Biologische aanpassingscomponenten en methoden om deze te kwantificeren

de biologische aanpassing, biologische fitheid, biologische effectiviteit of geschiktheid, in evolutionaire biologie, het is een maat voor het vermogen van een bepaalde biologische entiteit om vruchtbare nakomelingen te laten aan de volgende generaties. De operationele definitie is echter complex en er is geen exacte methode of meetmethode om deze te kunnen kwantificeren.

Hoewel de definitie ervan verwarrend is en vaak verkeerd wordt geïnterpreteerd, is de geschiktheid is een fundamenteel concept om het evolutionaire proces te begrijpen, omdat selectie werkt door verschillen in de geschiktheid tussen individuen (of allelen) in de populatie.

Volgens S.C. Stearns, de geschiktheid Het is een concept dat alle mensen begrijpen, maar niemand is in staat om het precies te definiëren.

index

• 1 Wat is fitness?
  • 1.1 Definities
  • 1.2 Oorsprong van de termijn
• 2 Onderdelen van fitness
• 3 Absolute en relatieve fitheid
• 4 Inclusief fitness
• 5 Methoden om fitness te kwantificeren
  • 5.1 Snelheid van verandering van allelfrequenties
  • 5.2 Mark-heroveringsexperimenten
  • 5.3 Afwijkingen van het Hardy-Weinberg-principe
• 6 Referenties

Wat is het geschiktheid?

definities

De term geschiktheid verwijst naar het vermogen van reproductie en overleving van een groep organismen. Met andere woorden, het is het kenmerk dat het vermogen bepaalt om hun genen in de populatie te propageren, met het verstrijken van generaties. In de literatuur vinden we tientallen definities, waaronder:

- De neiging van een individu, of individuen, om een ​​allel te dragen dat hen in staat stelt te overleven en levensvatbare nakomelingen te produceren.

- De snelheid waarmee een allel of kenmerk numeriek wordt verspreid.

- Het vermogen van een individu met bepaalde allelen om hulpbronnen te exploiteren en om te gaan met omgevingsomstandigheden om te overleven en zich voort te planten.

- Kwantificeerbaar kenmerk van allelen, genotypes of kenmerken van individuen die hun numerieke representatie voorspellen in toekomstige generaties.

Sommige auteurs die proberen het te definiëren geschiktheid, ze verwarren het met evolutionaire dynamiek - wat een logisch gevolg is van de variatie in geschiktheid.

In conceptuele termen, de geschiktheid het is een vergelijkbare parameter voor genetici en voor ethologen en ecologen. Het verschil zit echter in de manier waarop beide takken van de evolutionaire biologie de parameter schatten of kwantificeren.

Oorsprong van de term

In tegenstelling tot wat veel mensen denken, heeft de Britse natuuronderzoeker Charles Darwin de term niet gebruikt geschiktheid in de eerste edities van de ofzij besturen de soort.

Darwin daarentegen gebruikte het werkwoord "passen " om te verwijzen naar het vermogen van een fenotype om zich te ontwikkelen en te "passen" in de omgeving waarin het zich bevindt.

Gebruikmakend van als een analogie een model van sleutel en slot, wordt de sleutel vertegenwoordigd door het organisme en het slot door de omgeving, deze moeten passen in termen van overleving, ontwikkeling, groei en reproductie..

geschiktheid verscheen in latere edities van De oorsprong van de soort door de invloed van de polymath Herbert Spencer en zijn populaire uitdrukking "the survival of the fittest" (in het Engels survival of the fittest).

Componenten van de geschiktheid

Volgens Futuyma (2005), geschiktheid Het is samengesteld uit drie componenten: de overlevingskans in verschillende reproductieve stadia, het gemiddelde aantal nakomelingen geproduceerd door het vrouwtje en het gemiddelde aantal nakomelingen geproduceerd door het mannetje.

De variatie in het aantal afstammelingen is een logisch gevolg van de concurrentie om een ​​partner te vinden - meestal bekend als seksuele selectie.

Aangezien de overlevingskans en het gemiddelde aantal afstammelingen de componenten vormen van geschiktheid, Het is een concept dat alleen van toepassing is op groepen. Bijvoorbeeld de geschiktheid van alle individuen van een bepaald genotype.

Het is niet representatief om naar te verwijzen geschiktheid van een individu, aangezien hun reproductieve succes en hun overleving door toeval kunnen worden beïnvloed.

geschiktheid absoluut en relatief

In de literatuur, de geschiktheid het wordt uitgedrukt in absolute en relatieve termen. Eenvoudigheidshalve is het concept van toepassing op organismen die slechts één keer in hun leven reproduceren en er is geen overlapping van generaties in hun populaties, aangezien alle individuen zich tegelijkertijd voortplanten.

In deze organismen, de geschiktheid absolute van een allel wordt gedefinieerd als het gemiddelde aantal afstammelingen geproduceerd door het individu dat genoemd allel draagt.

Het kan worden berekend als het product van relatieve vruchtbaarheid door het aandeel overlevenden. Theoretisch gesproken is deze waarde bijna niet te kwantificeren.

Daarentegen, de geschiktheid familielid van een allel is het geschiktheid absoluut, vergeleken met een referentie-allel. Volgens afspraak is het referentie-allel degene met het hoogste geschiktheid absoluut en krijgt de relatieve waarde van 1 toegewezen.

Een andere manier om het te uiten geschiktheid familielid doet het met betrekking tot het gemiddelde geschiktheid absolute populatie of als de frequentieradius van een allel in de volgende generatie met betrekking tot de huidige generatie. Het wordt geaccepteerd dat de selectie werkt in het relatieve en niet in het absolute.

geschiktheid inclusief

In het jaar 1964 ontwikkelde de evolutietheoreticus William Hamilton een ingenieuze theorie om het altruïstische gedrag van bepaalde dieren te begrijpen: de familieselectie.

Hamilton ontwikkelde het concept van geschiktheid Inclusieve of inclusieve effectiviteit. Voor de auteur, de geschiktheid kan worden onderverdeeld in twee componenten, een directe en een indirecte.

De eerste is het resultaat van de reproductie van het individu, terwijl de tweede wordt bereikt door de reproductie van naaste familieleden.

Indirecte werkzaamheid ontstaat wanneer naaste verwanten grotere reproductiesuccessen behalen dan ze op eigen kracht zouden hebben bereikt, dankzij de inbreng van hun familieleden.

Methoden om het te kwantificeren geschiktheid

In empirische studies is het mogelijk om de geschiktheid gebruik van verschillende methodologieën, elk met zijn voor- en nadelen.

De onderzoekers geloven dat de geschiktheid het hangt af van de context, daarom geven de natuurlijke experimentele ontwerpen betere resultaten dan de metingen van de parameter die worden uitgevoerd in het laboratorium met ideale levensomstandigheden, weinig stress en onbeperkte hoeveelheden voedsel.

De literatuur suggereert drie methoden om het te kwantificeren fitness: gebruiken van de snelheid van verandering van allelische frequenties, door middel van tag-heroveringsexperimenten en met behulp van afwijkingen in het Hardy-Weinberg-principe. Het laatste geval is alleen van toepassing op gevallen van heterozygoot voordeel.

Snelheid van verandering van allelic frequenties

In het eerste geval gaan we verder met het berekenen van de selectiecoëfficiënt (en) die de reductie van de kwantificeert geschiktheid ten opzichte van het beste genotype, met de uitdrukking s = Δp / p'q². Door de waarde te kennen van s je kunt het weten geschiktheid met de uitdrukking: Geschiktheid (w) = 1 - s.

Mark-heroveringsexperimenten

Bereken in de tweede methode eenvoudig de verhoudingen van het aantal teruggevangen individuen op het aantal vrijgelaten individuen. De hoogste waarde is toegewezen geschiktheid 1 en de rest is verdeeld tussen genoemde waarde.

Afwijkingen van het Hardy-Weinberg-principe

Ten slotte berekenen afwijkingen van het Hardy-Weinberg-principe de relatie tussen de waargenomen en verwachte frequenties. En, zoals in het vorige geval, is het toegewezen geschiktheid 1 op de hoogste waarde, en de rest is hierdoor verdeeld.

referenties

1. Darwin, C. (1859). Over de oorsprong van soorten door middel van natuurlijke selectie. Murray.
2. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionaire analyse. Prentice Hall.
3. Futuyma, D. J. (2005). evolutie . Sinauer.
4. Ridley, M. (2004). evolutie. Malden.
5. Soler, M. (2002). Evolutie: de basis van de biologie. Zuid-project.
6. Westneat, D., & Fox, C.W. (red.). (2010). Evolutionaire gedragsecologie. Oxford University Press.