Chia sẻ:
Đặc điểm thích ứng sinh học, loại, ví dụ
Một thích nghi sinh học nó là một đặc điểm hiện diện trong một sinh vật làm tăng khả năng sinh tồn và sinh sản, liên quan đến những người bạn đồng hành không có đặc điểm này. Quá trình duy nhất làm phát sinh sự thích nghi là chọn lọc tự nhiên.
Nếu chúng ta dừng lại để quan sát các dòng dõi khác nhau của các sinh vật sống, chúng ta sẽ thấy rằng chúng được hoàn thiện với một loạt các thích nghi phức tạp. Từ sự bắt chước của những con bướm đến cấu trúc phức tạp của đôi cánh cho phép chúng bay.
Không phải tất cả các đặc điểm hoặc đặc điểm mà chúng ta quan sát thấy ở một số sinh vật nhất định có thể được dán nhãn ngay lập tức là sự thích nghi. Một số có thể là hậu quả hóa học hoặc vật lý, có thể là đặc điểm được tạo ra bởi sự trôi dạt gen hoặc bởi một sự kiện được gọi là quá giang di truyền.
Các đặc điểm của sinh vật có thể được nghiên cứu bằng cách áp dụng phương pháp khoa học để xác minh xem chúng có thực sự thích nghi hay không và chức năng dự kiến của chúng là gì.
Để làm như vậy, các giả thuyết về việc sử dụng tiềm năng phải được đề xuất và thử nghiệm với một thiết kế thử nghiệm đầy đủ - bằng cách thao tác cá nhân hoặc bằng cách quan sát đơn giản.
Mặc dù các điều chỉnh có vẻ hoàn hảo nhiều lần và thậm chí là "được thiết kế", nhưng chúng không như vậy. Sự thích nghi không phải là kết quả của một quá trình có ý thức vì quá trình tiến hóa không có mục đích hay mục tiêu, cũng không tìm cách hoàn thiện các sinh vật.
Chỉ số
- 1 Đặc điểm
- 2 loại
- 3 Có phải tất cả các tính năng thích ứng?
- 3.1 Chúng có thể là hậu quả hóa học hoặc vật lý
- 3.2 Nó có thể là hậu quả của sự trôi dạt gen
- 3.3 Có thể tương quan với một tính năng khác
- 3.4 Nó có thể là hậu quả của lịch sử phát sinh gen
- 4 tiền thích ứng và tẩy chay
- 5 ví dụ về sự thích nghi
- 5.1 Chuyến bay ở động vật có xương sống
- 5.2 Định vị tiếng vang ở dơi
- 5.3 Cổ dài của hươu cao cổ
- 5.4 Vậy, việc sử dụng cổ của hươu cao cổ là gì??
- 6 sự khác biệt với sự tiến hóa
- 7 nhầm lẫn về thích ứng
- 8 tài liệu tham khảo
Tính năng
Thích ứng là một tính năng làm tăng thể dục của một cá nhân. Trong sinh học tiến hóa, thuật ngữ thể dục hoặc đầy đủ sinh học đề cập đến khả năng của một sinh vật để lại con cái. Nếu một cá thể nào đó để lại nhiều con cái hơn một đối tác, người ta nói rằng anh ta có nhiều hơn thể dục.
Cá nhân lớn hơn thể dục Nó không phải là mạnh nhất, cũng không phải nhanh nhất, cũng không phải là vĩ đại nhất. Anh ta là người sống sót, tìm bạn đời và sinh sản.
Một số tác giả thường thêm các yếu tố khác trong định nghĩa thích ứng của họ. Nếu chúng ta tính đến lịch sử của dòng dõi, chúng ta có thể định nghĩa sự thích nghi là một nhân vật phái sinh phát triển để đáp ứng với một tác nhân chọn lọc nhất định. Định nghĩa này so sánh các tác động của nhân vật trong thể dục của một biến thể cụ thể.
Các loại
Thích ứng có thể xuất hiện ở các cấp độ khác nhau. Chúng ta có thể chứng minh sự thích nghi về hình thái và giải phẫu như răng cho phép chúng ta tiêu thụ một số loại thực phẩm hoặc cấu trúc được thiết kế để chạy và nhanh chóng tiếp cận con mồi hoặc chạy trốn khỏi kẻ săn mồi.
Sự thích nghi cũng có thể là sinh lý, ở cấp độ của các tế bào hoặc các quá trình sinh hóa xảy ra trong cơ thể sinh vật.
Ví dụ, một số loài cá sống ở vùng nước có nhiệt độ cực lạnh có protein chống đông cho phép chúng bơi trong vùng nước băng giá mà không bị đóng băng.
Theo cùng một cách, sự thích nghi có thể là hành vi hoặc đạo đức. Một số hành vi nhất định ở động vật ủng hộ sự sống sót và sinh sản của chúng.
Trong các loài bò sát, khả năng điều chỉnh nhiệt được đưa ra với sự chuyển động về phía nóng hoặc lạnh, tùy thuộc vào nhu cầu của từng cá nhân. Một ví dụ khác là hành vi ký sinh của một số loài chim để đẻ trứng trong tổ của các loài khác, để tránh quá trình sinh sản.
Tất cả các tính năng là thích ứng?
Khi quan sát bất kỳ sinh vật nào, chúng ta sẽ nhận thấy rằng nó có đầy đủ các đặc điểm cần được giải thích. Hãy nghĩ về một con chim: màu sắc của bộ lông, bài hát, hình dạng của chân và mỏ, những điệu nhảy phức tạp của sự tán tỉnh, chúng ta có thể coi tất cả chúng là đặc điểm thích nghi??
Không. Mặc dù đúng là thế giới tự nhiên có rất nhiều sự thích nghi, chúng ta không nên suy luận ngay rằng tính năng chúng ta quan sát là một trong số đó. Một đặc điểm có thể có mặt chủ yếu vì những lý do sau:
Chúng có thể là một hậu quả hóa học hoặc vật lý
Nhiều đặc điểm đơn giản là hậu quả của một sự kiện hóa học hoặc vật lý. Màu của máu là màu đỏ ở động vật có vú và không ai nghĩ rằng đó là màu đỏ mỗi người nó là một sự thích nghi.
Máu có màu đỏ do thành phần của nó: các tế bào hồng cầu lưu trữ một loại protein chịu trách nhiệm vận chuyển oxy gọi là hemoglobin - nguyên nhân gây ra màu sắc đặc trưng của chất lỏng nói trên.
Nó có thể là hậu quả của sự trôi dạt gen
Sự trôi dạt là một quá trình ngẫu nhiên tạo ra những thay đổi về tần số alen và dẫn đến sự cố định hoặc loại bỏ một số alen nhất định. Những đặc điểm này không mang lại bất kỳ lợi thế nào và không làm tăng thể dục của cá nhân.
Giả sử chúng ta có một quần thể gấu trắng và gấu đen cùng loài. Tại một số thời điểm, dân số nghiên cứu bị giảm số lượng sinh vật do thảm họa môi trường và hầu hết các cá thể da trắng chết do tình cờ.
Với thời gian trôi qua, có khả năng cao là các alen mã hóa lông đen được cố định và toàn bộ quần thể trở thành cá thể đen.
Tuy nhiên, nó không phải là một sự thích ứng bởi vì nó không mang lại bất kỳ lợi thế nào cho cá nhân sở hữu nó. Lưu ý rằng các quá trình trôi gen không dẫn đến sự hình thành các thích nghi, điều này chỉ xảy ra thông qua cơ chế chọn lọc tự nhiên.
Nó có thể tương quan với một tính năng khác
Các gen của chúng tôi nằm cạnh nhau và có thể được kết hợp theo nhiều cách khác nhau trong một quá trình gọi là tái tổ hợp. Trong một số trường hợp, các gen được liên kết và di truyền cùng nhau.
Để minh họa tình huống này, chúng ta sẽ sử dụng một trường hợp giả định: các gen mã hóa cho mắt xanh được liên kết với các gen của tóc vàng. Về mặt logic nó là một sự đơn giản hóa, có thể có các yếu tố khác liên quan đến màu sắc của các cấu trúc, tuy nhiên chúng tôi sử dụng nó như một ví dụ mô phạm.
Chúng ta hãy giả sử rằng mái tóc vàng của sinh vật giả định của chúng ta mang lại cho nó một số lợi thế: ngụy trang, bảo vệ chống lại phóng xạ, chống lại cái lạnh, v.v. Những người có mái tóc vàng sẽ có nhiều con hơn so với những người cùng lứa tuổi không sở hữu đặc điểm này.
Con cái, ngoài mái tóc vàng, sẽ có đôi mắt màu xanh vì các gen được liên kết. Trong suốt các thế hệ, chúng ta có thể thấy rằng mắt xanh tăng tần số mặc dù chúng không mang lại bất kỳ lợi thế thích nghi nào. Hiện tượng này được biết đến trong văn học là "quá giang di truyền".
Nó có thể là một hậu quả của lịch sử phát sinh gen
Một số nhân vật có thể là hậu quả của lịch sử phát sinh gen. Các vết khâu của hộp sọ ở động vật có vú đóng góp và tạo điều kiện cho quá trình sinh nở, có thể giải thích nó như là một sự thích nghi cho nó. Tuy nhiên, đặc điểm này được thể hiện trong các dòng dõi khác và là một đặc điểm tổ tiên.
Thích ứng trước và tẩy chay
Trong những năm qua, các nhà sinh học tiến hóa đã làm phong phú thuật ngữ liên quan đến các đặc điểm của sinh vật, bao gồm các khái niệm mới như "preadaptation" và "exaptation"..
Theo Futuyma (2005), tiền thích ứng là "một đặc điểm phục vụ một cách tình cờ một chức năng mới".
Ví dụ, đỉnh mạnh của một số loài chim có thể đã được chọn để tiêu thụ một loại thực phẩm nhất định. Nhưng trong những trường hợp thích hợp, cấu trúc này cũng có thể phục vụ như một sự thích nghi để tấn công cừu. Sự thay đổi chức năng đột ngột này là sự thích nghi trước.
Năm 1982, Gould và Vrba đã đưa ra khái niệm "exaptation" để mô tả một sự thích nghi trước đó đã được đồng ý cho sử dụng mới.
Ví dụ, lông của những con chim bơi không được tạo khuôn bởi chọn lọc tự nhiên dưới áp lực chọn lọc của bơi, nhưng thật may là chúng phục vụ cho nó.
Tương tự như quá trình này, chúng ta có mũi, mặc dù nó có thể được chọn vì nó đã thêm một số lợi thế trong quá trình thở, bây giờ chúng ta sử dụng nó để giữ ống kính của chúng ta.
Ví dụ nổi tiếng nhất về sự xuất thần là ngón tay cái của gấu trúc. Loài này ăn tre và để thao túng chúng, chúng sử dụng "ngón tay cái thứ sáu" có nguồn gốc từ sự phát triển của các cấu trúc khác.
Ví dụ về sự thích nghi
Chuyến bay ở động vật có xương sống
Những con chim, dơi và những con thằn lằn đã tuyệt chủng thu được theo cách hội tụ phương tiện vận chuyển của chúng: chuyến bay. Một số khía cạnh trong hình thái và sinh lý của những động vật này dường như là sự thích nghi làm tăng hoặc ủng hộ khả năng bay.
Xương hiện tại sâu răng biến chúng thành cấu trúc ánh sáng, nhưng kháng. Hình dạng này được gọi là xương bị viêm. Trong các dòng dõi hiện tại - chim và dơi - hệ thống tiêu hóa cũng có những đặc thù nhất định.
Ruột ngắn hơn nhiều, so với động vật không bay có kích thước tương tự, có lẽ để giảm trọng lượng trong chuyến bay. Do đó, việc giảm bề mặt hấp thu các chất dinh dưỡng đã làm tăng quá trình hấp thu cho tế bào.
Sự thích nghi ở chim đạt đến cấp độ phân tử. Người ta đã đề xuất rằng kích thước của bộ gen đã được giảm xuống như là một sự thích nghi cho chuyến bay, giảm chi phí trao đổi chất liên quan đến việc có một bộ gen lớn, và do đó các tế bào lớn.
Định vị tiếng vang ở dơi
Ở loài dơi có một sự thích nghi đặc biệt cho phép chúng tự định hướng theo không gian trong khi di chuyển: định vị bằng tiếng vang.
Hệ thống này bao gồm sự phát ra âm thanh (con người không thể nhận biết chúng) làm bật ra các vật thể và dơi có thể nhận thức và dịch chúng. Tương tự như vậy, hình thái của tai của một số loài nhất định được coi là một sự thích nghi để có thể nhận được sóng hiệu quả.
Cổ dài của hươu cao cổ
Không ai có thể nghi ngờ rằng hươu cao cổ có hình thái không điển hình: một cái cổ thon dài giữ một cái đầu nhỏ và đôi chân dài hỗ trợ trọng lượng của nó. Thiết kế này cản trở các hoạt động khác nhau của cuộc sống của động vật, chẳng hạn như lấy nước từ ao.
Giải thích về cổ dài của các loài châu Phi này đã được thập kỷ là ví dụ yêu thích của các nhà sinh học tiến hóa. Trước khi Charles Darwin nghĩ ra thuyết chọn lọc tự nhiên, nhà tự nhiên học người Pháp Jean-Baptiste Lamarck đã quản lý một khái niệm - mặc dù nhầm lẫn - về những thay đổi sinh học và tiến hóa.
Đối với Lamarck, cổ của hươu cao cổ bị kéo dài vì những con vật này kéo dài liên tục để chạm tới chồi của cây acacias. Hành động này sẽ dẫn đến một sự thay đổi di truyền.
Trong ánh sáng của sinh học tiến hóa hiện đại, người ta cho rằng việc sử dụng và vô hiệu hóa các nhân vật không có tác dụng đối với con cái. Sự thích nghi của cổ dài phải phát sinh vì những cá thể mang đột biến cho đặc điểm này để lại nhiều con cái hơn so với những người bạn đồng hành với cổ ngắn hơn..
Theo trực giác chúng ta có thể cho rằng cổ dài giúp hươu cao cổ lấy thức ăn. Tuy nhiên, những con vật này thường tìm kiếm thức ăn của chúng trong những cây bụi thấp.
Vì vậy, việc sử dụng cổ của hươu cao cổ là gì??
Năm 1996, các nhà nghiên cứu Simmons và Scheepers đã nghiên cứu các mối quan hệ xã hội của nhóm này và bác bỏ cách giải thích về cách hươu cao cổ có cổ.
Đối với các nhà sinh vật học này, cổ phát triển như một "vũ khí" mà con đực sử dụng trong cuộc chiến để có được con cái, và không lấy thức ăn ở khu vực cao. Các sự thật khác nhau ủng hộ giả thuyết này: cổ của con đực dài và nặng hơn nhiều so với con cái.
Chúng ta có thể kết luận rằng, mặc dù một sự thích ứng có ý nghĩa dường như rõ ràng, chúng ta phải đặt câu hỏi cho các diễn giải và kiểm tra tất cả các giả thuyết có thể bằng phương pháp khoa học.
Sự khác biệt với sự tiến hóa
Cả hai khái niệm, tiến hóa và thích ứng đều không mâu thuẫn. Sự tiến hóa có thể xảy ra thông qua cơ chế chọn lọc tự nhiên và điều này tạo ra sự thích nghi. Cần nhấn mạnh rằng cơ chế duy nhất tạo ra sự thích nghi là chọn lọc tự nhiên.
Có một quá trình khác, được gọi là sự trôi dạt gen (đã đề cập trong phần trước), có thể dẫn đến sự tiến hóa của quần thể nhưng không tạo ra sự thích nghi.
Nhầm lẫn về sự thích nghi
Mặc dù các thích ứng dường như là các đặc điểm được thiết kế chính xác cho việc sử dụng của chúng, sự tiến hóa và do đó, quan niệm về các thích ứng, không có mục tiêu hay mục đích có ý thức. Chúng không đồng nghĩa với sự tiến bộ.
Giống như quá trình xói mòn không nhằm tạo ra những ngọn núi đẹp, sự tiến hóa không nhằm tạo ra các sinh vật thích nghi hoàn hảo với môi trường của chúng.
Các sinh vật không nỗ lực để phát triển, vì vậy chọn lọc tự nhiên không cung cấp cho một cá nhân những gì anh ta cần. Ví dụ, hãy tưởng tượng một loạt những con thỏ, do thay đổi môi trường, phải chịu đựng một đợt sương giá mạnh. Sự cần thiết của động vật cho một bộ lông phong phú sẽ không làm cho nó xuất hiện và lan rộng trong dân số.
Ngược lại, một số đột biến ngẫu nhiên trong vật liệu di truyền của thỏ có thể tạo ra một bộ lông phong phú hơn, khiến người mang có nhiều con hơn. Những đứa trẻ này có thể thừa hưởng bộ lông của cha chúng. Do đó, bộ lông phong phú có thể tăng tần số của nó trong quần thể thỏ và không có lúc nào thỏ biết về nó.
Ngoài ra, việc lựa chọn không tạo ra các cấu trúc hoàn hảo. Họ chỉ nên "đủ tốt" để có thể chuyển sang thế hệ tiếp theo.
Tài liệu tham khảo
- Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R., & Karasov, W.H. (2007). Sự thích nghi tiêu hóa của động vật có xương sống biết bay: sự hấp thụ của tế bào ruột cao bù đắp cho ruột nhỏ hơn. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, 104(48), 19132-19137.
- Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Phân tích tiến hóa. Hội trường Prentice.
- Futuyma, D. J. (2005). Sự tiến hóa. Sinauer.
- Gould, S.J., & Vrba, E.S. (1982). Exaptation-một thuật ngữ còn thiếu trong khoa học về hình thức. Cổ sinh vật học, 8(1), 4-15.
- Organ, C. L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Nguồn gốc kích thước và cấu trúc bộ gen của chim ở khủng long không phải là gia cầm. Thiên nhiên, 446(7132), 180.