Компоненти біологічної адаптації та методи їх кількісної оцінки



The біологічна адаптація, біологічна придатність, біологічна ефективність або фітнес, в еволюційній біології, це міра здатності певної біологічної сутності залишити родюче потомство наступним поколінням. Проте, оперативне визначення є складним і не існує точного методу або міри для його кількісної оцінки.

Хоча його визначення є заплутаним і часто неправильно інтерпретованим, фітнес є фундаментальним поняттям для розуміння еволюційного процесу, оскільки відбір діє через відмінності в фітнес між особами (або алелями) у популяції.

Насправді, за даними S.C. Stearns, фітнес Це концепція, яку всі люди розуміють, але ніхто не може точно визначити її.

Індекс

  • 1 Що таке фітнес?
    • 1.1 Визначення
    • 1.2 Походження терміна
  • 2 Компоненти фітнесу
  • 3 Абсолютна та відносна придатність
  • 4 Інклюзивний фітнес
  • 5 Методи кількісної оцінки придатності
    • 5.1 Швидкість зміни частот алелів
    • 5.2. Експерименти по відбиттю
    • 5.3 Відхилення від принципу Харді-Вайнберга
  • 6 Посилання

Що таке фітнес?

Визначення

Термін фітнес відноситься до здатності до розмноження і виживання групи організмів. Іншими словами, це характеристика, що визначає здатність поширювати свої гени в популяції, з проходженням поколінь. У літературі ми знаходимо десятки визначень, у тому числі:

- Тенденція індивіда, або окремих осіб, нести алель, що дозволяє їм виживати і виробляти життєздатне потомство.

- Швидкість, з якою аллель або характеристика дисперговані чисельно.

- Здатність особи з певними алелями використовувати ресурси і впоратися з умовами навколишнього середовища, щоб вижити і розмножитись.

- Кількісно визначена характеристика алелей, генотипів або характеристик індивідів, які прогнозують їх числове представлення у наступних поколіннях.

Деякі автори, які намагаються визначити фітнес, вони плутають його з еволюційною динамікою, що є логічним наслідком зміни фітнес.

У концептуальному плані фітнес це аналогічний параметр для генетиків і для етологів і екологів. Однак різниця полягає в тому, що обидві гілки еволюційної біології оцінюють або кількісно визначають параметр.

Походження терміна

Всупереч поширеній думці, британський натураліст Чарльз Дарвін не користувався цим терміном фітнес у перших виданнях Росії The oвони керують цим видом.

На відміну від цього, Дарвін використовував дієслово "підходити " посилатися на здатність фенотипу розвиватися і «вписуватися» в середовище, де він живе.

Використовуючи в якості аналога модель ключа і замка, ключ представлений організмом і замком навколишнього середовища, вони повинні відповідати термінам виживання, розвитку, росту і відтворення.

Фітнес з'явилися в наступних виданнях Росії Походження виду під впливом поліматики Герберта Спенсера і його популярної фрази "виживання найбільш пристосованих" (англійською мовою) виживання найбільш пристосованих).

Компоненти фітнес

Згідно Futuyma (2005), фітнес Вона складається з трьох компонентів: ймовірність виживання на декількох стадіях репродуктивності, середня кількість потомства, виробленого самкою, і середня кількість потомства, виробленого самцем.

Різниця в кількості нащадків є логічним наслідком конкуренції для пошуку партнера - зазвичай відомого як сексуальний відбір.

Як ймовірність виживання і середня кількість нащадків складають компоненти Росії фітнес, Це концепція, яка стосується лише груп. Наприклад, фітнес всіх особин певного генотипу.

Це не є репрезентативним для посилань фітнес особистості, оскільки їхній репродуктивний успіх і їх виживання можуть бути випадково вражені.

Фітнес абсолютна і відносна

У літературі фітнес воно виражається в абсолютних і відносних термінах. Для простоти концепція застосовна до організмів, які відтворюються лише один раз у своєму житті, і в їхніх популяціях немає перекриття поколінь, оскільки всі особи відтворюються одночасно.

У цих організмах фітнес Абсолютний аллель визначається як середня кількість нащадків, вироблених індивідуумом, що несе зазначений алель.

Її можна розрахувати як добуток відносної родючості за часткою потерпілих. Теоретично це значення практично неможливо кількісно визначити.

На відміну від фітнес Відносний алель є його фітнес абсолютний, порівняно з еталонним алелем. Згідно з умовами, референс-алель є найвищим фітнес абсолютна і присвоюється відносне значення 1.

Інший спосіб висловити фітнес відносний робить це по відношенню до середнього фітнес абсолютна популяція або як частотний радіус алеля наступного покоління по відношенню до поточного покоління. Прийнято вважати, що відбір діє у відносних, а не в абсолютних.

Фітнес включно

У 1964 році еволюційний теоретик Вільям Гамільтон розробив геніальну теорію, щоб зрозуміти альтруїстичну поведінку деяких тварин: вибір сім'ї.

Гамільтон розробив концепцію фітнес Інклюзивна або інклюзивна ефективність. Для автора фітнес можна розділити на дві складові, одну пряму і одну непряму.

Перший є результатом відтворення особистості, тоді як другий досягається за рахунок відтворення близьких родичів.

Непряма ефективність виникає тоді, коли близьким родичам вдається досягти більшого репродуктивного успіху, ніж вони могли б досягти самостійно, завдяки внеску своїх родичів.

Методи кількісної оцінки фітнес

В емпіричних дослідженнях можна оцінити фітнес з використанням різних методологій, кожна зі своїх переваг і недоліків.

Дослідники вважають, що фітнес це залежить від контексту, тому природні експериментальні проекти дають кращі результати, ніж вимірювання параметрів, які виконуються в лабораторії з ідеальними умовами життя, невеликим стресом і необмеженими обсягами харчування.

У літературі запропоновано три методи для кількісної оцінки фітнес: використовуючи швидкість зміни аллельних частот, через експерименти з захопленням тегів і використовуючи відхилення принципу Харді-Вайнберга. Останній випадок стосується лише випадків гетерозиготної переваги.

Швидкість зміни алельних частот

У першому випадку ми переходимо до розрахунку коефіцієнта (ів) відбору, що визначає зменшення коефіцієнта фітнес щодо кращого генотипу, з експресією s = Δp / p'q2. Знаючи значення s Ви можете знати фітнес з виразом: Фітнес (w) = 1 - s.

Експерименти по відбиттю

У другому методі, просто обчислити пропорції кількості осіб, відбитих на кількість звільнених осіб. Призначається найвище значення фітнес 1, решта поділяють між зазначеним значенням.

Відхилення від принципу Харді-Вайнберга

Нарешті, відхилення від принципу Харді-Вайнберга обчислюють зв'язок між спостережуваними та очікуваними частотами. І, як і в попередньому випадку, він призначений фітнес 1 на найвищому значенні, а решта поділяється цим.

Список літератури

  1. Дарвін, C. (1859). Про витоки видів за допомогою природного відбору. Мюррей.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Еволюційний аналіз. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Еволюція . Sinauer.
  4. Ridley, M. (2004). Еволюція. Malden.
  5. Soler, M. (2002). Еволюція: основа біології. Південний проект.
  6. Westneat, D., & Fox, C.W. (ред.). (2010). Еволюційна поведінкова екологія. Oxford University Press.