BEZIEHUNG ZWISCHEN ANPASSUNG UND UNTERSCHIEDLICHEM ÜBERLEBEN VON LEBEWESEN - BIOLOGIE - 2025

Ein zentrales Thema in der Evolutionsbiologie ist das Studium von Anpassungen . Diese können in Form von Prozessen oder Zuständen definiert werden. Wenn wir es als einen Prozess betrachten, ist es der Teil des evolutionären Wandels, der durch den Mechanismus der natürlichen Selektion angetrieben wird. Im Gegensatz dazu ist es in Bezug auf den Zustand ein Merkmal, dessen aktueller Zustand durch natürliche Selektion geprägt wurde.

Natürliche Selektion ist ein evolutionärer Mechanismus und wird als differentielle Reproduktion von Lebewesen definiert. Daher vermehren sich einige Organismen dank des Besitzes eines Merkmals oder Charakters, der ihre Fitness erhöht, mehr als andere.

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Diese Grundgedanken wurden von Charles Darwin in "The Origin of Species" entwickelt. Evolution ist der einzige bekannte Mechanismus, der zu Anpassungen führen kann.

Das heißt, es besteht ein Zusammenhang zwischen Anpassung und dem unterschiedlichen Fortpflanzungserfolg bestimmter Personen, die Merkmale aufweisen, die ihre Fitness verbessern. Wenn letzteres in Populationen auftritt, erzeugt es Anpassungen.

Anpassungen, natürliche Auslese und

In der Evolution gibt es mehrere Kernkonzepte wie Anpassung, natürliche Selektion und Fitness. Es gibt andere wichtige Begriffe (wie Gendrift), aber für die Zwecke dieses Artikels werden wir unsere Aufmerksamkeit auf diese drei konzentrieren.

Fitness ist die Fähigkeit eines Organismus, zu überleben und sich zu vermehren und fruchtbare Nachkommen zu hinterlassen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, es zu quantisieren, und der Parameter variiert zwischen 0 und 1.

Wenn ein vererbbares Merkmal einigen Personen einen Vorteil in Bezug auf die Fitness verschafft (im Vergleich zu Gleichaltrigen, die es nicht besitzen), passiert etwas Unvermeidliches: Diese Personen reproduzieren sich mehr als die anderen und erhöhen ihre Häufigkeit in der Bevölkerung. Dies ist als natürliche Auslese bekannt.

Der Begriff „Auswahl“ ist oft irreführend, da einige Personen dabei keine bewusste Auswahl treffen.

Als Prozess wird Anpassung als Evolution definiert, die durch natürliche Selektion verursacht wird und zur Akkumulation günstiger Veränderungen führt.

Anpassung ist als Charakter ein Merkmal, das sich allmählich entwickelt und eine bestimmte biologische Rolle erfüllt. In Bezug auf die Fitness war dieses Merkmal im Vergleich zu anderen Zuständen des Merkmals in der Evolutionsgeschichte der Art überlegen.

Was ist Adaptionismus?

Eine populäre Sichtweise in der Evolutionsbiologie heißt Adaptionismus. Nach Ansicht der Verfechter dieser Perspektive kann die große Mehrheit der in organischen Wesen vorhandenen Merkmale als Anpassung betrachtet werden, und ihr Zustand ist optimal.

Es gibt bemerkenswerte Wissenschaftler im Zweig der Evolution, die das adaptive Programm unterstützen, wie unter anderem John Maynard Smith oder William Hamilton. Einer seiner größten Gegner ist der renommierte Paläontologe Stephen Jay Gould und sein Kollege Richard Lewontin.

Eine der Konsequenzen des Adaptionismus ist die Aufteilung des Organismus in nicht miteinander verbundene Bereiche, wobei die Merkmale isoliert bewertet werden. Seine Gegner argumentieren, dass die Existenz eines Merkmals heute nicht immer als adaptives Merkmal verstanden werden sollte.

Sind alle Funktionen angepasst?

Wenn wir die Eigenschaften eines organischen Wesens bewerten, können wir nicht ohne Beweis schließen, dass alle seine Merkmale Anpassungen entsprechen. Es gibt andere Prozesse, die das Vorhandensein einiger Funktionen erklären können. Beachten Sie, dass eine der Konsequenzen eines nicht adaptiven Merkmals darin besteht, dass es nicht das Produkt natürlicher Selektion ist.

Es kann sein, dass das Merkmal, das wir beobachten, einfach eine Folge seiner Chemie oder Physik ist. Zum Beispiel würde niemand denken, dass die charakteristische hellrote Farbe von Blut adaptiv ist. Es ist einfach eine Folge seiner Struktur - die wahrscheinlich adaptiv ist, da sie den Sauerstofftransport gewährleistet.

Es kann auch ein Merkmal sein, das durch Gendrift, einen zweiten Evolutionsmechanismus, behoben wurde. Tatsächlich ist die Folge der Drift eine nicht adaptive Evolution, da es einen unterschiedlichen Fortpflanzungserfolg gibt, der jedoch nicht mit einer Eigenschaft verbunden ist, die die Fitness des Einzelnen erhöht.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Eigenschaft, die wir beobachten und für adaptiv halten, mit einer anderen verknüpft ist (z. B. sind Gene auf demselben Chromosom nahe beieinander, sodass die Wahrscheinlichkeit einer Rekombination gering ist), als wenn sie ausgewählt wird.

Wie prüfen wir, ob ein Merkmal anpassungsfähig ist oder nicht?

Wenn wir den Verdacht haben, dass ein Merkmal eine Anpassung ist, müssen wir es auf die gleiche Weise testen, wie wir jede andere Tatsache in den Biowissenschaften testen würden: unter Verwendung der wissenschaftlichen Methode.

Wir müssen eine Reihe von Experimenten in Betracht ziehen, um zu überprüfen, ob das betreffende Merkmal adaptiv ist. Zum Beispiel vermuten wir, dass die weiße Farbe der Eisbären als Tarnung dient.

Obwohl es nicht sehr praktisch wäre, wäre eine der möglichen Versuchsanordnungen, einen Bären braun zu malen, einen Bären weiß zu malen (dies wäre die Verfahrenskontrolle, um sicherzustellen, dass die Farbe an sich in unserem Experiment keine Wirkung hat) und einen Bären normal.

Später würden wir quantifizieren, ob eine Facette des Lebens der experimentellen Organismen betroffen ist. Wir müssen diese Argumentation auf jeden Verdacht auf Anpassungen anwenden, ohne davon auszugehen, dass das Merkmal adaptiv ist.

Exaptation: eine alternative Sichtweise

1982 veröffentlichten die Forscher Stephen Jay Gould und Elisabeth Vrba in der Zeitschrift Paleobiology einen Artikel, in dem ein neues Konzept in der Biologie formalisiert wurde: Exaptation.

Für die Autoren ist Exaptation ein notwendiger Begriff in der Evolutionsbiologie, um Merkmale zu beschreiben, die durch natürliche Selektion geformt wurden und derzeit eine andere Funktion erfüllen.

Beispiele für Exaptationen

Wir können unsere Nase als Beispiel nehmen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die aktuellen Merkmale dieser knorpeligen Erweiterung mit den Vorteilen bei der Atmung zusammenhängen. Wir verwenden diese Struktur jedoch, um unsere Brille zu stützen.

Das heißt, die natürliche Selektion begünstigte Personen mit aktueller Nase nicht, da sie die Verwendung von Brillen begünstigte.

Wenn wir dieses Beispiel auf eine spezifischere biologische Situation hochrechnen, haben wir den Daumen des Pandas - Goulds berühmtes Beispiel. Die Ernährung von Pandas basiert ausschließlich auf Bambus, daher ist die richtige Handhabung für das Leben des Tieres von entscheidender Bedeutung. Der Panda benutzt zu diesem Zweck einen "sechsten" Daumen.

Der Daumen ist jedoch kein echter Finger, sondern eine Verlängerung eines kleinen Knochens, der ursprünglich zum Handgelenk gehörte und als radialer Sesamoid bezeichnet wird.

In der evolutionären Entwicklung war es für einige Individuen vorteilhaft, ein längliches radiales Sesamoid zu haben, ähnlich einem Finger, da es wahrscheinlich die Handhabung ihres einzigen Nahrungsmittels verbesserte.

Verweise

1. Gould, SJ & Lewontin, RC (1979). Die Zwickel von San Marco und das Panglossian-Paradigma: eine Kritik des adaptiven Programms. Verfahren der Royal Society of London. Serie B. Biological Sciences, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ & Vrba, ES (1982). Exaptation - ein fehlender Begriff in der Wissenschaft der Form. Paleobiology, 8 (1), 4 & ndash; 15.
3. CP Hickman, LS Roberts, A. Larson, WC Ober & C. Garrison (2001). Integrierte Prinzipien der Zoologie. McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2006). Wirbeltiere: vergleichende Anatomie, Funktion, Evolution. McGraw-Hill.
5. Kliman, RM (2016). Enzyklopädie der Evolutionsbiologie. Akademische Presse.
6. Losos, JB (2013). Der Princeton-Leitfaden zur Evolution. Princeton University Press.
7. Nielsen, R. (2009). Adaptionismus - 30 Jahre nach Gould und Lewontin. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
8. Rice, SA (2009). Enzyklopädie der Evolution. Infobase Publishing.
9. Starr, C., Evers, C. & Starr, L. (2010). Biologie: Konzepte und Anwendungen ohne Physiologie. Lernen einbinden.