Biologiska anpassningskomponenter och metoder för att kvantifiera den



den biologisk anpassning, biologisk kondition, biologisk effektivitet eller fitness, i evolutionär biologi, Det är ett mått på kapaciteten hos en viss biologisk enhet att lämna bördiga avkommor till nästa generation. Den operativa definitionen är emellertid komplex och det finns ingen exakt metod eller mätning för att kunna kvantifiera den.

Fastän dess definition är förvirrande och ofta misstolkas, fitness är ett grundläggande begrepp för att förstå den evolutionära processen, eftersom urvalet fungerar genom skillnader i fitness mellan individer (eller alleler) i befolkningen.

Faktum är att enligt S.C. Stearns, fitness Det är ett koncept som alla människor förstår, men ingen kan definiera det exakt.

index

  • 1 Vad är fitness?
    • 1.1 Definitioner
    • 1.2 Ursprungets namn
  • 2 Komponenter i fitness
  • 3 Absolut och relativ fitness
  • 4 Inklusive fitness
  • 5 Metoder för att kvantifiera fitness
    • 5.1 Ändringshastighet för allelfrekvenser
    • 5.2 Mark-recapture-experiment
    • 5.3 Avvikelser från Hardy-Weinberg-principen
  • 6 referenser

Vad är det fitness?

definitioner

Termen fitness refererar till förmågan att reproducera och överleva en grupp av organismer. Med andra ord är det den egenskap som bestämmer förmågan att propagera sina gener i befolkningen, med generationssättet. I litteraturen hittar vi dussintals definitioner, inklusive:

- Tendensen hos en individ eller enskilda personer att bära en allel som gör att de kan överleva och producera livskraftiga avkommor.

- Den hastighet vid vilken en allel eller egenskap är dispergerad numeriskt.

- En individs förmåga med vissa alleler att utnyttja resurser och klara av miljöförhållanden för att överleva och reproducera.

- Kvantifierbar egenskap hos alleler, genotyper eller egenskaper hos individer som förutser deras numeriska representation i kommande generationer.

Några författare som försöker definiera fitness, de förvirrar den med evolutionär dynamik - vilket är en logisk följd av variationen i fitness.

I begreppsmässiga termer fitness Det är en liknande parameter för genetiker och för etologer och ekologer. Skillnaden är emellertid på det sättet att båda grenarna i den evolutionära biologin uppskattar eller kvantifierar parametern.

Ursprungets term

I motsats till den allmänna troen använde den brittiska naturalisten Charles Darwin inte termen fitness i de första utgåvorna av den ellerde styr arterna.

Däremot använde Darwin verbet "att passa " att referera till förmågan hos en fenotyp att utvecklas och "passa" i den miljö där den lever.

Användning som en analogi är en nyckel- och låsmodell, nyckeln representeras av organismen och låset genom miljön. Dessa måste passa i fråga om överlevnad, utveckling, tillväxt och reproduktion.

fitness dök upp i senare utgåvor av Ursprung av arten genom inverkan av polymat Herbert Spencer och hans populära fras "de övertygade överlevnaden" (på engelska överlevnad av de fittaste).

Komponenter av fitness

Enligt Futuyma (2005) fitness Den består av tre komponenter: sannolikheten för överlevnad i flera reproduktionssteg, det genomsnittliga antalet avkommor som produceras av honan och det genomsnittliga antalet avkommor som produceras av hanen.

Variationen i antalet efterkommande är en logisk följd av tävlingen att hitta en partner - vanligtvis känd som sexuellt urval.

Som sannolikheten för överlevnad och det genomsnittliga antalet efterkommande utgör komponenterna i fitness, Det är ett koncept som endast gäller grupper. Till exempel, fitness av alla individer av en viss genotyp.

Det är inte representativt att hänvisa till fitness av en individ, eftersom deras reproduktiva framgång och deras överlevnad kan påverkas av en slump.

fitness absolut och relativt

I litteraturen, den fitness det uttrycks i absoluta och relativa termer. För enkelheten är konceptet tillämpligt på organismer som bara reproducerar en gång i sitt liv och det finns ingen överlappning av generationer i deras populationer, eftersom alla individer reproducerar samtidigt.

I dessa organismer, den fitness absolut av en allel definieras som det genomsnittliga antalet avkomlingar som produceras av individen som bär nämnda allel.

Det kan beräknas som en produkt av relativ fertilitet av andelen överlevande. Teoretiskt taget är detta värde nästan omöjligt att kvantifiera.

I motsats till det fitness relativ av en allel är dess fitness absolut, jämfört med en referensallel. Enligt konventionen är referensallelen den som har den högsta fitness absolut och tilldelas det relativa värdet på 1.

Ett annat sätt att uttrycka fitness relativ gör det med hänsyn till genomsnittet fitness absolut befolkning eller som frekvensradie för en allel i nästa generation med avseende på nuvarande generation. Det är accepterat att valet verkar i det relativa och inte i det absoluta.

fitness inclusive

År 1964 utvecklade evolutionsteoretisten William Hamilton en genial teori för att förstå det altruistiska beteendet hos vissa djur: familjevalet.

Hamilton utvecklade konceptet av fitness Inklusive eller inkluderande effektivitet. För författaren, den fitness kan delas in i två komponenter, en direkt och en indirekt.

Den första är resultatet av individens reproduktion, medan den andra uppnås genom reproduktion av nära släktingar.

Indirekt effekt uppstår när nära släktingar lyckas uppnå ökad reproduktiv framgång än vad de skulle ha uppnått på egen hand tack vare deras släktingar.

Metoder för att kvantifiera fitness

I empiriska studier är det möjligt att uppskatta fitness med olika metoder, var och en med sina fördelar och nackdelar.

Forskarna tror att fitness det beror på sammanhanget, därför ger de naturliga experimentella mönstren bättre resultat än mätningarna av parametern som utförs i laboratoriet med idealiska livsbetingelser, liten stress och obegränsade mängder mat.

Litteraturen föreslår tre metoder för att kvantifiera Form: använda förändringshastigheten för allelfrekvenser, genom taggenåtervinningsexperiment och med avvikelser i Hardy-Weinberg-principen. Det sistnämnda fallet gäller endast fall av heterozygotisk fördel.

Ändringshastighet för allelfrekvenser

I det första fallet fortsätter vi att beräkna den selektionskoefficient (er) som kvantifierar minskningen av fitness i förhållande till den bästa genotypen, med uttrycket s = Δp / p'q2. Genom att känna till värdet av s du kan känna till fitness med uttrycket: Fitness (w) = 1 - s.

Mark-recapture-experiment

I den andra metoden beräknas helt enkelt proportionerna av antalet individer återfångade på antalet individer som släpptes. Det högsta värdet är tilldelat fitness 1 och resten är uppdelad mellan nämnda värde.

Avvikelser från Hardy-Weinberg-principen

Slutligen beräknar avvikelser från Hardy-Weinberg-principen förhållandet mellan de observerade och förväntade frekvenserna. Och som i föregående fall tilldelas den fitness 1 till högsta värde och resten är uppdelad av detta.

referenser

  1. Darwin, C. (1859). På artens ursprung med hjälp av naturligt urval. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionär analys. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D.J. (2005). Evolution . Sinauer.
  4. Ridley, M. (2004). Evolution. Malden.
  5. Soler, M. (2002). Evolution: grunden för biologi. South Project.
  6. Westneat, D., & Fox, C. W. (red.). (2010). Evolutionär beteendeekologi. Oxford University Press.