RELAȚIA DINTRE ADAPTARE ȘI SUPRAVIEȚUIREA DIFERENȚIALĂ A FIINȚELOR VII - BIOLOGIE - 2025

În biologia evolutivă, o temă centrală este studiul adaptărilor . Acestea pot fi definite în termeni de procese sau stări. Dacă îl considerăm un proces, porțiunea de schimbare evolutivă este determinată de mecanismul selecției naturale. În schimb, din punct de vedere al stării, este o caracteristică a cărei stare actuală a fost modelată prin selecția naturală.

Selecția naturală este un mecanism evolutiv și este definită drept reproducerea diferențială a ființelor vii. Astfel, unele organisme se reproduc mai mult decât altele, datorită deținerii unor trăsături sau caracter care le crește capacitatea.

Sursa: pixabay.com

Aceste idei fundamentale au fost dezvoltate de Charles Darwin în „Originea speciilor”. Evoluția este singurul mecanism cunoscut care poate duce la adaptări.

Adică există o relație între adaptare și succesul reproductiv diferențial al anumitor indivizi care prezintă trăsături care le cresc capacitatea. Când acesta din urmă apare la populații, generează adaptări.

Adaptări, selecție naturală și

În evoluție, există mai multe concepte de bază precum adaptare, selecție naturală și fitness. Există și alți termeni importanți (cum ar fi deriva de gene), dar în sensul acestui articol ne vom concentra atenția asupra acestor trei.

Fitness este abilitatea unui organism de a supraviețui și de a se reproduce, lăsând urmași fertili. Există mai multe modalități de cuantificare, iar parametrul variază între 0 și 1.

Atunci când o trăsătură ereditară oferă unii indivizi un avantaj în ceea ce privește starea de fitness (în comparație cu semenii lor care nu o posedă), se întâmplă ceva inevitabil: acești indivizi se vor reproduce mai mult decât ceilalți și își vor crește frecvența în populație. Aceasta este cunoscută sub numele de selecție naturală.

Termenul „selecție” este adesea înșelător, deoarece nu există o selecție conștientă de către unii indivizi în proces.

Ca proces, adaptarea este definită ca evoluție provocată de selecția naturală care are ca rezultat acumularea de schimbări favorabile.

Ca personaj, adaptarea este o trăsătură care a evoluat treptat și care îndeplinește un rol biologic specific. În ceea ce privește starea de fitness, această trăsătură a fost superioară în comparație cu alte stări ale trăsăturii din istoria evolutivă a speciei.

Ce este adaptismul?

O perspectivă populară în biologia evolutivă se numește adapționism. Potrivit apărătorilor acestei perspective, marea majoritate a caracteristicilor prezente la ființele organice pot fi considerate ca adaptări, iar starea lor este optimă.

Există oameni de știință notabili din ramura evoluției care susțin programul adaptator, precum John Maynard Smith sau William Hamilton, printre alții. Unul dintre cei mai mari adversari ai săi este renumitul paleontolog Stephen Jay Gould și colegul său Richard Lewontin.

Una dintre consecințele adaptionismului este divizarea organismului în zone neconectate între ele, evaluând trăsăturile izolate. Oponentii sai sustin ca existenta unei trasaturi astazi nu trebuie inteleasa intotdeauna ca o caracteristica adaptativa.

Toate caracteristicile sunt adaptări?

Când evaluăm caracteristicile unei ființe organice, nu putem concluziona fără dovada că toate caracteristicile ei corespund adaptărilor. Există și alte procese care pot explica prezența unor caracteristici. Rețineți că una dintre consecințele unei caracteristici de a nu fi adaptativ este faptul că nu este produsul selecției naturale.

Se poate ca caracteristica pe care o observăm să fie doar o consecință a chimiei sau fizicii sale. De exemplu, nimeni nu ar crede că culoarea roșie caracteristică a sângelui este adaptativă. Este pur și simplu o consecință a structurii sale - care este probabil adaptativă, deoarece asigură transportul de oxigen.

Poate fi, de asemenea, o trăsătură care a fost fixată prin derivă de gene, un al doilea mecanism evolutiv. De fapt, consecința derivării este o evoluție non-adaptativă, deoarece există un succes reproductiv diferențial, dar nu este legat de o caracteristică care crește fitnessul indivizilor.

O altă posibilitate este aceea că caracteristica pe care o observăm și credem că este adaptativă este legată de o altă (de exemplu, genele sunt strânse între ele pe același cromozom, deci probabilitatea de recombinare este scăzută) decât dacă este selectată.

Cum verificăm dacă o trăsătură este adaptativă sau nu?

În cazul în care bănuim că o trăsătură este o adaptare, trebuie să o testăm în același mod în care am testa orice alt fapt în științele biologice: folosind metoda științifică.

Trebuie să avem în vedere o serie de experimente care să ne ajute să verificăm dacă trăsătura respectivă este adaptativă. De exemplu, bănuim că culoarea albă a urșilor polari servește ca camuflaj.

Deși nu ar fi foarte practic, unul dintre posibilele modele experimentale ar fi să pictezi un urs maro, să pictezi un urs alb (acesta ar fi controlul procedural pentru a ne asigura că vopseaua nu are efect în experimentul nostru) și un urs normal.

Mai târziu am cuantifica dacă vreo fațetă a vieții organismelor experimentale este afectată. Trebuie să aplicăm acest raționament oricărei suspiciuni de adaptări, fără a presupune că trăsătura este adaptativă.

Exaptare: o vedere alternativă

În 1982, cercetătorii Stephen Jay Gould și Elisabeth Vrba au publicat un articol în revista Paleobiologie care oficializează un nou concept în biologie: exaptarea.

Pentru autori, exaptarea este un termen necesar în biologia evolutivă pentru a descrie caracteristici care au fost modelate prin selecție naturală și care îndeplinesc în prezent o funcție diferită.

Exemple de exaptări

Ne putem folosi nasul ca exemplu. Este foarte probabil ca caracteristicile actuale ale acestei extensii cartilaginoase să fie legate de beneficiile respirației. Cu toate acestea, folosim această structură pentru a ne susține ochelarii.

Adică, selecția naturală nu a favorizat indivizii cu nasul curent, deoarece a favorizat utilizarea ochelarilor.

Extrapolând acest exemplu într-o situație biologică mai specifică, avem degetul mare al pandei - celebrul exemplu al lui Gould. Dieta de panda se bazează exclusiv pe bambus, astfel încât manipularea corectă a acestuia este crucială pentru viața animalului. În acest scop, panda folosește un „al șaselea” deget mare.

Cu toate acestea, degetul mare nu este un deget adevărat, ci este o extensie a unui os mic, care aparține inițial la încheietura mâinii, numit sesamoid radial.

În dezvoltarea evolutivă, a fost avantajos pentru unii indivizi să aibă un sesamoid radial alungit, similar cu un deget, deoarece probabil că a îmbunătățit manipularea singurului lor aliment.

Referințe

1. Gould, SJ și Lewontin, RC (1979). Spandrel-urile din San Marco și paradigma panglossiană: o critică a programului de adaptare. Proceedings of the Royal Society of London. Seria B. Științe biologice, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exaptarea - un termen lipsit în știința formei. Paleobiologie, 8 (1), 4-15.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
5. Kliman, RM (2016). Enciclopedia biologiei evolutive. Presă academică.
6. Losos, JB (2013). Ghidul Princeton către evoluție. Presa universitară Princeton.
7. Nielsen, R. (2009). Adaptionism-30 de ani după Gould și Lewontin. Evoluție: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
8. Rice, SA (2009). Enciclopedia evoluției. Editura Infobase.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biologie: concepte și aplicații fără fiziologie. Cengage Learning.