Biologische adaptatie-eigenschappen, typen, voorbeelden

een biologische aanpassing het is een kenmerk dat aanwezig is in een organisme dat zijn vermogen tot overleven en voortplanting vergroot, in relatie tot zijn metgezellen die dit kenmerk niet bezitten. Het enige proces dat aanleiding geeft tot het verschijnen van aanpassingen is natuurlijke selectie.

Als we stoppen om de verschillende afstammingslijnen van levende organismen te observeren, zullen we merken dat ze vol zitten met een reeks complexe aanpassingen. Van de mimicry van de vlinders tot de complexe structuur van hun vleugels die de vlucht mogelijk maken.

Niet alle kenmerken of eigenschappen die we in bepaalde organismen waarnemen, kunnen onmiddellijk als aanpassingen worden bestempeld. Sommige kunnen chemische of fysieke gevolgen hebben, kunnen eigenschappen zijn die worden veroorzaakt door genafwijking of door een geroepen gebeurtenis Genetisch liften.

De karakteristieken van de organismen kunnen worden bestudeerd door de wetenschappelijke methode toe te passen om te verifiëren of het inderdaad om aanpassingen gaat en wat hun voorlopige functie is.

Om dit te doen, moeten hypothesen over mogelijk gebruik worden voorgesteld en getest met een adequaat experimenteel ontwerp - door het individu te manipuleren of door eenvoudige waarneming.

Hoewel de aanpassingen vele malen perfect lijken en zelfs "ontworpen", zijn ze dat niet. De aanpassingen waren niet het resultaat van een bewust proces, omdat de evolutie noch een doel noch een doel heeft, noch streeft het ernaar om organismen te perfectioneren.

index

• 1 Kenmerken
• 2 soorten
• 3 Zijn alle functies aanpassingen?
  • 3.1 Ze kunnen een chemisch of fysisch gevolg zijn
  • 3.2 Het kan een gevolg zijn van genafwijking
  • 3.3 Can is gecorreleerd met een ander kenmerk
  • 3.4 Het kan een gevolg zijn van de fylogenetische geschiedenis
• 4 Pre-aanpassingen en exaptaties
• 5 Voorbeelden van aanpassingen
  • 5.1 Vlucht in gewervelde dieren
  • 5.2 Echolocatie in vleermuizen
  • 5.3 De lange nek van de giraffen
  • 5.4 Dus, wat is het gebruik van de nek van giraffen??
• 6 Verschillen met evolutie
• 7 Verwarringen over aanpassingen
• 8 Referenties

features

Een aanpassing is een functie die de geschiktheid van een individu. In de evolutionaire biologie, de term geschiktheid of biologische adequaatheid verwijst naar het vermogen van een organisme om nakomelingen achter te laten. Als een bepaald individu meer nakomelingen achterlaat dan een partner, wordt er gezegd dat hij meer heeft geschiktheid.

Het individu met meer geschiktheid Het is niet de sterkste, noch de snelste, noch de grootste. Hij is degene die overleeft, een partner vindt en zich vermenigvuldigt.

Sommige auteurs voegen gewoonlijk andere elementen toe aan hun definities van aanpassing. Als we rekening houden met de geschiedenis van de afstamming, kunnen we aanpassing definiëren als een afgeleide karakter dat is geëvolueerd in reactie op een bepaald selectief agens. Deze definitie vergelijkt de effecten van karakter in de geschiktheid van een specifieke variant.

type

Aanpassingen kunnen op verschillende niveaus verschijnen. We kunnen morfologische en anatomische aanpassingen laten zien, zoals tanden die ons in staat stellen om bepaalde soorten voedsel of structuren te gebruiken die zijn ontworpen om te rennen en snel hun prooi te bereiken of om te vluchten voor roofdieren..

De aanpassingen kunnen ook fysiologisch zijn, hetzij op het niveau van de cellen of de biochemische processen die binnen het organisme plaatsvinden.

Sommige vissen die in water leven waar de temperatuur extreem koud is, hebben bijvoorbeeld antivries-eiwitten waarmee ze in ijskoud water kunnen zwemmen zonder te bevriezen..

Op dezelfde manier kunnen aanpassingen gedrags- of ethologisch zijn. Bepaald gedrag bij dieren bevordert hun overleving en voortplanting.

Bij reptielen wordt de capaciteit van de thermoregulatie gegeven met de beweging naar warme of koude zones, afhankelijk van de behoeften van het individu. Een ander voorbeeld is het parasitaire gedrag van bepaalde vogels om hun eieren in nesten van andere soorten te leggen, om het kweekproces te vermijden.

Alle functies zijn aanpassingen?

Bij het waarnemen van een levend wezen zullen we merken dat het vol is van karakteristieken die een verklaring behoeven. Denk aan een vogel: de kleuring van het verenkleed, het lied, de vorm van de benen en de snavel, de complexe dansen van de courtship, kunnen we ze allemaal beschouwen als adaptieve kenmerken??

Nee. Hoewel het waar is dat de natuurlijke wereld vol met aanpassingen is, moeten we niet meteen concluderen dat de functie die we waarnemen een van hen is. Een eigenschap kan voornamelijk aanwezig zijn om de volgende redenen:

Ze kunnen een chemisch of fysiek gevolg zijn

Veel eigenschappen zijn gewoon gevolgen van een chemische of fysieke gebeurtenis. De kleur van het bloed is rood bij de zoogdieren en niemand denkt dat de kleur rood is per se het is een aanpassing.

Het bloed is rood vanwege de samenstelling: de rode bloedcellen slaan een eiwit op dat verantwoordelijk is voor het transport van zuurstof dat hemoglobine wordt genoemd - wat de kenmerkende kleuring van de vloeistof veroorzaakt.

Het kan een gevolg zijn van genafwijking

Drift is een willekeurig proces dat veranderingen in allelfrequenties produceert en leidt tot de stochastische fixatie of eliminatie van bepaalde allelen. Deze karakteristieken geven geen enkel voordeel en verhogen niet de geschiktheid van het individu.

Stel dat we een populatie van witte beren en zwarte beren van dezelfde soort hebben. Op een gegeven moment lijdt de onderzoekspopulatie aan een afname van het aantal organismen als gevolg van een milieuramp en de meeste witte mensen sterven toevallig.

Met het verstrijken van de tijd is er een grote kans dat het allel dat codeert voor zwart bont wordt vastgesteld en dat de hele populatie zwarte individuen wordt.

Het is echter geen aanpassing omdat het geen voordeel verleent aan de persoon die het bezit. Merk op dat de processen van genafwijking niet leiden tot de vorming van aanpassingen, dit gebeurt alleen via het mechanisme van natuurlijke selectie.

Het kan worden gecorreleerd met een ander kenmerk

Onze genen staan ​​naast elkaar en kunnen op verschillende manieren worden gecombineerd in een proces dat recombinatie wordt genoemd. In sommige gevallen worden genen aan elkaar gekoppeld en geërfd.

Om deze situatie te illustreren, gebruiken we een hypothetisch geval: de genen die coderen voor blauwe ogen zijn gekoppeld aan die van blond haar. Logisch gezien is het een vereenvoudiging, waarschijnlijk zijn er andere factoren betrokken bij het inkleuren van de structuren, maar we gebruiken het als een didactisch voorbeeld.

Laten we veronderstellen dat het blonde haar van ons hypothetische organisme het een voordeel biedt: camouflage, bescherming tegen straling, tegen de kou, enz. Mensen met blond haar krijgen meer kinderen dan hun leeftijdsgenoten die deze eigenschap niet bezitten.

De nakomelingen hebben, naast blond haar, blauwe ogen omdat de genen zijn gekoppeld. Gedurende de generaties kunnen we zien dat blauwe ogen toenemen in frequentie, hoewel ze geen enkel adaptief voordeel verlenen. Dit verschijnsel is in de literatuur bekend als "Genetisch liften".

Het kan een gevolg zijn van de fylogenetische geschiedenis

Sommige karakters kunnen een gevolg zijn van de fylogenetische geschiedenis. De hechtingen van de schedel in zoogdieren dragen bij en vergemakkelijken het geboorteproces en kunnen het interpreteren als een aanpassing daarvoor. Het kenmerk wordt echter weergegeven in andere lijnen en is een voorouderlijk kenmerk.

Pre-aanpassingen en exaptaties

Door de jaren heen hebben evolutionaire biologen de terminologie met betrekking tot de kenmerken van het organisme verrijkt, inclusief nieuwe concepten zoals "pre-adaptatie" en "exaptatie"..

Volgens Futuyma (2005) is een pre-aanpassing "een eigenschap die toevallig een nieuwe functie dient".

De sterke pieken van sommige vogels kunnen bijvoorbeeld zijn geselecteerd om een ​​bepaald type voedsel te consumeren. Maar in geschikte gevallen kan deze structuur ook dienen als een aanpassing om schapen aan te vallen. Deze plotselinge functieverandering is de pre-aanpassing.

In 1982 introduceerden Gould en Vrba het concept "exaptation" om een ​​pre-aanpassing te beschrijven die is gecoöpteerd voor een nieuw gebruik.

Bijvoorbeeld, de veren van de zwemmende vogels werden niet gevormd door natuurlijke selectie onder de selectieve druk van het zwemmen, maar toevallig dienden ze ervoor.

Als een analogie met dit proces hebben we onze neus, hoewel deze waarschijnlijk is geselecteerd omdat het enig voordeel heeft toegevoegd aan het ademhalingsproces, nu gebruiken we het om onze lenzen vast te houden.

Het bekendste voorbeeld van exaptatie is de duim van de panda. Deze soort voedt zich specifiek op bamboe en om het te manipuleren gebruiken ze een "zesde duim" die is afgeleid van groei van andere structuren.

Voorbeelden van aanpassingen

De vlucht in de gewervelde dieren

De vogels, de vleermuizen en de al uitgestorven pterosauriërs verwierven op een convergente manier hun voortbewegingsmechanisme: de vlucht. Verschillende aspecten in de morfologie en fysiologie van deze dieren lijken aanpassingen te zijn die het vermogen om te vliegen vergroten of bevorderen.

De botten presenteren holtes die ze in lichte structuren veranderen, maar resistent. Deze conformatie is bekend als pneumatized bones. In de huidige vliegende afstammingslijnen - vogels en vleermuizen - heeft het spijsverteringsstelsel ook bepaalde eigenaardigheden.

De ingewanden zijn veel korter in vergelijking met niet-vliegende dieren van vergelijkbare grootte, waarschijnlijk om het gewicht tijdens de vlucht te verminderen. Aldus selecteerde de vermindering van het oppervlak van absorptie van voedingsstoffen een toename in absorptieroutes voor cellulair.

De aanpassingen in de vogels bereiken de moleculaire niveaus. Er is voorgesteld dat de grootte van het genoom is verminderd als een aanpassing voor vlucht, waardoor de metabole kosten die gepaard gaan met het hebben van een groot genoom, en daarom grote cellen, worden verminderd.

Echolocatie in vleermuizen

In vleermuizen is er een specifieke aanpassing waarmee ze zich tijdens het verplaatsen ruimtelijk kunnen oriënteren: echolocatie.

Dit systeem bestaat uit het uitzenden van geluiden (mensen kunnen ze niet waarnemen) die weerkaatsen op voorwerpen en de vleermuizen kunnen deze waarnemen en vertalen. Evenzo wordt de morfologie van de oren van bepaalde soorten beschouwd als een aanpassing om golven effectief te kunnen ontvangen.

De lange nek van giraffen

Niemand twijfelt eraan dat de giraffen een atypische morfologie hebben: een langwerpige nek met een klein hoofd en lange benen die het gewicht ondersteunen. Dit ontwerp belemmert verschillende activiteiten van het leven van het dier, zoals het nemen van water uit een vijver.

De verklaring van de lange nek van deze Afrikaanse soorten is tien jaar geleden het favoriete voorbeeld van evolutionaire biologen geweest. Voordat Charles Darwin de theorie van natuurlijke selectie bedacht, slaagde de Franse natuuronderzoeker Jean-Baptiste Lamarck er al in een concept - zij het onjuist - van biologische veranderingen en evolutie.

Voor Lamarck was de nek van de giraffen langwerpig omdat deze dieren zich voortdurend uitstrekten om de toppen van de acacia's te bereiken. Deze actie zou resulteren in een overneembare verandering.

In het licht van de moderne evolutionaire biologie, wordt aangenomen dat het gebruik en het niet gebruiken van de karakters geen effect hebben op nakomelingen. De aanpassing van de lange nek moest ontstaan ​​omdat de individuen die mutaties droegen voor dit kenmerk meer nageslacht achterlieten dan hun metgezellen met een kortere nek..

Intuïtief kunnen we aannemen dat de lange nek giraffen helpt om voedsel te krijgen. Deze dieren zoeken echter meestal hun voedsel in lage struiken.

Dus, wat is het gebruik van de nek van giraffen??

In 1996 bestudeerden de onderzoekers Simmons en Scheepers de sociale relaties van deze groep en weerlegden zij de interpretatie van hoe de giraffen hun nek hebben gekregen.

Voor deze biologen ontwikkelde de hals zich als een "wapen" dat de mannetjes gebruiken in de strijd om de vrouwtjes te krijgen, en niet om voedsel in hoge gebieden te krijgen. Verschillende feiten ondersteunen deze hypothese: de halzen van de mannen zijn veel langer en zwaarder dan die van de vrouwtjes.

We kunnen concluderen dat, hoewel een aanpassing een schijnbaar voor de hand liggende betekenis heeft, we de interpretaties moeten bevragen en alle mogelijke hypothesen moeten testen met behulp van de wetenschappelijke methode.

Verschillen met evolutie

Beide concepten, evolutie en aanpassing zijn niet tegenstrijdig. Evolutie kan plaatsvinden via het mechanisme van natuurlijke selectie en dit genereert aanpassingen. Het is noodzakelijk om te benadrukken dat het enige mechanisme dat aanpassingen oplevert, natuurlijke selectie is.

Er is een ander proces, gen-drift genoemd (vermeld in de vorige paragraaf), wat kan leiden tot de evolutie van een populatie maar geen aanpassingen oplevert.

Verwarringen over aanpassingen

Hoewel de aanpassingen kenmerken lijken te zijn die precies zijn ontworpen voor hun gebruik, hebben de evolutie, en dus de conceptie van de aanpassingen, geen doel of een bewust doel. Ze zijn niet synoniem aan vooruitgang.

Net zoals het erosieproces niet bedoeld is om prachtige bergen te creëren, is evolutie niet bedoeld om organismen te creëren die perfect zijn aangepast aan hun omgeving.

Organismen streven er niet naar om te evolueren, dus natuurlijke selectie geeft een persoon niet wat hij nodig heeft. Stel je bijvoorbeeld een reeks konijnen voor die door milieuveranderingen een sterke vorst moeten ondergaan. De behoefte van de dieren aan een overvloedige vacht zal het niet laten verschijnen en verspreiden in de bevolking.

Daarentegen kan een willekeurige mutatie in het genetische materiaal van het konijn een meer overvloedige vacht genereren, waardoor de drager meer kinderen heeft. Deze kinderen erven waarschijnlijk de vacht van hun vader. De overvloedige vacht kan dus de frequentie ervan in de konijnenpopulatie verhogen en op geen enkel moment was het konijn ervan op de hoogte.

Bovendien produceert de selectie geen perfecte structuren. Ze zouden alleen "goed genoeg" moeten zijn om door te kunnen gaan naar de volgende generatie.

referenties

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T. J., Lavin, S. R., Chediack, G. J., Tracy, R. C., & Karasov, W. H. (2007). De spijsvertering aanpassing van vliegende vertebraten: hoog paracellulaire intestinale absorptie compenseert kleinere Ingewanden. Proceedings van de National Academy of Sciences, 104(48), 19132-19137.
2. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionaire analyse. Prentice Hall.
3. Futuyma, D. J. (2005). evolutie. Sinauer.
4. Gould, S.J., & Vrba, E.S. (1982). Exaptatie - een ontbrekende term in de vormwetenschap. Paleobiology, 8(1), 4-15.
5. Organ, C.L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Oorsprong van de grootte en structuur van het vogelgenoom bij niet-vogels dinosaurussen. natuur, 446(7132), 180.