ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК МІЖ АДАПТАЦІЄЮ ТА ДИФЕРЕНЦІЙНИМ ВИЖИВАННЯМ ЖИВИХ ІСТОТ - БІОЛОГІЯ - 2025

В еволюційній біології центральною темою є вивчення адаптацій . Вони можуть бути визначені в термінах процесів або станів. Якщо ми розглянемо це як процес, то саме частина еволюційних змін рухається механізмом природного відбору. Навпаки, з точки зору стану це характеристика, поточний стан якої сформувався шляхом природного відбору.

Природний відбір є еволюційним механізмом і визначається як диференційоване відтворення живих істот. Таким чином, деякі організми розмножуються більше, ніж інші, завдяки володінню якоюсь ознакою чи характером, що підвищує їх придатність.

Джерело: pixabay.com

Ці фундаментальні ідеї були розроблені Чарльзом Дарвіном у «Походженні видів». Еволюція - єдиний відомий механізм, який може призвести до адаптацій.

Тобто існує взаємозв'язок між адаптацією та диференційованим репродуктивним успіхом певних осіб, які мають риси, що підвищують їх придатність. Коли остання виникає у популяціях, вона генерує адаптації.

Адаптації, природний відбір та

В еволюції існує кілька основних концепцій, таких як адаптація, природний відбір та фітнес. Є й інші важливі терміни (наприклад, дрейф генів), але для цілей цієї статті ми зосередимо нашу увагу на цих трьох.

Фітнес - це здатність організму виживати і розмножуватися, залишаючи родючі потомства. Існує кілька способів його квантування, а параметр коливається в межах від 0 до 1.

Коли спадкова ознака дає деяким особам перевагу з точки зору придатності (порівняно з однолітками, які не володіють нею), трапляється щось неминуче: ці особи відтворюватимуться більше, ніж інші, і збільшуватимуть їх частоту в популяції. Це відомо як природний відбір.

Термін "відбір" часто вводить в оману, оскільки у процесі процесу відсутня свідома селекція.

Як процес адаптації визначається як еволюція, спричинена природним відбором, що призводить до накопичення сприятливих змін.

Як характер, адаптація є рисою, яка розвивалася поступово і виконує конкретну біологічну роль. З точки зору придатності ця ознака була вищою порівняно з іншими станами ознаки в еволюційній історії виду.

Що таке адаптаціонізм?

Популярний погляд в еволюційній біології називається адаптаціонізмом. На думку захисників цієї точки зору, переважна більшість характеристик, наявних у органічних істот, можна розглядати як пристосування та їх стан є оптимальним.

У галузі еволюції є помітні вчені, які підтримують адаптаційну програму, наприклад, Джон Мейнард Сміт чи Вільям Гамільтон. Один з його найбільших опонентів - відомий палеонтолог Стівен Джей Гулд та його колега Річард Левентин.

Одним із наслідків адаптаціонізму є поділ організму на не пов'язані між собою ділянки, оцінюючи риси у відриві. Його опоненти стверджують, що існування риси сьогодні не завжди слід розуміти як адаптивну характеристику.

Чи всі функції адаптації?

Коли ми оцінюємо характеристики органічної істоти, ми не можемо зробити висновок без доказів того, що всі її ознаки відповідають адаптаціям. Є й інші процеси, які можуть пояснити наявність деяких особливостей. Зауважте, що одним із наслідків непристосованості риси є те, що він не є продуктом природного відбору.

Можливо, характеристика, яку ми спостерігаємо, є просто наслідком її хімії чи фізики. Наприклад, ніхто не подумав би, що характерний яскраво-червоний колір крові є адаптивним. Це просто наслідок його структури - яка, ймовірно, адаптивна, оскільки забезпечує транспортування кисню.

Це також може бути риса, яка була зафіксована дрейфом генів, другим еволюційним механізмом. Насправді наслідком дрейфу є неадаптативна еволюція, оскільки є диференційований репродуктивний успіх, але не пов'язаний з характеристикою, що збільшує пристосованість людей.

Інша можливість полягає в тому, що характеристика, яку ми спостерігаємо і вважаємо адаптивною, пов'язана з іншою (наприклад, гени близькі між собою на одній хромосомі, тому ймовірність рекомбінації низька), ніж якби вона була відібрана.

Як ми перевіряємо, чи ознака адаптивна чи ні?

Якщо ми підозрюємо, що ознака є адаптацією, ми повинні перевірити її так само, як і будь-який інший факт у біологічних науках: використовуючи науковий метод.

Ми повинні розглянути низку експериментів, щоб допомогти нам перевірити, чи є відповідна ознака адаптивною. Наприклад, ми підозрюємо, що білий колір білих ведмедів служить камуфляжем.

Хоча це було б не дуже практично, але одним із можливих експериментальних конструкцій було б пофарбувати ведмедя в коричневий колір, пофарбувати ведмедика білим (це був би процедурний контроль для того, щоб фарба сама по собі не мала ефекту в нашому експерименті) і ведмідь нормальний.

Пізніше ми б оцінили, чи впливає будь-яка грань життя експериментальних організмів. Ми повинні застосовувати це міркування до будь-яких підозр на пристосування, не вважаючи, що ознака є адаптивною.

Очікування: альтернативний погляд

У 1982 році дослідники Стівен Джей Гулд та Елізабет Врба опублікували статтю в журналі Paleobiology, що формалізує нову концепцію в біології: експансію.

Для авторів експансія є необхідним терміном в еволюційній біології для опису характеристик, що сформувалися природним відбором і які в даний час виконують іншу функцію.

Приклади експансій

Ми можемо використовувати свій ніс як приклад. Дуже ймовірно, що сучасні характеристики цього хрящового розширення пов'язані з користю для дихання. Однак ми використовуємо цю структуру для підтримки наших окулярів.

Тобто природний відбір не надав переваги людям з ниючими носами, оскільки він сприяв використанню окулярів.

Екстраполюючи цей приклад на більш конкретну біологічну ситуацію, ми маємо великий панда - відомий приклад Гулда. Раціон панд заснований виключно на бамбуку, тому його правильне поводження має вирішальне значення для життя тварини. Панда для цього використовує «шостий» великий палець.

Однак великий палець - це не справжній палець, це розгинання невеликої кістки, спочатку належить зап'ясті, що називається променевим сезамоїдом.

В еволюційному розвитку для деяких людей було вигідно подовжений променевий сезамоїд, подібний до пальця, оскільки це, ймовірно, покращило поводження з єдиним продуктом харчування.

Список літератури

1. Gould, SJ, & Lewontin, RC (1979). Суперреліги Сан-Марко та панглоська парадигма: критика програми адаптації. Праці Лондонського королівського товариства. Серія B. Біологічні науки, 205 (1161), 581–598.
2. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Дослідження - пропущений термін у науці про форму. Палеобіологія, 8 (1), 4-15.
3. Хікман, К.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, WC, & Гарнізон, C. (2001). Комплексні принципи зоології. McGraw - Хілл.
4. Кардон, К. В. (2006). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція. McGraw-Hill.
5. Климан, Р. М. (2016). Енциклопедія еволюційної біології. Академічна преса.
6. Лосос, JB (2013). Крінстонський путівник до еволюції. Прінстонський університетський прес.
7. Нільсен, Р. (2009). Адаптаціонізм-30 років після Гулда і Левентина. Еволюція: Міжнародний журнал органічної еволюції, 63 (10), 2487-2490.
8. Райс, SA (2009). Енциклопедія еволюції. Видавнича інформація.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Біологія: поняття та застосування без фізіології. Cengage Learning.