VERBAND TUSSEN AANPASSING EN DIFFERENTIËLE OVERLEVING VAN LEVENDE WEZENS - BIOLOGIE - 2026

In de evolutiebiologie is een centraal thema de studie van aanpassingen . Deze kunnen worden gedefinieerd in termen van processen of toestanden. Als we het als een proces beschouwen, is het het deel van de evolutionaire verandering dat wordt aangedreven door het mechanisme van natuurlijke selectie. Daarentegen is het in termen van toestand een kenmerk waarvan de huidige toestand is gevormd door natuurlijke selectie.

Natuurlijke selectie is een evolutionair mechanisme en wordt gedefinieerd als de differentiële reproductie van levende wezens. Sommige organismen planten zich dus meer voort dan andere dankzij het bezit van een eigenschap of karakter dat hun fitheid verbetert.

Bron: pixabay.com

Deze fundamentele ideeën zijn ontwikkeld door Charles Darwin in "The Origin of Species." Evolutie is het enige bekende mechanisme dat tot aanpassingen kan leiden.

Dat wil zeggen, er is een verband tussen aanpassing en het differentiële reproductieve succes van bepaalde individuen met eigenschappen die hun fitheid verbeteren. Wanneer dit laatste in populaties voorkomt, genereert het aanpassingen.

Aanpassingen, natuurlijke selectie en

In evolutie zijn er verschillende kernbegrippen, zoals aanpassing, natuurlijke selectie en fitness. Er zijn nog andere belangrijke termen (zoals gen-drift), maar voor de doeleinden van dit artikel zullen we onze aandacht op deze drie richten.

Fitness is het vermogen van een organisme om te overleven en zich voort te planten, waardoor vruchtbare nakomelingen worden achtergelaten. Er zijn verschillende manieren om het te kwantiseren, en de parameter varieert tussen 0 en 1.

Wanneer een erfelijke eigenschap sommige individuen een voordeel geeft in termen van fitheid (vergeleken met hun leeftijdsgenoten die deze niet bezitten), gebeurt er iets onvermijdelijk: deze individuen zullen zich meer voortplanten dan de anderen en zullen hun frequentie in de populatie verhogen. Dit staat bekend als natuurlijke selectie.

De term 'selectie' is vaak misleidend, omdat sommige individuen in het proces geen bewuste selectie maken.

Als een proces wordt aanpassing gedefinieerd als evolutie veroorzaakt door natuurlijke selectie die resulteert in de accumulatie van gunstige veranderingen.

Als personage is aanpassing een eigenschap die geleidelijk is geëvolueerd en die een specifieke biologische rol vervult. In termen van fitheid was deze eigenschap superieur in vergelijking met andere toestanden van de eigenschap in de evolutionaire geschiedenis van de soort.

Wat is adaptationisme?

Een populaire opvatting in de evolutiebiologie wordt adaptationisme genoemd. Volgens de verdedigers van dit perspectief kunnen de overgrote meerderheid van de kenmerken die aanwezig zijn in organische wezens worden beschouwd als aanpassingen en is hun toestand optimaal.

Er zijn opmerkelijke wetenschappers in de tak van evolutie die het adaptationistische programma steunen, zoals onder anderen John Maynard Smith of William Hamilton. Een van zijn grootste tegenstanders is de bekende paleontoloog Stephen Jay Gould en zijn collega Richard Lewontin.

Een van de gevolgen van adaptationisme is de verdeling van het organisme in gebieden die niet met elkaar zijn verbonden, waarbij de eigenschappen afzonderlijk worden beoordeeld. Zijn tegenstanders stellen dat het bestaan ​​van een eigenschap tegenwoordig niet altijd als een adaptief kenmerk moet worden opgevat.

Zijn alle functies aanpassingen?

Wanneer we de kenmerken van een organisch wezen evalueren, kunnen we zonder bewijs niet concluderen dat al zijn kenmerken overeenkomen met aanpassingen. Er zijn andere processen die de aanwezigheid van sommige functies kunnen verklaren. Merk op dat een van de gevolgen van het feit dat een eigenschap niet adaptief is, is dat het niet het product is van natuurlijke selectie.

Het kan zijn dat het kenmerk dat we waarnemen eenvoudig een gevolg is van de chemie of fysica ervan. Niemand zou bijvoorbeeld denken dat de karakteristieke felrode kleur van bloed adaptief is. Het is gewoon een gevolg van zijn structuur - die waarschijnlijk adaptief is, aangezien het zorgt voor het transport van zuurstof.

Het kan ook een eigenschap zijn die is verholpen door gen-drift, een tweede evolutionair mechanisme. In feite is het gevolg van drift een niet-adaptieve evolutie, aangezien er een differentieel reproductief succes is, maar niet gekoppeld aan een kenmerk dat de fitheid van individuen verhoogt.

Een andere mogelijkheid is dat het kenmerk dat we waarnemen en waarvan we denken dat het adaptief is, gekoppeld is aan een ander (genen bevinden zich bijvoorbeeld dicht bij elkaar op hetzelfde chromosoom, dus de kans op recombinatie is laag) dan wanneer het wordt geselecteerd.

Hoe controleren we of een eigenschap adaptief is of niet?

Als we vermoeden dat een eigenschap een aanpassing is, moeten we deze testen op dezelfde manier als we elk ander feit in de biologische wetenschappen zouden testen: met behulp van de wetenschappelijke methode.

We moeten een reeks experimenten overwegen om ons te helpen controleren of de eigenschap in kwestie adaptief is. We vermoeden bijvoorbeeld dat de witte kleur van ijsberen als camouflage dient.

Hoewel het niet erg praktisch zou zijn, zou een van de mogelijke experimentele ontwerpen zijn om een ​​beer bruin te schilderen, een beer wit te schilderen (dit zou de procedurele controle zijn om ervoor te zorgen dat verf op zich geen effect heeft in ons experiment) en een beer. normaal.

Later zouden we kwantificeren of enig facet van het leven van de experimentele organismen wordt beïnvloed. We moeten deze redenering toepassen op elk vermoeden van aanpassingen, zonder aan te nemen dat de eigenschap adaptief is.

Exaptation: een alternatieve visie

In 1982 publiceerden onderzoekers Stephen Jay Gould en Elisabeth Vrba een artikel in het tijdschrift Paleobiology waarin een nieuw concept in de biologie werd geformaliseerd: exaptation.

Voor de auteurs is exaptatie een noodzakelijke term in de evolutiebiologie om kenmerken te beschrijven die gevormd zijn door natuurlijke selectie en die momenteel een andere functie vervullen.

Voorbeelden van uitzonderingen

We kunnen onze neus als voorbeeld gebruiken. Het is zeer waarschijnlijk dat de huidige kenmerken van deze kraakbeenachtige verlenging verband houden met voordelen bij de ademhaling. We gebruiken deze structuur echter om onze bril te ondersteunen.

Dat wil zeggen dat natuurlijke selectie niet in het voordeel was van personen met een huidige neus, omdat het het gebruik van een bril begunstigde.

Als we dit voorbeeld extrapoleren naar een meer specifieke biologische situatie, hebben we de pandaduim - het beroemde voorbeeld van Gould. Het dieet van panda's is uitsluitend gebaseerd op bamboe, dus de juiste behandeling is cruciaal voor het leven van het dier. De panda gebruikt hiervoor een "zesde" duim.

De duim is echter geen echte vinger, het is een verlengstuk van een klein botje dat oorspronkelijk tot de pols behoorde, de radiale sesamoid.

Bij de evolutionaire ontwikkeling was het voor sommige individuen voordelig om een ​​langwerpige radiale sesamoid te hebben, vergelijkbaar met een vinger, aangezien dit waarschijnlijk de hantering van hun enige voedselproduct verbeterde.

Referenties

1. Gould, SJ en Lewontin, RC (1979). De borstweringen van San Marco en het Panglossiaanse paradigma: een kritiek op het adaptationistische programma. Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ en Vrba, ES (1982). Exaptatie - een ontbrekende term in de vormleer. Paleobiologie, 8 (1), 4-15.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
5. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academische pers.
6. Losos, JB (2013). De Princeton-gids voor evolutie. Princeton University Press.
7. Nielsen, R. (2009). Adaptionisme - 30 jaar na Gould en Lewontin. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
8. Rijst, SA (2009). Encyclopedie van evolutie. Infobase Publishing.
9. Starr, C., Evers, C., en Starr, L. (2010). Biologie: concepten en toepassingen zonder fysiologie. Cengage leren.