ВРЪЗКА МЕЖДУ АДАПТАЦИЯТА И ДИФЕРЕНЦИАЛНОТО ОЦЕЛЯВАНЕ НА ЖИВИТЕ СЪЩЕСТВА - БИОЛОГИЯ - 2025

В еволюционната биология централна тема е изучаването на адаптациите. Те могат да бъдат определени по отношение на процеси или състояния. Ако го разглеждаме като процес, именно частта от еволюционната промяна се движи от механизма на естествения подбор. За разлика от това, по отношение на състоянието това е характеристика, чието настоящо състояние е оформено чрез естествен подбор.

Естественият подбор е еволюционен механизъм и се определя като диференцирано възпроизвеждане на живи същества. По този начин някои организми се възпроизвеждат повече от други благодарение на притежанието на някаква черта или характер, което увеличава тяхната годност.

Източник: pixabay.com

Тези основни идеи са разработени от Чарлз Дарвин в „Произходът на видовете“. Еволюцията е единственият известен механизъм, който може да доведе до адаптации.

Тоест съществува връзка между адаптацията и диференциалния репродуктивен успех на определени индивиди, които представят черти, които повишават тяхната годност. Когато последното се появява в популациите, той генерира адаптации.

Адаптации, естествен подбор и

В еволюцията има няколко основни понятия като адаптация, естествен подбор и фитнес. Съществуват и други важни термини (като гноен дрейф), но за целите на тази статия ще насочим вниманието си към тези три.

Фитнесът е способността на организма да оцелява и да се възпроизвежда, оставяйки плодородно потомство. Има няколко начина за количественото му определяне и параметърът варира между 0 и 1.

Когато наследствената черта дава предимство на някои индивиди по отношение на годността (в сравнение с връстниците им, които не я притежават), се случва нещо неизбежно: тези индивиди ще се възпроизведат повече от други и ще увеличат честотата си в популацията. Това е известно като естествена селекция.

Терминът „подбор“ често е подвеждащ, тъй като в процеса няма съзнателен подбор от някои индивиди.

Като процес адаптацията се определя като еволюция, причинена от естествения подбор, който води до натрупване на благоприятни промени.

Като характер адаптацията е черта, която се развива постепенно и изпълнява специфична биологична роля. По отношение на годността тази черта беше превъзходна в сравнение с други състояния на чертата в еволюционната история на вида.

Какво е адаптационизъм?

Популярно мнение в еволюционната биология се нарича адаптационизъм. Според защитниците на тази перспектива, по-голямата част от характеристиките, присъстващи в органичните същества, могат да се считат за адаптации и тяхното състояние е оптимално.

В клона на еволюцията има забележителни учени, които подкрепят програмата за адаптация, като Джон Мейнард Смит или Уилям Хамилтън, между другото. Един от най-големите му противници е известният палеонтолог Стивън Джей Гулд и колегата му Ричард Левентин.

Едно от последствията от адаптационизма е разделянето на организма на области, които не са свързани помежду си, оценявайки чертите в изолация. Неговите противници твърдят, че съществуването на черта днес не винаги трябва да се разбира като адаптивна характеристика.

Всички функции ли са адаптации?

Когато оценяваме характеристиките на органичното същество, не можем да заключим без доказателство, че всички негови характеристики съответстват на адаптациите. Има и други процеси, които могат да обяснят наличието на някои функции. Обърнете внимание, че едно от последствията от това, че чертата не е адаптивна, е, че тя не е продукт на естествения подбор.

Може да се окаже, че характеристиката, която наблюдаваме, е просто следствие от нейната химия или физика. Например никой не би си помислил, че характерният яркочервен цвят на кръвта е адаптивен. Това е просто следствие от неговата структура - което вероятно е адаптивно, тъй като осигурява транспортирането на кислород.

Това може също да е черта, която е била фиксирана чрез генно отклонение, втори еволюционен механизъм. Всъщност последицата от дрейфа е неадаптивната еволюция, тъй като има различен репродуктивен успех, но не е свързана с характеристика, която увеличава годността на индивидите.

Друга възможност е характеристиката, която наблюдаваме и смятаме за адаптивна, да е свързана с друга (например гените са близо една до друга на една и съща хромозома, така че вероятността от рекомбинация е ниска), отколкото ако е избрана.

Как да проверим дали черта е адаптивна или не?

В случай, че подозираме, че черта е адаптация, ние трябва да я изпробваме по същия начин, по който бихме тествали всеки друг факт в биологичните науки: използвайки научния метод.

Трябва да обмислим поредица от експерименти, които да ни помогнат да проверим дали въпросната черта е адаптивна. Например, подозираме, че белият цвят на полярните мечки служи като камуфлаж.

Въпреки че не би било много практично, един от възможните експериментални дизайни би бил боядисването в мече кафяво, боядисване на мечка бяло (това би бил процедурният контрол, за да се гарантира, че боята сама по себе си няма ефект в нашия експеримент) и мечка нормалното.

По-късно бихме определили дали е засегната някаква страна от живота на експерименталните организми. Трябва да приложим това разсъждение към всяко подозрение за адаптации, без да приемаме, че чертата е адаптивна.

Очакване: алтернативен изглед

През 1982 г. изследователите Стивън Джей Гулд и Елисавета Върба публикуват статия в списанието Paleobiology, която формализира нова концепция в биологията: проучване.

За авторите експанзията е необходим термин в еволюционната биология, за да опише характеристики, оформени чрез естествения подбор и които в момента изпълняват различна функция.

Примери за експанзии

Можем да използваме носа си като пример. Много е вероятно настоящите характеристики на това хрущялно удължаване да са свързани с ползите при дишането. Ние обаче използваме тази структура, за да поддържаме очилата си.

Тоест, естественият подбор не е облагодетелствал индивидите с настоящи носове, защото благоприятства използването на очила.

Екстраполирайки този пример с по-специфична биологична ситуация, имаме палеца на пандата - известният пример на Гулд. Диетата на пандите се основава единствено на бамбук, така че правилното му боравене е от решаващо значение за живота на животното. Пандата използва "шести" палец за тази цел.

Палецът обаче не е истински пръст, той е разширение на малка кост, първоначално принадлежаща на китката, наречена радиален сезамоид.

В еволюционното развитие за някои хора беше изгодно да имат удължен радиален сезамоид, подобен на пръст, тъй като вероятно подобриха боравенето с единствения им хранителен продукт.

Препратки

1. Gould, SJ, & Lewontin, RC (1979). Изворите на Сан Марко и панглоската парадигма: критика на адаптационната програма. Proceedings of the Royal Society of London. Серия Б. Биологични науки, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exaptation-липсващ термин в науката за формата. Палеобиология, 8 (1), 4-15.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Интегрирани принципи на зоологията. McGraw - Хил.
4. Kardong, KV (2006). Гръбначни: сравнителна анатомия, функция, еволюция. McGraw-Hill.
5. Климан, РМ (2016). Енциклопедия на еволюционната биология. Академична преса.
6. Losos, JB (2013). Ръководството на Принстън към еволюцията. Princeton University Press.
7. Nielsen, R. (2009). Адапционизъм-30 години след Гулд и Левонтин. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
8. Райс, SA (2009). Енциклопедия на еволюцията. Издаване на база данни
9. Starr, C., Evers, C., и Starr, L. (2010). Биология: концепции и приложения без физиология. Учене в Cengage.