Ciri-ciri, jenis, contoh penyesuaian biologi



Satu penyesuaian biologi ia adalah ciri khas dalam organisma yang meningkatkan keupayaannya untuk hidup dan pembiakan, berhubung dengan para sahabatnya yang tidak memiliki sifat ini. Satu-satunya proses yang menimbulkan rupa penyesuaian ialah pemilihan semulajadi.

Jika kita berhenti untuk memerhatikan keturunan organisma hidup yang berlainan, kita akan mendapati bahawa mereka penuh dengan serangkaian penyesuaian kompleks. Dari mimicry rama-rama ke struktur kompleks sayap mereka yang membolehkan penerbangan.

Tidak semua ciri atau sifat yang kita perhatikan dalam organisma tertentu boleh dilabel dengan segera sebagai penyesuaian. Sesetengah mungkin akibat kimia atau fizikal, mungkin ciri-ciri yang dihasilkan oleh gen hanyut atau oleh peristiwa yang dipanggil hitchhiking genetik.

Ciri-ciri organisma boleh dipelajari dengan menggunakan kaedah saintifik untuk mengesahkan sama ada mereka sesungguhnya adaptasi dan apa fungsi sementara mereka.

Untuk berbuat demikian, hipotesis tentang penggunaan potensi mesti dicadangkan dan diuji dengan reka bentuk percubaan yang mencukupi - sama ada dengan memanipulasi individu atau dengan pemerhatian yang mudah.

Walaupun penyesuaian seolah-olah berkali-kali sempurna dan juga "direka", mereka tidak. Penyesuaian itu bukan hasil dari proses yang sedar sejak evolusi tidak mempunyai tujuan atau matlamat, dan ia tidak berusaha untuk menyempurnakan organisma.

Indeks

  • 1 Ciri-ciri
  • 2 Jenis
  • 3 Adalah semua penyesuaian ciri?
    • 3.1 Mereka boleh menjadi akibat kimia atau fizikal
    • 3.2 Ia mungkin akibat drift gen
    • 3.3 Boleh dikaitkan dengan ciri lain
    • 3.4 Ini mungkin akibat daripada sejarah filogenetik
  • 4 Pra-penyesuaian dan pengekstrakan
  • 5 Contoh penyesuaian
    • 5.1 Penerbangan dalam vertebrata
    • 5.2 Pemotongan dalam kelawar
    • 5.3 Leher panjang jerapah
    • 5.4 Jadi, apakah kegunaan jerapah??
  • 6 Perbezaan dengan evolusi
  • 7 Kebingungan tentang penyesuaian
  • 8 Rujukan

Ciri-ciri

Penyesuaian adalah ciri yang meningkatkan kecergasan seorang individu. Dalam biologi evolusi, istilah itu kecergasan atau kecukupan biologi merujuk kepada keupayaan organisma untuk meninggalkan keturunan. Jika individu tertentu meninggalkan lebih banyak keturunan daripada pasangan, dikatakan bahawa dia mempunyai lebih banyak kecergasan.

Individu yang lebih besar kecergasan Ia bukan yang paling kuat, tidak terpantas, atau yang paling besar. Dia adalah orang yang bertahan, mencari pasangan dan mengeluarkan semula.

Sesetengah penulis biasanya menambah elemen lain dalam definisi penyesuaian mereka. Sekiranya kita mengambil kira sejarah keturunan, kita boleh menentukan penyesuaian sebagai watak turunan yang berkembang sebagai tindak balas kepada agen tertentu. Takrif ini membandingkan kesan watak dalam kecergasan daripada varian tertentu.

Jenis

Adaptasi boleh muncul pada tahap yang berbeza. Kita boleh menunjukkan penyesuaian morfologi dan anatomi seperti gigi yang membolehkan kita menggunakan jenis makanan atau struktur tertentu yang direka untuk berjalan dan cepat menjangkau mangsa atau melarikan diri dari pemangsa.

Penyesuaian juga boleh menjadi fisiologi, sama ada pada tahap sel atau proses biokimia yang terjadi di dalam organisma.

Sebagai contoh, ikan tertentu yang hidup di dalam air di mana suhu sangat sejuk mempunyai protein antibeku yang membolehkan mereka berenang di dalam air berais tanpa beku.

Dengan cara yang sama, penyesuaian boleh menjadi tingkah laku atau etika. Tingkah laku tertentu dalam haiwan memihak kepada kelangsungan hidup dan pembiakan mereka.

Dalam reptilia, kapasiti thermoregulation diberikan dengan pergerakan ke arah zon panas atau sejuk, bergantung kepada keperluan individu. Satu lagi contoh ialah tingkah laku parasit burung tertentu untuk meletakkan telur mereka dalam sarang spesies lain, untuk mengelakkan proses pembiakan.

Semua ciri adalah penyesuaian?

Apabila memerhati mana-mana makhluk hidup kita akan melihat bahawa ia penuh dengan ciri-ciri yang memerlukan penjelasan. Pikirkan burung: pewarnaan bulu, lagu, bentuk kaki dan paruh, tarian yang kompleks, bolehkah kita menganggap mereka semua sebagai ciri adaptif??

Tidak. Walaupun benar bahawa dunia semulajadi penuh dengan penyesuaian, kita seharusnya tidak segera membuat kesimpulan bahawa ciri yang kita amati adalah salah satu daripada mereka. Sifat mungkin hadir terutamanya atas sebab-sebab berikut:

Mereka boleh menjadi akibat kimia atau fizikal

Kebanyakan sifat adalah akibat daripada kejadian kimia atau fizikal. Warna darah merah di dalam mamalia dan tiada siapa yang menganggap bahawa warna merah tersebut per se ia adalah penyesuaian.

Darah merah kerana komposisinya: sel darah merah menyimpan protein yang bertanggungjawab untuk pengangkutan oksigen yang disebut hemoglobin - yang menyebabkan warna ciri cecair tersebut.

Ia mungkin akibat drift gen

Drift adalah proses rawak yang menghasilkan perubahan dalam frekuensi alel, dan membawa kepada fiksasi atau penghapusan alel tertentu stochastically. Ciri-ciri ini tidak memberikan kelebihan dan tidak meningkatkan kecergasan daripada individu.

Katakan kita mempunyai populasi beruang putih dan beruang hitam spesies yang sama. Pada satu ketika, populasi kajian mengalami penurunan bilangan organisma akibat bencana alam sekitar dan kebanyakan orang putih mati secara kebetulan.

Dengan peredaran masa, terdapat kemungkinan tinggi bahawa alel yang kod untuk bulu hitam tetap dan seluruh populasi menjadi individu hitam.

Walau bagaimanapun, ia bukan penyesuaian kerana ia tidak memberikan kelebihan kepada individu yang memilikinya. Perhatikan bahawa proses drift gen tidak membawa kepada pembentukan penyesuaian, ini hanya berlaku melalui mekanisme pemilihan semulajadi.

Ia boleh dikaitkan dengan ciri lain

Gen kita bersebelahan dan boleh digabungkan dengan cara yang berbeza dalam proses yang dipanggil penggabungan semula. Dalam beberapa kes, gen dikaitkan dan diwarisi bersama.

Untuk menggambarkan keadaan ini, kita akan menggunakan kes hipotetikal: gen yang kod untuk mata biru dikaitkan dengan rambut pirang. Secara logiknya adalah pemudahan, mungkin ada faktor lain yang terlibat dalam pewarnaan struktur, namun kita menggunakannya sebagai contoh didaktik.

Marilah kita anggap bahawa rambut pirang dari organisma hipotesis kita memberikan beberapa kelebihan: penyamaran, perlindungan terhadap sinaran, terhadap sejuk, dan sebagainya. Individu yang mempunyai rambut berambut perang akan mempunyai lebih ramai kanak-kanak daripada rakan sebaya yang tidak memiliki ciri ini.

Anak-anak, selain rambut berambut pirang, akan mempunyai mata biru kerana gen dikaitkan. Sepanjang generasi kita dapat melihat bahawa mata biru meningkat dalam frekuensi walaupun mereka tidak memberikan kelebihan penyesuaian. Fenomena ini diketahui dalam kesusasteraan sebagai "hitchhiking genetik".

Ini mungkin akibat sejarah filogenetik

Sesetengah aksara mungkin akibat sejarah filogenetik. Tali tengkorak dalam mamalia menyumbang dan memudahkan proses kelahiran, dapat mentafsirkannya sebagai adaptasi untuknya. Walau bagaimanapun, ciri-ciri diwakili dalam keturunan lain dan sifat nenek moyang.

Pra-adaptasi dan exaptations

Selama bertahun-tahun, ahli biologi evolusi telah memperkayakan istilah mengenai ciri-ciri organisma, termasuk konsep-konsep baru seperti "preadaptation" dan "exaptation"..

Menurut Futuyma (2005), pra-penyesuaian adalah "sifat yang secara kebetulan berfungsi dengan fungsi baru".

Sebagai contoh, puncak-puncak kuat sesetengah burung mungkin telah dipilih untuk mengambil jenis makanan tertentu. Tetapi dalam kes-kes yang sesuai, struktur ini juga boleh berfungsi sebagai penyesuaian untuk menyerang kambing biri-biri. Perubahan fungsi tiba-tiba ini adalah pra-penyesuaian.

Pada tahun 1982, Gould dan Vrba memperkenalkan konsep "exaptation" untuk menggambarkan pra-adaptasi yang telah dipilih bersama untuk kegunaan baru.

Sebagai contoh, bulu burung berenang tidak dibentuk oleh pemilihan semulajadi di bawah tekanan terpilih berenang, tetapi dengan kebanggaan mereka berkhidmat untuknya.

Sebagai analogi untuk proses ini kita mempunyai hidung kita, walaupun ia mungkin dipilih kerana ia menambah beberapa kelebihan dalam proses pernafasan, sekarang kita menggunakannya untuk memegang kanta kita.

Contoh pengekalan yang paling terkenal adalah ibu jari panda. Spesies ini memberi makan secara spesifik pada buluh dan memanipulasi ia menggunakan "ibu jari keenam" yang diperoleh dari pertumbuhan struktur lain.

Contoh penyesuaian

Penerbangan di vertebrata

Burung-burung, kelawar dan pterosaur yang sudah pupus diperolehi dengan cara yang konvergensi cara pengangkatan mereka: penerbangan. Beberapa aspek dalam morfologi dan fisiologi haiwan ini seolah-olah menjadi penyesuaian yang meningkatkan atau memihak keupayaan untuk terbang.

Tulang-tulangnya membiarkan rongga yang mengubahnya menjadi struktur cahaya, tetapi tahan. Pengesahan ini dikenali sebagai tulang pneumatik. Dalam keturunan terbang semasa - burung dan kelawar - sistem pencernaan juga mempunyai keunikan tertentu.

Usus yang jauh lebih pendek, dibandingkan dengan hewan yang tidak terbang dengan ukuran yang sama, mungkin untuk menurunkan berat badan semasa penerbangan. Oleh itu, pengurangan permukaan penyerapan nutrien memilih peningkatan dalam jalur penyerapan untuk selular.

Penyesuaian pada burung mencapai tahap molekul. Ia telah dicadangkan bahawa saiz genom telah dikurangkan sebagai penyesuaian untuk penerbangan, mengurangkan kos metabolik yang berkaitan dengan mempunyai genom yang besar, dan sel-sel yang besar.

Pemotongan dalam kelawar

Dalam kelawar terdapat penyesuaian tertentu yang membolehkan mereka mengorientasikan diri secara spasial semasa bergerak: echolocation.

Sistem ini terdiri daripada pelepasan bunyi (manusia tidak dapat melihatnya) yang melantun objek dan kelawar dapat melihat dan menterjemahkannya. Begitu juga, morfologi telinga spesies tertentu dianggap penyesuaian untuk dapat menerima gelombang dengan berkesan.

Leher panjang jerapah

Tiada siapa yang akan meragui bahawa zirafah mempunyai morfologi atipikal: leher memanjang yang memegang kepala kecil dan kaki panjang yang menyokong beratnya. Reka bentuk ini menghalang aktiviti yang berbeza dari kehidupan haiwan, seperti mengambil air dari kolam.

Penjelasan tentang leher panjang spesies Afrika ini telah menjelang dekad contoh kegemaran para ahli biologi evolusi. Sebelum Charles Darwin mengamalkan teori pemilihan semulajadi, naturalis Perancis Jean-Baptiste Lamarck sudah mengurus konsep - walaupun keliru - perubahan biologi dan evolusi.

Bagi Lamarck, leher zirafah dipanjangkan kerana haiwan-haiwan ini membentang terus-menerus untuk mencapai tunas akasia. Tindakan ini akan menghasilkan perubahan yang boleh diwariskan.

Mengikut biologi evolusi moden, dianggap bahawa penggunaan dan penggunaan aksara tidak mempunyai kesan kepada keturunan. Penyesuaian leher panjang perlu timbul kerana individu yang membawa mutasi untuk ciri ini meninggalkan lebih banyak keturunan berbanding dengan sahabat mereka dengan leher yang lebih pendek..

Secara intuitif kita dapat menganggap bahawa leher panjang membantu zirafah mendapatkan makanan. Walau bagaimanapun, haiwan ini biasanya mencari makanan mereka di pokok renek yang rendah.

Jadi, apa kegunaan jerapah??

Pada tahun 1996, penyelidik Simmons dan Scheepers mengkaji hubungan sosial kumpulan ini dan menafikan tafsiran bagaimana zirafah mendapat leher mereka.

Bagi ahli biologi ini, leher berkembang sebagai "senjata" yang digunakan oleh lelaki dalam pertempuran untuk mendapatkan wanita, dan bukan untuk mendapatkan makanan di kawasan tinggi. Fakta yang berbeza menyokong hipotesis ini: leher lelaki lebih lama dan lebih berat daripada wanita.

Kita dapat menyimpulkan bahawa, walaupun penyesuaian mempunyai makna yang jelas, kita mesti mempersoalkan tafsiran dan menguji semua hipotesis yang mungkin menggunakan kaedah saintifik.

Perbezaan dengan evolusi

Kedua-dua konsep, evolusi dan penyesuaian tidak bertentangan. Evolusi boleh berlaku melalui mekanisme pemilihan semulajadi dan ini menghasilkan penyesuaian. Adalah perlu untuk menekankan bahawa satu-satunya mekanisme yang menghasilkan penyesuaian adalah pemilihan semulajadi.

Terdapat satu lagi proses yang dipanggil hanyutan gen (disebutkan dalam bahagian sebelumnya), yang boleh membawa kepada evolusi populasi tetapi tidak menghasilkan adaptasi.

Kebingungan mengenai penyesuaian

Walaupun penyesuaian itu seolah-olah menjadi ciri-ciri yang direka tepat untuk kegunaan mereka, evolusi, dan oleh itu konsep penyesuaian, tidak mempunyai matlamat atau tujuan sedar. Mereka tidak sama dengan kemajuan.

Sama seperti proses hakisan tidak bertujuan untuk mewujudkan gunung-gunung yang indah, evolusi tidak bertujuan untuk mewujudkan organisma yang sempurna disesuaikan dengan alam sekitar mereka.

Organisma tidak berusaha untuk berkembang, jadi pemilihan semulajadi tidak memberikan individu apa yang dia perlukan. Sebagai contoh, bayangkan satu siri arnab yang, disebabkan oleh perubahan alam sekitar, perlu menahan beku yang kuat. Keperluan haiwan untuk mantel berlimpah tidak akan muncul dan menyebar ke dalam populasi.

Sebaliknya, beberapa mutasi rawak dalam bahan genetik arnab boleh menghasilkan kot yang lebih banyak, menjadikan pengangkut itu mempunyai lebih banyak anak. Kanak-kanak ini mungkin mewarisi bulu bapanya. Oleh itu, mantel yang banyak dapat meningkatkan kekerapannya pada populasi arnab dan pada waktu yang tidak diketahui arnab itu.

Di samping itu, pemilihan itu tidak menghasilkan struktur sempurna. Mereka hanya perlu "cukup baik" untuk dapat bergerak ke generasi seterusnya.

Rujukan

  1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R., & Karasov, W.H. (2007). Penyesuaian pencernaan vertebrata terbang: penyerapan paracellular usus yang tinggi memberi pampasan bagi keberanian yang lebih kecil. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 104(48), 19132-19137.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Analisis evolusi. Dewan Prentice.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Evolusi. Sinauer.
  4. Gould, S.J., & Vrba, A.S. (1982). Eksibasi-istilah yang hilang dalam bentuk sains. Paleobiologi, 8(1), 4-15.
  5. Organ, C. L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Asal saiz dan struktur genom burung di dinosaur bukan burung. Alam, 446(7132), 180.