VZTAH ADAPTACE A DIFERENCIÁLNÍHO PŘEŽITÍ ŽIVÝCH BYTOSTÍ - BIOLOGIE - 2025

V evoluční biologii je ústředním tématem studium adaptací. Lze je definovat pomocí procesů nebo stavů. Pokud to považujeme za proces, je to část evoluční změny, která je poháněna mechanismem přirozeného výběru. Naproti tomu jde o stav, jehož současný stav byl formován přirozeným výběrem.

Přirozený výběr je evolučním mechanismem a je definován jako diferenciální reprodukce živých bytostí. Některé organismy se tak rozmnožují více než jiné díky držení nějaké vlastnosti nebo charakteru, které zvyšuje jejich kondici.

Zdroj: pixabay.com

Tyto základní myšlenky byly vyvinuty Charlesem Darwinem v části „Původ druhů“. Evoluce je jediný známý mechanismus, který může vést k přizpůsobení.

To znamená, že existuje vztah mezi adaptací a rozdílným reprodukčním úspěchem některých jedinců, kteří vykazují vlastnosti, které zvyšují jejich kondici. Když se tento druh vyskytuje v populacích, vytváří adaptace.

Přizpůsobení, přirozený výběr a

V evoluci existuje několik klíčových konceptů, jako je adaptace, přirozený výběr a fitness. Existují i ​​další důležité pojmy (jako je genový drift), ale pro účely tohoto článku se zaměříme na tyto tři.

Fitness je schopnost organismu přežít a reprodukovat se a zanechat plodné potomky. Existuje několik způsobů, jak to kvantovat, a parametr se mění mezi 0 a 1.

Když zděděná vlastnost dává některým jednotlivcům výhodu z hlediska kondice (ve srovnání s jejich vrstevníky, kteří ji nemají), stane se něco nevyhnutelného: tito jedinci se budou reprodukovat více než ostatní a zvýší jejich frekvenci v populaci. Toto je známé jako přirozený výběr.

Termín „výběr“ je často zavádějící, protože v tomto procesu neexistuje vědomý výběr některými jednotlivci.

Jako proces je adaptace definována jako evoluce způsobená přirozeným výběrem, který vede k hromadění příznivých změn.

Adaptace je charakterem, který se postupně vyvíjel a plní specifickou biologickou roli. Co se týče kondice, tato vlastnost byla lepší ve srovnání s jinými stavy této vlastnosti v evoluční historii druhu.

Co je adaptace?

Populární pohled v evoluční biologii se nazývá adaptace. Podle obhájců této perspektivy lze velkou většinu charakteristik organických organismů považovat za adaptace a jejich stav je optimální.

V oboru evoluce jsou významní vědci, kteří mimo jiné podporují adaptační program, například John Maynard Smith nebo William Hamilton. Jedním z jeho největších odpůrců je proslulý paleontolog Stephen Jay Gould a jeho kolega Richard Lewontin.

Jedním z důsledků adaptace je rozdělení organismu na oblasti, které nejsou navzájem propojeny a izolační vlastnosti se hodnotí. Jeho odpůrci tvrdí, že existenci zvláštnosti dnes nelze vždy chápat jako adaptivní vlastnost.

Jsou všechny funkce přizpůsobeny?

Když vyhodnotíme vlastnosti organické bytosti, nemůžeme dospět k závěru bez důkazu, že všechny její vlastnosti odpovídají adaptacím. Existují i ​​jiné procesy, které mohou vysvětlit přítomnost některých funkcí. Všimněte si, že jedním z důsledků nepřizpůsobivosti je, že není produktem přirozeného výběru.

Je možné, že charakteristika, kterou pozorujeme, je jednoduše důsledkem její chemie nebo fyziky. Například by si nikdo nemyslel, že charakteristická jasně červená barva krve je adaptivní. Je to prostě důsledek její struktury - což je pravděpodobně adaptivní, protože zajišťuje transport kyslíku.

Může to být také vlastnost, která byla fixována genovým driftem, druhým evolučním mechanismem. Ve skutečnosti je důsledkem driftu neadaptivní evoluce, protože existuje rozdílný reprodukční úspěch, ale není spojen s charakteristikou, která zvyšuje kondici jednotlivců.

Další možností je, že charakteristika, kterou pozorujeme a považujeme za adaptivní, je spojena s jiným (například geny jsou blízko sebe na stejném chromozomu, takže pravděpodobnost rekombinace je nízká), než kdyby byla vybrána.

Jak zkontrolujeme, zda je vlastnost přizpůsobivá nebo ne?

V případě, že máme podezření, že vlastnost je adaptace, musíme ji otestovat stejným způsobem, jako bychom testovali jakoukoli jinou skutečnost v biologických vědách: pomocí vědecké metody.

Musíme zvážit řadu experimentů, které nám pomohou ověřit, zda je dotyčná vlastnost adaptivní. Například máme podezření, že bílá barva ledních medvědů slouží jako kamufláž.

Ačkoli by to nebylo příliš praktické, jedním z možných experimentálních návrhů by bylo malovat medvěda hnědého, malovat medvěda bílou (to by byla procedurální kontrola, aby se zajistilo, že barva sama o sobě nemá žádný účinek v našem experimentu) a medvěd normální.

Později bychom kvantifikovali, zda je ovlivněna nějaká stránka života experimentálních organismů. Toto zdůvodnění musíme použít na jakékoli podezření na přizpůsobení, nikoli na předpokladu, že vlastnost je přizpůsobivá.

Přizpůsobení: alternativní pohled

V roce 1982 vědci Stephen Jay Gould a Elisabeth Vrba publikovali článek v časopise Paleobiologie, který formalizoval nový koncept v biologii: exaptaci.

Pro autory je exaptace nezbytným pojmem v evoluční biologii k popisu charakteristik, které byly formovány přirozeným výběrem a které v současné době plní jinou funkci.

Příklady exaptací

Jako příklad můžeme použít náš nos. Je velmi pravděpodobné, že současné charakteristiky tohoto prodloužení chrupavky souvisí s výhodami dýchání. Tuto strukturu však využíváme k podpoře našich brýlí.

To znamená, že přirozený výběr nezvýhodňoval jednotlivce se současnými nosy, protože upřednostňoval použití brýlí.

S extrapolací tohoto příkladu na konkrétnější biologickou situaci máme pandův palec - Gouldův slavný příklad. Strava pand je založena výhradně na bambusu, takže její správné zacházení je zásadní pro život zvířete. Panda používá pro tento účel „šestý“ palec.

Palec však není pravý prst, je to prodloužení malé kosti původně patřící k zápěstí, zvané radiální sesamoid.

V evolučním vývoji bylo pro některé jedince výhodné mít podlouhlý radiální sesamoid, podobný prstu, protože to pravděpodobně zlepšilo manipulaci s jejich jedinou potravinou.

Reference

1. Gould, SJ, a Lewontin, RC (1979). Spandrely San Marco a Panglossianova paradigma: kritika adaptačního programu. Sborník z Královské společnosti v Londýně. Series B. Biological Sciences, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ, a Vrba, ES (1982). Přizpůsobení - chybějící pojem ve vědě o formě. Paleobiologie, 8 (1), 4-15.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie. McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, vývoj. McGraw-Hill.
5. Kliman, RM (2016). Encyklopedie evoluční biologie. Academic Press.
6. Losos, JB (2013). Princetonský průvodce evolucí. Princeton University Press.
7. Nielsen, R. (2009). Adaptionism - 30 let po Gouldovi a Lewontinovi. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
8. Rice, SA (2009). Encyklopedie evoluce. Infobase Publishing.
9. Starr, C., Evers, C. a Starr, L. (2010). Biologie: koncepce a aplikace bez fyziologie. Cengage Learning.