Biologiska anpassningsegenskaper, typer, exempel



en biologisk anpassning Det är ett karaktäristiskt närvarande i en organism som ökar sin förmåga att överleva och reproducera i förhållande till sina följeslagare som inte har denna egenskap. Den enda processen som ger upphov till utseende av anpassningar är naturligt urval.

Om vi ​​slutar observera de olika släktingarna av levande organismer, kommer vi att upptäcka att de är fulla av en rad komplexa anpassningar. Från fjärilarnas mimikry till den komplexa strukturen av sina vingar som tillåter flygningen.

Inte alla egenskaper eller egenskaper som vi observerar i vissa organismer kan omedelbart märkas som anpassningar. Vissa kan vara kemiska eller fysiska konsekvenser, kan vara egenskaper som genereras genom gendrift eller av en händelse som kallas genetisk hitchhiking.

Organismernas egenskaper kan studeras genom att tillämpa den vetenskapliga metoden för att verifiera om de verkligen är anpassningar och vad deras preliminära funktion är.

För att göra det måste hypoteser om potentiell användning föreslås och testas med tillräcklig experimentell design - antingen genom att manipulera individen eller genom enkel observation.

Även om anpassningarna verkar många gånger perfekta och till och med "designade", så är de inte. Anpassningarna var inte resultatet av en medveten process, eftersom evolutionen varken är ett slut eller ett mål, och det försöker inte att perfekta organismer.

index

  • 1 Egenskaper
  • 2 typer
  • 3 Är alla funktioner anpassningar?
    • 3.1 De kan vara en kemisk eller fysisk konsekvens
    • 3.2 Det kan vara en följd av gendrift
    • 3.3 Can är korrelerad med en annan funktion
    • 3.4 Det kan vara en följd av fylogenetisk historia
  • 4 Föranpassningar och exaptationer
  • 5 Exempel på anpassningar
    • 5.1 Flyg i ryggradsdjur
    • 5.2 Echolocation i fladdermöss
    • 5.3 Giraffernas långa hals
    • 5.4 Så, vad är användningen av girafferhalsar??
  • 6 Skillnader med evolution
  • 7 Förvirring om anpassningar
  • 8 referenser

särdrag

En anpassning är en funktion som ökar fitness av en individ. I evolutionärbiologi, termen fitness eller biologisk tillräcklighet hänför sig till organismens förmåga att lämna avkomma. Om en viss individ lämnar fler avkommor än en partner, sägs det att han har mer fitness.

Individen med större fitness Det är inte det starkaste, inte det snabbaste eller det största. Han är den som överlever, finner en kompis och reproducerar.

Vissa författare lägger vanligtvis andra element i deras definitioner av anpassning. Om vi ​​tar hänsyn till linjens historia kan vi definiera anpassning som ett derivat tecken som utvecklats som svar på ett visst selektivt medel. Denna definition jämför effekterna av tecken i fitness av en specifik variant.

Typ

Anpassningar kan visas på olika nivåer. Vi kan visa morfologiska och anatomiska anpassningar som tänder som tillåter oss att konsumera vissa typer av mat eller strukturer avsedda att springa och snabbt nå sina byte eller fly från rovdjur.

Anpassningarna kan också vara fysiologiska, antingen på cellernas nivå eller de biokemiska processer som uppträder inom organismen.

Till exempel, vissa fiskar som lever i vatten där temperaturen är extremt kallt har frostskyddsproteiner som tillåter dem att simma i isigt vatten utan frysning.

På samma sätt kan anpassningar vara beteendemässiga eller etologiska. Vissa beteenden hos djur gynnar deras överlevnad och reproduktion.

I reptiler ges kapaciteten av termoregulering med rörelsen mot heta eller kalla zoner, beroende på individens behov. Ett annat exempel är att vissa fåglar parasitärt bete sig för att lägga sina ägg i bon av andra arter för att undvika avelsprocessen.

Alla funktioner är anpassningar?

När vi observerar alla levande varelser märker vi att det är fullt av egenskaper som behöver en förklaring. Tänk på en fågel: Färgningen av fjäderdräkten, låten, benens form och näbben, de komplicerade dansen av domstater, kan vi betrakta dem alla som adaptiva egenskaper??

Nej. Medan det är sant att naturen är full av anpassningar, borde vi inte direkt konstatera att den funktion vi observerar är en av dem. Ett drag kan vara närvarande huvudsakligen av följande skäl:

De kan vara en kemisk eller fysisk konsekvens

Många drag är helt enkelt konsekvenser av en kemisk eller fysisk händelse. Blodens färg är röd i däggdjuren och ingen tror att det är en färg som är röd i sig det är en anpassning.

Blodet är rött på grund av dess sammansättning: de röda blodkropparna lagrar ett protein som är ansvarigt för syretransport som kallas hemoglobin - vilket orsakar den karakteristiska färgen av nämnda vätska.

Det kan vara en följd av gendrift

Drift är en slumpmässig process som ger förändringar i allelfrekvenser, och leder till fixering eller eliminering av vissa alleler stokastiskt. Dessa egenskaper ger ingen fördel och ökar inte fitness av individen.

Antag att vi har en population av vita björnar och svarta björnar av samma art. Vid något tillfälle lider studien i en minskning av antalet organismer på grund av en miljökatastrof och de flesta vita individer dör tillfälligt.

Med tiden är det en stor möjlighet att allelen som kodar för svart päls är fixerad och hela befolkningen blir svarta individer.

Det är emellertid inte en anpassning eftersom det inte ger någon fördel för den person som äger den. Observera att processerna för gendrift inte leder till bildandet av anpassningar, detta sker bara genom mekanismen för naturligt urval.

Det kan korreleras med en annan funktion

Våra gener är sida vid sida och kan kombineras på olika sätt i en process som kallas rekombination. I vissa fall är gener kopplade och ärvd ihop.

För att illustrera denna situation kommer vi att använda ett hypotetiskt fall: de gener som kodar för blå ögon är kopplade till blonda hår. Logiskt sett är det en förenkling, förmodligen finns det andra faktorer som är inblandade i strukturernas färgning, men vi använder det som ett didaktiskt exempel.

Låt oss anta att vår hypotetiska organisms blonda hår har en fördel: kamouflering, strålskydd, mot förkylning etc. Individer med blont hår kommer att ha fler barn än sina kamrater som inte har denna egenskap.

Avkomman, förutom blont hår, kommer att ha blåa ögon eftersom generna är kopplade. Under generationerna kan vi se att blåa ögon ökar i frekvens även om de inte ger någon adaptiv fördel. Detta fenomen är känt i litteraturen som "genetisk hitchhiking".

Det kan vara en följd av fylogenetisk historia

Vissa tecken kan vara en konsekvens av den fylogenetiska historien. Skullens suturer i däggdjur bidrar till och underlättar födelseprocessen, kan tolka det som en anpassning för det. Karaktäristiken är emellertid representerad i andra linjer och är en förfaderlig egenskap.

Föranpassningar och exaptationer

Under åren har evolutionära biologer berikat terminologin om organismens egenskaper, inklusive nya begrepp som "preadaptation" och "exaptation"..

Enligt Futuyma (2005) är en föranpassning "ett drag som fortlöpande tjänar en ny funktion".

Till exempel kan de starka topparna hos vissa fåglar ha blivit utvalda för att konsumera en viss typ av mat. Men i lämpliga fall kan denna struktur också fungera som en anpassning till attack får. Denna plötsliga förändring av funktionen är föranpassningen.

År 1982 Gould och Vrba införde begreppet "exaptation" för att beskriva en pre-anpassning har adjungerats till en ny användning.

Exempelvis gjordes inte simfåglarnas fjädrar av naturligt urval under det selektiva trycket i simmen, men felfritt tjänade de för det.

Som en analogi med denna process har vi näsan, även om den antagligen valdes eftersom den gav en fördel i andningsprocessen, nu använder vi den för att hålla våra linser.

Det mest kända exemplet av exaptation är pandaens tumme. Denna art föder specifikt på bambu och för att manipulera den använder de en "sjätte tumme" som härrör från tillväxt andra strukturer.

Exempel på anpassningar

Flygningen i ryggradsdjur

Fåglarna, fladdermössen och de redan utdöda pterosaurerna förvärvade på ett konvergensrikt sätt deras medel för rörelse: flygningen. Flera aspekter i dessa djurs morfologi och fysiologi verkar vara anpassningar som ökar eller gynnar förmågan att flyga.

Benen presenterar håligheter som gör dem till lätta strukturer, men resistenta. Denna konformation är känd som pneumatiserade ben. I nuvarande flyglinjen - fåglar och fladdermöss - matsmältningssystemet har också vissa särdrag.

Tarmarna är mycket kortare, jämfört med icke-flygande djur av liknande storlek, förmodligen för att minska vikten under flygningen. Sålunda valde reduktionen i absorptionsytan av näringsämnen en ökning i absorptionsvägar för cellulära.

Anpassningarna i fåglarna når molekylivåerna. Det har föreslagits att genomets storlek har reducerats som en anpassning för flygning, vilket reducerar de metaboliska kostnaderna förknippade med att ha ett stort genom och därför stora celler.

Echolocation i fladdermöss

I fladdermöss finns en särskild anpassning som gör det möjligt för dem att orientera sig rymligt under flyttning: echolocation.

Detta system består av ljudutsläpp (människor kan inte uppfatta dem) som studsar objekt och fladdermössen kan uppfatta och översätta dem. Även morfologi öronen på vissa arter betraktas som en anpassning till ett effektivt emot vågorna.

Giraffens långa hals

Ingen skulle tvivla på att girafferna har en atypisk morfologi: en långsträckt nacke som håller ett litet huvud och långa ben som stöder sin vikt. Denna design hindrar olika aktiviteter av djurets liv, som att ta vatten från en damm.

Förklaringen av den långa halsen på dessa afrikanska arter per decennium har varit favorit evolutionsbiologer exempel. Innan Charles Darwin tänkte teorin om naturligt urval lyckades den franska naturisten Jean-Baptiste Lamarck redan ett begrepp - om än felaktigt - av biologiska förändringar och evolution.

För Lamarck var nacken av girafferna långsträckta eftersom dessa djur sträckte sig hela tiden för att nå knopparna i akacierna. Denna åtgärd skulle leda till en ärftlig förändring.

I ljuset av modern evolutionärbiologi anses det att användningen och missbruk av karaktärerna inte har någon effekt på avkomma. Anpassningen av den långa halsen måste uppstå eftersom individerna som bär mutationer för denna egenskap, lämnade fler avkommor än sina följeslagare med kortare hals..

Intuitivt kan vi anta att lång halsen hjälper giraffer att få mat. Men dessa djur söker vanligtvis efter sin mat i låga buskar.

Så, vad är användningen av girafferhalsar??

År 1996 studerade forskare Simmons och Scheepers de sociala relationerna i denna grupp och motsatte sig tolkningen av hur girafferna fick sina halsar.

För dessa biologer utvecklades halsen som ett "vapen" som männen använder i striderna för att få kvinnorna och inte att få mat på höga områden. Olika fakta stöder denna hypotes: Halsarnas hals är mycket längre och tyngre än kvinnornas hals.

Vi kan dra slutsatsen att, även om en anpassning har en uppenbar uppenbar betydelse, måste vi ifrågasätta tolkningarna och testa alla möjliga hypoteser med hjälp av den vetenskapliga metoden.

Skillnader med evolution

Både begrepp, evolution och anpassning är inte motsägelsefulla. Utvecklingen kan ske genom det naturliga urvalets mekanism och det här skapar anpassningar. Det är nödvändigt att betona att den enda mekanismen som producerar anpassningar är naturligt urval.

Det finns en annan process, kallad gendrift (nämnd i föregående avsnitt), vilket kan leda till utvecklingen av en befolkning men producerar inte anpassningar.

Förvirring om anpassningar

Även om anpassningarna verkar vara egenskaper som är utformade exakt för deras användning, har utvecklingen, och därmed uppfattningen av anpassningarna, inte något mål eller medvetet syfte. De är inte synonymt med framsteg.

Precis som erosionsprocessen inte är avsedd att skapa vackra berg, är utvecklingen inte avsedd att skapa organismer som är perfekt anpassade till sin miljö.

Organismer strävar inte efter att utvecklas, så det naturliga valet ger inte en individ det han behöver. Tänk dig för exempel en serie kaniner som på grund av miljöförändringar måste tåla en stark frost. Behovet av djuren för en riklig beläggning kommer inte att få det att verka och sprida sig i befolkningen.

Däremot kan en viss slumpmässig mutation i kaninens genetiska material generera en mer riklig beläggning, vilket gör att bäraren har fler barn. Dessa barn förvärvar förmodligen sin fars päls. Således kan den rikliga beläggningen öka sin frekvens i kaninpopulationen och vid en tidpunkt kunde kaninen inte vara medveten om den.

Dessutom producerar urvalet inte perfekta strukturer. De borde bara vara "tillräckligt bra" för att kunna gå vidare till nästa generation.

referenser

  1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R., och Karasov, W.H. (2007). Matsmältningsanpassningen hos flygande ryggradsdjur: högtarms paracellulär absorption kompenserar för mindre tarmar. Förlopp av National Academy of Sciences, 104(48), 19132-19137.
  2. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionär analys. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D.J. (2005). Evolution. Sinauer.
  4. Gould, S.J., och Vrba, E.S. (1982). Exaptation-en saknad term i vetenskapen om form. paleobiologi, 8(1), 4-15.
  5. Organ, C.L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Ursprung aviant genomstorlek och struktur i icke-aviana dinosaurier. Nature, 446(7132), 180.