компенсує менші кишки. Праці Національної академії наук, 104(48), 19132-19137.
- Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Еволюційний аналіз. Prentice Hall.
- Futuyma, D. J. (2005). Еволюція. Sinauer.
- Gould, S.J., & Vrba, E.S. (1982). Атаптація - відсутній термін у науці про форму. Палеобіологія, 8(1), 4-15.
- Organ, C.L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Походження розміру та структури пташиного геному у не-пташиних динозаврів. Природа, 446(7132), 180.