BIOLOŠKA PRILAGODBA: KARAKTERISTIKE, VRSTE, PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026

Biološka adaptacija je karakteristika prisutna u organizmu da povećava svoje kapacitete za opstanak i reprodukciju, u odnosu na njegove drugove koji nemaju tu osobinu. Jedini proces koji vodi adaptacijama je prirodna selekcija.

Ako zaustavimo sagledavanje različitih rodova živih organizama, ustanovit ćemo da su one ispunjene nizom složenih prilagodbi. Od mimikrije leptira do složene strukture njihovih krila koja omogućuju let.

Izvor: Autor: Punnett, Reginald Crundall, putem Wikimedia Commonsa

Ne mogu se sve karakteristike ili osobine koje opažamo kod određenih organizama odmah označiti kao prilagodbe. Neke mogu biti kemijske ili fizičke posljedice, mogu biti osobine proizvedene genetskim pomakom ili događajem koji se naziva genetskim autostopom.

Karakteristike organizama mogu se proučiti primjenom znanstvene metode kako bi se provjerilo jesu li doista prilagodbe i koja je njihova probna funkcija.

Da bi se to postiglo, hipoteze o potencijalnoj uporabi moraju biti predložene i testirane s prikladnim eksperimentalnim dizajnom - bilo manipulacijom pojedinca ili jednostavnim promatranjem.

Iako se prilagodbe često čine savršenim i čak „osmišljenim“, one nisu. Prilagođavanja nisu rezultat svjesnog procesa jer evolucija nema ni kraja ni cilja, a niti nastoji usavršiti organizme.

karakteristike

Ovisno o otoku, razvijala se različita vrsta finca.

Prilagodba je osobina koja povećava kondiciju pojedinca. U evolucijskoj biologiji pojam fitness ili biološka kondicija odnosi se na sposobnost organizma da ostavi potomstvo. Ako određeni pojedinac ostavi više potomstva od partnera, govori se da ima veću kondiciju.

Najprikladniji pojedinac nije najjači, niti najbrži, niti najveći. Ona preživljava, pronalazi partnera i reproducira se.

Neki autori često dodaju druge elemente u svoje definicije adaptacije. Ako uzmemo u obzir povijest roda, prilagodbu možemo definirati kao izvedenu osobinu koja se razvila kao odgovor na određeni selektivni agent. Ova definicija uspoređuje učinke karaktera na kondiciju za određenu varijantu.

Vrste prilagodbe

Tri osnovne vrste prilagodbe, temeljene na izražavanju genetskih promjena, jesu strukturna, fiziološka i ponašanja. Unutar svake od ovih vrsta provode se različiti procesi. Većina organizama ima kombinacije sva tri.

Morfološka i strukturna

Te prilagodbe mogu biti anatomske, uključujući mimikriju i kriptičku obojenost.

Mimikrija se sa svoje strane odnosi na vanjsku sličnost koju su neki organizmi sposobni razviti da oponašaju karakteristike drugih agresivnijih i opasnijih kako bi ih otjerali.

Na primjer, koraljne zmije su otrovne. Mogu se prepoznati po karakterističnim svijetlim bojama. S druge strane, kraljičke planinske zmije su bezopasne, a ipak boje im izgledaju poput koraljnog grebena.

Izgled organizma modelira se strukturnim prilagodbama ovisno o okruženju u kojem se razvija. Na primjer, pustinjske lisice imaju velike uši za toplinsko zračenje, a arktičke lisice imaju male uši da zadrže tjelesnu toplinu.

Zahvaljujući pigmentaciji krzna, bijeli polarni medvjedi kamufliraju se na ledenim morima i opazili su jaguare u mrljastoj sjeni džungle.

Biljke također trpe zbog tih promjena. Drveće može imati plutastu koru kako bi ih zaštitilo od divljih požara.

Strukturne modifikacije utječu na organizme na različitim razinama, od zgloba koljena do prisutnosti velikih letećih mišića i oštrog vida za grabežljive ptice.

Fiziološka i funkcionalna

Ove vrste prilagodbi uključuju promjene organa ili tkiva. Oni su promjena u funkcioniranju organizma radi rješavanja problema koji se javlja u okolini.

Ovisno o tjelesnoj kemiji i metabolizmu, fiziološke prilagodbe obično nisu vidljivo prikazane.

Jasan primjer ove vrste prilagodbe je hibernacija. Ovo je pospano ili letargično stanje kroz koje zimi prolaze mnoge toplokrvne životinje. Fiziološke promjene koje se događaju tijekom razdoblja hibernacije vrlo su različite ovisno o vrsti.

Fiziološka i funkcionalna prilagodba bile bi, na primjer, učinkovitiji bubrezi za pustinjske životinje poput kamila, spojeva koji sprečavaju zgrušavanje krvi u slini komaraca ili prisutnosti toksina u lišću biljke kako bi ih odvratili. biljojedi.

Često su potrebne laboratorijske studije za mjerenje sadržaja krvi, urina i drugih tjelesnih tekućina, koje prate metaboličke puteve ili mikroskopska ispitivanja tkiva organizma da bi se identificirale fiziološke prilagodbe.

Ponekad ih je teško otkriti ako nema zajedničkog pretka ili usko povezanih vrsta s kojima bi se usporedili rezultati.

Etološki ili bihevioralni

Ove prilagodbe utječu na način na koji živi organizam djeluje zbog različitih uzroka kao što su osiguravanje reprodukcije ili hrane, obrana od grabežljivaca ili promjena staništa kad uvjeti u okolišu nisu prikladni.

Među prilagodbama ponašanja nalazimo migraciju, koja se odnosi na periodičnu i masovnu mobilizaciju životinja iz njihovih prirodnih područja uzgoja u druga staništa.

To se pomicanje događa prije i nakon sezone uzgoja. Zanimljivo u ovom procesu je da se unutar njega razvijaju i druge promjene koje mogu biti anatomske i fiziološke, kao što se događa s leptirima, ribama i leptirima.

Drugo ponašanje koje je podložno promjenama je udvaranje ili udvaranje. Njegove varijante mogu biti nevjerojatno složene. Cilj životinja je dobiti mate i usmjeriti ga na parenje.

Tijekom razdoblja parenja većina vrsta ima različita ponašanja koja se smatraju ritualima. Oni uključuju izlaganje, ispuštanje zvukova ili nuđenje poklona.

Tako možemo primijetiti kako medvjedi prezimuju kako bi izbjegli hladnoću, ptice i kitovi migriraju u toplije klime kada je zima, a pustinjske životinje aktivne su noću tijekom vrućeg ljetnog vremena. Ovi primjeri su ponašanja koja pomažu životinjama da prežive.

Često puta prilagodbe ponašanja uzimaju pažljivo proučavanje s terena i u laboratoriju kako bi ih se otkrilo. Obično uključuju fiziološke mehanizme.

Ove se vrste prilagodbe također vide kod ljudi. Oni koriste kulturne prilagodbe kao podskup prilagođenih ponašanja. Na primjer, gdje ljudi koji žive u određenom okruženju uče načine modificiranja hrane koja im je potrebna da bi se nosili sa danom klimom.

Jesu li sve značajke adaptacije?

Kada promatramo bilo koje živo biće primijetit ćemo da je ono puno svojstava kojima je potrebno objašnjenje. Razmislite o ptici: obojenost šljokice, pjesma, oblik nogu i kljuna, složeni plesi udvaranja, možemo li ih sve smatrati adaptivnim karakteristikama?

Ne. Iako je istina da je prirodni svijet prepun prilagođavanja, ne bismo smjeli odmah zaključiti da je osobina koju opažamo jedna od njih. Osobina može biti prisutna uglavnom iz sljedećih razloga:

Oni mogu biti kemijska ili fizička posljedica

Mnoge su osobine posljedice kemijskih ili fizičkih događaja. Boja krvi je crvena kod sisavaca i nitko ne misli da je crvena boja prilagodba sama po sebi prilagodba.

Krv je crvena zbog svog sastava: crvene krvne stanice pohranjuju protein koji je odgovoran za transport kisika zvan hemoglobin - što uzrokuje karakteristično obojenje navedene tekućine.

Može biti posljedica nanošenja gena

Drift je slučajni proces koji proizvodi promjene u frekvencijama alela i dovodi do fiksacije ili uklanjanja određenih alela na stohastički način. Ove karakteristike ne daju nikakve prednosti i ne povećavaju tjelesnu sposobnost pojedinca.

Pretpostavimo da imamo populaciju bijelih medvjeda i crnih medvjeda iste vrste. U nekom trenutku, ispitivana populacija trpi smanjenje broja organizama zbog ekološke katastrofe, a većina bijelih jedinki umire slučajno.

Kako će vremenom proći, velika je mogućnost da će alel koji kodira crno krzno biti fiksiran i cjelokupna populacija sačinjena od crnaca.

Međutim, to nije prilagođavanje, jer ne daje nikakve prednosti pojedincu koji ga posjeduje. Imajte na umu da procesi odljeva gena ne dovode do stvaranja adaptacija, to se događa samo kroz mehanizam prirodne selekcije.

Može se povezati s drugom karakteristikom

Naši geni su sporedni i mogu se kombinirati na različite načine u procesu koji se naziva rekombinacija. U nekim slučajevima se geni povezuju i nasljeđuju zajedno.

Kako bismo ilustrirali ovu situaciju, poslužit ćemo se hipotetičkim slučajem: geni koji kodiraju plave oči povezani su s genima za plavu kosu. Logično je da je to pojednostavljenje, vjerojatno postoje i drugi čimbenici koji su uključeni u bojanje građevina, no mi to koristimo kao didaktički primjer.

Pretpostavimo da joj plava kosa hipotetičkog organizma daje neku prednost: kamufliranje, zaštita od zračenja, od hladnoće itd. Pojedinci s plavom kosom imat će više djece od svojih vršnjaka koji nemaju ovo svojstvo.

Potomstvo će, osim plave kose, imati plave oči jer su geni povezani. Kroz generacije možemo promatrati kako plave oči povećavaju učestalost iako ne daju nikakvu adaptivnu prednost. Ovaj fenomen je u literaturi poznat i kao „genetski autostopiranje“.

Može biti posljedica filogenetske povijesti

Neki znakovi mogu biti posljedica filogenetske povijesti. Šavovi lubanje kod sisavaca doprinose i olakšavaju postupak rođenja, a može se protumačiti kao prilagodba za to. Međutim, osobina je reprezentativna u drugim lozama i svojstvo je predaka.

Predprilagodbe i istjerivanja

Tijekom godina, evolucijski biolozi obogatili su terminologiju s obzirom na karakteristike organizma, uključujući nove pojmove kao što su "pre-adaptacija" i "exaptation".

Prema Futuymi (2005), preprilagodba je "osobina koja slučajno služi novoj funkciji".

Na primjer, snažni kljunovi nekih ptica možda su odabrani za konzumiranje određene vrste hrane. Ali u odgovarajućim slučajevima, ova struktura može poslužiti i kao prilagodba za napad na ovce. Ova iznenadna promjena u funkciji je predprilagodba.

Godine 1982. Gould i Vrba predstavili su koncept "exaptation" kako bi opisali predprilagodbu koja je kooptirana za novu upotrebu.

Na primjer, perje plivajućih ptica nije oblikovano prirodnim odabirom pod selektivnim pritiskom plivanja, već su to srećom to i poslužili.

Kao analogija ovom procesu imamo svoj nos, iako je sigurno odabran jer je dodao nešto prednosti u procesu disanja, sada ga koristimo za držanje naočala.

Najpoznatiji primjer ekspanzije je pandin palac. Ova vrsta hrani se posebno bambusom i za manipulaciju s njom koriste "šesti palac" koji je dobiven iz rasta drugih struktura.

Primjeri prilagodbi

Let u kralježnjacima

Ptice, šišmiši i danas izumrli pterosauri konvergentno su stekli svoja sredstva za kretanje: let. Čini se da su različiti aspekti morfologije i fiziologije ovih životinja prilagodbe koje povećavaju ili favoriziraju sposobnost letenja.

Kosti imaju šupljine zbog kojih su lagane, ali otporne strukture. Ova je konformacija poznata kao pneumatizirane kosti. U današnjim letećim linijama - pticama i šišmišima - probavni sustav također ima određene osobitosti.

Crijeva su znatno kraća, u usporedbi s životinjama koje ne lete sličnim veličinama, vjerojatno da bi smanjile težinu tijekom leta. Stoga je smanjenje površine apsorpcije hranjivih tvari odabralo povećanje staničnih apsorpcijskih putova.

Prilagodbe u ptica spuštaju se na molekularnu razinu. Predloženo je da se veličina genoma smanji kao prilagodba za let, smanjujući metaboličke troškove povezane s velikim genomom, a samim tim i velikim ćelijama.

Eholokacija u šišmišima

Izvor: Autor Shung, iz Wikimedia Commons

Kod slepih miševa postoji posebna prilagodba koja im omogućuje da se prostorno orijentiraju dok se kreću: eholokacija.

Ovaj se sustav sastoji od emitiranja zvukova (ljudi nisu sposobni da ih opažaju) koji odbijaju predmete, a šišmiš je sposoban da ih opazi i prevodi. Isto tako, morfologija ušiju određenih vrsta smatra se prilagodbom za učinkovito primanje valova.

Dugi vrat žirafe

Izvor: John Storr, iz Wikimedia Commons

Nitko ne bi sumnjao da žirafe imaju neobičnu morfologiju: izduženi vrat koji podržava malu glavu i duge noge koje podupiru njihovu težinu. Ovaj dizajn otežava različite aktivnosti u životu životinje, poput pijenja vode iz ribnjaka.

Objašnjenje dugih vratova ove afričke vrste već je desetljećima omiljen primjer evolucijskih biologa. Prije nego što je Charles Darwin zamislio teoriju prirodne selekcije, francuski prirodoslovac Jean-Baptiste Lamarck već je imao koncept - iako pogrešan - o promjenama i biološkoj evoluciji.

Za Lamarcka je vrat žirafe bio izdužen, jer su ga te životinje neprestano istezale kako bi mogle doći do pupoljaka akacije. Ova radnja bi se pretvorila u nasljednu promjenu.

U svjetlu moderne evolucijske biologije, smatra se da uporaba i uporaba znakova nemaju utjecaja na potomstvo. Prilagodba dugog vrata mora se dogoditi jer su jedinke koje su nosile mutacije za navedene karakteristike ostavile više potomstva od svojih vršnjaka s kraćim vratovima.

Intuitivno možemo pretpostaviti da dugačak vrat pomaže žirafama da dobiju hranu. Međutim, ove životinje obično se hrane u niskim grmima.

Pa što su to vrata žirafe?

Godine 1996. istraživači Simmons i Scheepers proučavali su društvene odnose ove grupe i opovrgavali tumačenje kako žirafe dobivaju vrat.

Za ove biologe, vrat se razvio kao "oružje" koje mužjaci koriste u borbi za dobivanje ženki, a ne za dobivanje hrane u visokim područjima. Razne činjenice podupiru ovu hipotezu: vratovi mužjaka mnogo su duži i teži od ženki.

Možemo zaključiti da, čak i ako adaptacija ima očito očito značenje, moramo ispitivati ​​interpretacije i testirati sve moguće hipoteze pomoću znanstvene metode.

Razlike s evolucijom

Oba koncepta, evolucija i prilagodba nisu kontradiktorni. Evolucija se može dogoditi kroz mehanizam prirodne selekcije i to generira prilagodbe. Potrebno je naglasiti da je jedini mehanizam koji proizvodi prilagodbe prirodna selekcija.

Postoji još jedan postupak, nazvan pomicanje gena (spomenut u prethodnom odjeljku), koji može dovesti do evolucije populacije, ali ne donosi prilagodbe.

Zbunjenosti oko adaptacija

Iako se čini da su prilagodbe značajke dizajnirane upravo za njihovu upotrebu, evolucija i, prema tome, koncepcija prilagodbi, nemaju cilj niti svjesnu svrhu. Ni oni nisu sinonim za napredak.

Kao što proces erozije nije namijenjen stvaranju prekrasnih planina, tako evolucija nije namijenjena stvaranju organizama savršeno prilagođenih njihovom okruženju.

Organizmi ne teže evoluirati, tako da prirodna selekcija ne daje pojedincu ono što mu treba. Na primjer, zamislimo niz zečeva koji zbog promjena u okolišu moraju podnijeti jak mraz. Potreba životinja za obilnim krznom neće se pojaviti i proširiti u populaciji.

Suprotno tome, neke slučajne mutacije u genetskom materiju kunića mogu stvoriti obilnije dlake, zbog čega njegov nosač ima više djece. Ova djeca vjerojatno nasljeđuju očevo krzno. Dakle, obilno krzno može povećati svoju učestalost u populaciji zečeva i kunić ni u jednom trenutku nije bio svjestan toga.

Također, odabir ne daje savršene strukture. Oni samo trebaju biti "dobri" da bi mogli prenijeti na sljedeće generacije.

Reference

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, TJ, Lavin, SR, Chediack, JG, Tracy, CR, & Karasov, WH (2007). Probavna prilagodba letećih kralježnjaka: visoka crijevna apsorpcija paracelula u crijevima kompenzira manja crijeva. Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti, 104 (48), 19132-19137.
2. Freeman, S., i Herron, JC (2002). Evolucijska analiza Dvorana Prentice.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolucija. Sinauer.
4. Gould, SJ, i Vrba, ES (1982). Exaptation - izraz koji nedostaje u znanosti o obliku. Paleobiologija, 8 (1), 4-15.
5. Organ, CL, Shedlock, AM, Meade, A., Pagel, M., & Edwards, SV (2007). Podrijetlo veličine i strukture ptičjeg genoma kod ne-ptičarskih dinosaura. Priroda, 446 (7132), 180.