- Úpravy, prirodzený výber a
- Čo je to adaptizmus?
- Sú úpravy všetkých funkcií?
- Ako skontrolujeme, či je znak prispôsobivý alebo nie?
- Oprava: alternatívny pohľad
- Príklady vyrovnaní
- Referencie
V evolučnej biológii je ústrednou témou štúdium adaptácií . Môžu byť definované z hľadiska procesov alebo stavov. Ak to považujeme za proces, je to časť evolučnej zmeny, ktorá je poháňaná mechanizmom prirodzeného výberu. Naopak, z hľadiska stavu je to charakteristika, ktorej súčasný stav bol formovaný prirodzeným výberom.
Prirodzený výber je evolučným mechanizmom a je definovaný ako diferenciálna reprodukcia živých bytostí. Niektoré organizmy sa tak rozmnožujú viac ako iné vďaka držbe nejakých čŕt alebo znakov, ktoré zvyšujú ich kondíciu.
Zdroj: pixabay.com
Tieto základné myšlienky vyvinul Charles Darwin v časti „Pôvod druhov“. Evolúcia je jediný známy mechanizmus, ktorý môže viesť k prispôsobeniam.
To znamená, že existuje vzťah medzi adaptáciou a rozdielnym reprodukčným úspechom určitých jednotlivcov, ktorí prejavujú črty, ktoré zvyšujú ich kondíciu. Ak sa tento druh vyskytne v populáciách, vytvára sa prispôsobenie.
Úpravy, prirodzený výber a
V evolúcii existuje niekoľko základných konceptov, ako je adaptácia, prirodzený výber a fitnes. Existujú aj ďalšie dôležité pojmy (napríklad posun génov), ale na účely tohto článku sa zameriame na tieto tri.
Fitness je schopnosť organizmu prežiť a rozmnožovať sa, pričom zanecháva plodné potomstvo. Existuje niekoľko spôsobov, ako ju kvantifikovať, a parameter sa mení medzi 0 a 1.
Ak dedičné črty dávajú niektorým jednotlivcom výhodu z hľadiska kondície (v porovnaní s ich rovesníkmi, ktorí ju nemajú), stane sa niečo, čo je nevyhnutné: títo jedinci sa budú rozmnožovať viac ako iní a zvýšia svoju frekvenciu v populácii. Toto je známe ako prirodzený výber.
Pojem „výber“ je často zavádzajúci, pretože v tomto procese nie je vedomý výber.
Ako proces je adaptácia definovaná ako vývoj spôsobený prirodzeným výberom, ktorý vedie k akumulácii priaznivých zmien.
Adaptácia je charakterom, ktorý sa postupne vyvíjal a ktorý plní špecifickú biologickú úlohu. Pokiaľ ide o vhodnosť, táto vlastnosť bola lepšia v porovnaní s inými stavmi črty v evolučnej histórii druhu.
Čo je to adaptizmus?
Populárny pohľad v evolučnej biológii sa nazýva adaptizmus. Podľa obhajcov tejto perspektívy možno veľkú väčšinu charakteristík prítomných v organických bytostiach považovať za prispôsobenie a ich stav je optimálny.
V oblasti vývoja existujú významní vedci, ktorí okrem iného podporujú adaptačný program, napríklad John Maynard Smith alebo William Hamilton. Jedným z jeho najväčších oponentov je známy paleontológ Stephen Jay Gould a jeho kolega Richard Lewontin.
Jedným z dôsledkov adaptizmu je rozdelenie organizmu na oblasti, ktoré nie sú navzájom prepojené, pričom sa izolácia hodnotí. Jeho oponenti tvrdia, že existencia zvláštnosti by sa dnes nemala vždy chápať ako adaptívna charakteristika.
Sú úpravy všetkých funkcií?
Keď hodnotíme vlastnosti organickej bytosti, nemôžeme dospieť k záveru bez dôkazu, že všetky jej vlastnosti zodpovedajú adaptáciám. Existujú aj iné procesy, ktoré môžu vysvetliť prítomnosť niektorých funkcií. Všimnite si, že jedným z dôsledkov toho, že znak nie je prispôsobivý, je to, že nie je produktom prirodzeného výberu.
Môže sa stať, že charakteristika, ktorú pozorujeme, je jednoducho dôsledkom jej chémie alebo fyziky. Napríklad by si nikto nemyslel, že charakteristická jasne červená farba krvi je adaptívna. Je to jednoducho dôsledok jeho štruktúry - ktorá je pravdepodobne adaptívna, pretože zabezpečuje transport kyslíka.
Môže to byť aj znak, ktorý bol fixovaný génovým driftom, druhým evolučným mechanizmom. V skutočnosti je dôsledkom driftu neadaptívny vývoj, pretože existuje rozdielny reprodukčný úspech, ale nesúvisí s charakteristikou, ktorá zvyšuje fyzickú zdatnosť jednotlivcov.
Ďalšou možnosťou je, že charakteristika, ktorú pozorujeme a myslíme si, že je adaptívna, je spojená s inou (napríklad gény sú blízko seba na rovnakom chromozóme, takže pravdepodobnosť rekombinácie je nízka), ako keby bola vybraná.
Ako skontrolujeme, či je znak prispôsobivý alebo nie?
Ak máme podozrenie, že zvláštnosť je adaptáciou, musíme dokázať to isté, ako by sme dokázali akúkoľvek inú skutočnosť v biologických vedách: použitím vedeckej metódy.
Musíme zvážiť sériu experimentov, ktoré nám pomôžu skontrolovať, či je príslušná vlastnosť adaptívna. Napríklad máme podozrenie, že biela farba ľadových medveďov slúži ako kamufláž.
Aj keď by to nebolo príliš praktické, jedným z možných experimentálnych návrhov by bolo maľovať medveďa hnedého, maľovať medveďa bieleho (to by bola procedurálna kontrola, aby sa zabezpečilo, že farba per se nemá v našom experimente žiadny účinok) a medveďa. normálu.
Neskôr by sme kvantifikovali, či je ovplyvnená nejaká stránka života experimentálnych organizmov. Túto argumentáciu musíme použiť pri každom podozrení na úpravy, a to za predpokladu, že znak nie je prispôsobivý.
Oprava: alternatívny pohľad
V roku 1982 vedci Stephen Jay Gould a Elisabeth Vrba uverejnili článok v časopise Paleobiology, ktorý formalizoval nový koncept v biológii: exaptácia.
Pre autorov je exaptácia nevyhnutným pojmom evolučnej biológie na opis charakteristík, ktoré boli formované prirodzeným výberom a ktoré v súčasnosti vykonávajú inú funkciu.
Príklady vyrovnaní
Ako príklad môžeme použiť náš nos. Je veľmi pravdepodobné, že súčasné charakteristiky tohto predĺženia chrupavky súvisia s výhodami pri dýchaní. Túto štruktúru však používame na podporu našich okuliarov.
To znamená, že prirodzený výber nezvýhodňoval jednotlivcov so súčasnými nosmi, pretože uprednostňoval používanie okuliarov.
Pri extrapolácii tohto príkladu na špecifickejšiu biologickú situáciu máme pandu palec - slávny Gouldov príklad. Strava pand je založená výhradne na bambusoch, takže jej správne zaobchádzanie je pre život zvieraťa rozhodujúce. Panda na tento účel používa „šiesty palec“.
Palec však nie je skutočným prstom, je to predĺženie malej kosti pôvodne patriacej k zápästiu, ktorá sa nazýva radiálny sesamoid.
V evolučnom vývoji bolo pre niektorých jednotlivcov výhodné mať podlhovastý radiálny sesamoid, podobný prstu, pretože pravdepodobne zlepšil zaobchádzanie s jedinou potravinou.
Referencie
- Gould, SJ, a Lewontin, RC (1979). Spandrely San Marco a Panglossianova paradigma: kritika adaptačného programu. Zborník Kráľovskej spoločnosti v Londýne. Series B. Biological Sciences, 205 (1161), 581-598.
- Gould, SJ, a Vrba, ES (1982). Oprava - chýbajúci pojem vo vede formy. Paleobiology, 8 (1), 4-15.
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, a Garrison, C. (2001). Integrované princípy zoológie. McGraw - Hill.
- Kardong, KV (2006). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, vývoj. McGraw-Hill.
- Kliman, RM (2016). Encyklopédia evolučnej biológie. Academic Press.
- Losos, JB (2013). Princetonský sprievodca evolúciou. Princeton University Press.
- Nielsen, R. (2009). Adaptácia - 30 rokov po Gouldovi a Lewontinovi. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
- Rice, SA (2009). Encyklopédia evolúcie. Infobase Publishing.
- Starr, C., Evers, C. a Starr, L. (2010). Biológia: koncepty a aplikácie bez fyziológie. Cengage Learning.