Relazione tra adattamento e sopravvivenza differenziale degli esseri viventi

In biologia evolutiva, un tema centrale è lo studio di Adattamenti. Questi possono essere definiti in termini di processi o di stato. Se lo consideriamo come un processo, è la parte del cambiamento evolutivo che è diretto dal meccanismo di selezione naturale. Al contrario, in termini di stato è una caratteristica la cui condizione attuale è stata modellata dalla selezione naturale.

La selezione naturale è un meccanismo evolutivo ed è definita come la riproduzione differenziale degli esseri viventi. Pertanto, gli organismi riproducono più di altri grazie al possesso di un tratto o carattere che aumenta il loro fitness.

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Queste idee fondamentali sono state sviluppate da Charles Darwin in "L'origine delle specie". L'evoluzione è l'unico meccanismo noto che può portare ad adattamenti.

Cioè, esiste una relazione tra adattamento e successo riproduttivo differenziale di alcuni individui che hanno tratti che aumentano i loro fitness. Quando si verifica quest'ultimo nelle popolazioni, genera adattamenti.

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Adattamenti, selezione naturale e fitness

Evoluzione, ci sono diversi concetti centrali come l'adattamento, la selezione naturale e fitness. Ci sono altri termini importanti (come la deriva genica), ma ai fini di questo articolo focalizzeremo la nostra attenzione su questi tre.

Lui fitness È la capacità di un organismo di sopravvivere e riprodursi, lasciando una progenie fertile. Esistono diversi modi per quantificarlo e il parametro varia tra 0 e 1.

Quando una caratteristica ereditabile offre ad alcune persone un vantaggio in termini di fitness (Rispetto ai loro coetanei che non lo possiedono), succede qualcosa di inevitabile: questi individui riprodurranno più di altri e aumenteranno la loro frequenza nella popolazione. Questo è noto come selezione naturale.

Il termine "selezione" di solito confonde, poiché nel processo non esiste una selezione consapevole da parte di alcuni individui.

Come processo, l'adattamento è definito come l'evoluzione causata dalla selezione naturale che si traduce nell'accumulo di cambiamenti favorevoli.

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Come personaggio, l'adattamento è una caratteristica che si è evoluta gradualmente e che svolge un ruolo biologico concreto. In termini di fitness Questa caratteristica era superiore, se confrontata con altri stati della caratteristica nella storia dell'evoluzione della specie.

Cos'è l'adattazionismo?

Una visione popolare nella biologia evolutiva si chiama adattazionismo. Secondo i difensori di questa prospettiva, la stragrande maggioranza delle caratteristiche presenti negli esseri organici può essere considerata come adattamenti e il loro stato è ottimale.

Ci sono notevoli scienziati nel ramo dell'evoluzione che sostengono il programma adattazionista, come John Maynard Smith o William Hamilton, tra gli altri. Uno dei suoi più grandi avversari è il famoso paleontologo Stephen Jay Gould e il suo collega Richard Lewontin.

Una delle conseguenze dell'adattazionismo è la divisione dell'organismo in aree non collegate tra loro, valutando le caratteristiche in isolamento. I suoi avversari sostengono che l'esistenza di un tratto attualmente non dovrebbe sempre essere intesa come una caratteristica adattiva.

Tutte le caratteristiche sono adattamenti?

Quando valutiamo le caratteristiche di un essere organico, non possiamo concludere senza alcun test Tutto Le sue caratteristiche corrispondono agli adattamenti. Ci sono altri processi che possono spiegare la presenza di alcune caratteristiche. Si noti che una delle conseguenze di una caratteristica NO essere adattivo è quello NO Sono il prodotto della selezione naturale.

Può darsi che la caratteristica che osserviamo sia semplicemente una conseguenza della sua chimica o fisica. Ad esempio, nessuno penserebbe che il colore rosso vivo caratteristico del sangue sia adattivo. È semplicemente una conseguenza della sua struttura - che è probabilmente adattiva, poiché garantisce il trasporto di ossigeno.

Può anche essere una caratteristica che è stata impostata da Gene Drift, un secondo meccanismo evolutivo. In effetti, la conseguenza della deriva è un'evoluzione non adattativa, poiché esiste un successo riproduttivo differenziale ma non legato a una caratteristica che aumenta il fitness di individui.

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Un'altra possibilità è che la caratteristica che osserviamo e pensiamo che sia adattivo sia collegata a un altro (ad esempio, i geni sono molto vicini allo stesso cromosoma, quindi la probabilità di ricombinazione è bassa) che se viene selezionata.

Come possiamo controllare se un tratto è adattivo?

Nel caso in cui abbiamo il sospetto che una caratteristica sia un adattamento, dobbiamo dimostrarlo allo stesso modo in cui testare qualsiasi altro fatto nelle scienze biologiche: usando il metodo scientifico.

Dobbiamo considerare una serie di esperimenti che ci aiutano a verificare se il tratto in questione è adattivo. Ad esempio, sospettiamo che il colore bianco degli orsi polari funga da camuffamento.

Sebbene non sarebbe molto pratico, uno dei possibili progetti sperimentali sarebbe quello di dipingere un orso marrone, dipingere un orso bianco (questo sarebbe il controllo della procedura per garantire che la vernice di per sé Non causa effetto sul nostro esperimento) e un orso normale.

Successivamente quantificeremmo se è interessato qualsiasi aspetto della vita degli organismi sperimentali. Questo ragionamento deve essere applicato a qualsiasi sospetto di adattamenti, non supponendo che la caratteristica sia adattiva.

Exaptation: una visione alternativa

Nel 1982, i ricercatori Stephen Jay Gould ed Elisabeth VRBA hanno pubblicato un articolo sulla rivista Paleobiologia Formalizzare un nuovo concetto in biologia: esaptazione.

Per gli autori, l'esaptazione è un termine necessario nella biologia evolutiva per descrivere le caratteristiche che sono state modellate dalla selezione naturale e attualmente svolgono una funzione diversa.

Esempi di esatti

Possiamo usare il nostro naso come esempio. È molto probabile che le caratteristiche attuali di questa estensione cartilaginea siano correlate ai benefici della respirazione. Tuttavia, usiamo questa struttura per tenere gli occhiali.

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Cioè, la selezione naturale non ha favorito le persone che portavano il naso attuale perché favoriva l'uso di occhiali.

Estrapolando questo esempio a una situazione biologica più puntuale abbiamo il pollice del panda - il famoso esempio di Gould. L'alimentazione dei panda si basa esclusivamente sul bambù, quindi la loro corretta manipolazione è cruciale per la vita animale. Il panda usa un pollice "sesto" a tale scopo.

Tuttavia, il pollice non è un vero dito, è un'estensione di un osso piccolo originariamente appartenente al polso, chiamato sesamoide radiale.

Nel futuro evolutivo, è stato vantaggioso per alcuni individui avere un sesamoide radiale allungato, simile a un dito, poiché probabilmente ha migliorato la manipolazione del suo unico cibo alimentare.

Riferimenti

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