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生物学的適応特性、タイプ、例
一 生物学的適応 それはこの形質を持たないその仲間との関係で、生存および繁殖のための能力を高めるのは有機体に存在する特徴です。適応の出現を引き起こす唯一のプロセスは自然選択です.
生物の様々な系統を観察するのをやめれば、それらは一連の複雑な適応に満ちていることがわかります。蝶の模倣から飛行を可能にする彼らの翼の複雑な構造まで.
特定の生物において私たちが観察しているすべての特性や特徴が、適応として直ちに分類されるわけではありません。いくつかは化学的または物理的な結果である可能性があります、遺伝子のドリフトによってまたはイベントと呼ばれるイベントによって生成される可能性があり 遺伝的ヒッチハイク.
生物の特性は、それらが本当に適応であるかどうか、そしてそれらの暫定的機能が何であるかを検証するために科学的方法を適用することによって研究することができます。.
そうするためには、潜在的な使用についての仮説を提案し、適切な実験計画でテストする必要があります - 個人を操作することによって、または簡単な観察によって.
適応は何度も完璧で「設計」されているようですが、そうではありません。進化には終わりも目標もないので、適応は意識的なプロセスの結果ではありませんでした。.
索引
- 1特徴
- 2種類
- 3すべての機能は適応されていますか?
- 3.1化学的または物理的な結果になる可能性があります
- 3.2遺伝子ドリフトの結果かもしれない
- 3.3 Canは他の機能と相関している
- 3.4それは系統発生史の結果かもしれない
- 4事前の適応と啓発
- 5適応例
- 5.1脊椎動物の飛行
- 5.2コウモリのエコーロケーション
- 5.3キリンの長い首
- 5.4それでは、キリンの首の使い方は？?
- 6進化との違い
- 7適応に関する混乱
- 8参考文献
特徴
適応は、増加する機能です。 フィットネス 個人の。進化生物学では、この用語は フィットネス または生物学的妥当性とは、子孫を残す生物の能力のことです。ある個人がパートナーより多くの子孫を残した場合、それは彼がより多くを持っていると言われています フィットネス.
大きい人 フィットネス それは最強でも最速でも最大でもありません。彼は生き残り、仲間を見つけ、そして生殖するものです.
何人かの作者は通常彼らの適応の定義に他の要素を追加します。系統の歴史を考慮に入れると、適応は特定の選択的なエージェントに応答して進化した派生的な性格として定義することができます。この定義では、文字の効果を比較します。 フィットネス 特定のバリアントの.
タイプ
適応はさまざまなレベルで現れます。私たちは走ってすぐに獲物にたどり着くか、捕食者から逃げるように設計された特定の種類の食物や構造を消費することを可能にする歯のような形態学的および解剖学的適応を示すことができます。.
適応はまた、細胞のレベルまたは生物内で起こる生化学的プロセスのいずれかにおいて、生理学的であり得る。.
例えば、気温が極端に低い水中で暮らす魚には、凍らせずに凍った海で泳ぐことができる不凍タンパク質があります。.
同様に、適応は行動的または行動学的であり得る。動物の特定の行動は彼らの生存と繁殖を好む.
爬虫類では、体温調節の能力は、個人の必要に応じて、ホットゾーンまたはコールドゾーンに向かう動きで与えられます。別の例は繁殖プロセスを避けるために他の種の巣で彼らの卵を産むためにある鳥の寄生虫の行動です.
すべての機能は適応です?
生き物を観察するとき、それは説明を必要とする特徴でいっぱいであることに気づくでしょう。鳥のことを考えてみてください。羽毛の色、歌、足とくちばしの形、求愛の複雑な踊り、それらすべてを適応特性と見なすことができますか？?
いいえ。自然界が適応に満ちているのは事実ですが、私たちが観察した特徴がそれらのうちの1つであるとすぐに推測するべきではありません。主に次のような理由で特性が存在する可能性があります。
それらは化学的または物理的な結果になる可能性があります。
多くの特性は単に化学的または物理的な出来事の結果です。哺乳動物では血液の色が赤く、その色が赤であると考える人は誰もいません。 それ自体 それは適応です.
血液はその組成のために赤くなっています。赤血球はヘモグロビンと呼ばれる酸素の輸送を担うタンパク質を貯蔵しています。.
それは遺伝子ドリフトの結果かもしれません
ドリフトは、対立遺伝子頻度の変化を引き起こし、確率論的に特定の対立遺伝子を固定または排除することにつながるランダムなプロセスです。これらの特性は利点を何も与えず、効果を高めません。 フィットネス 個人の.
同じ種のシロクマとシロクマの個体群があるとします。ある時点で、研究集団は環境の大災害により生物の数が減少し、ほとんどの白人が偶然に死亡する.
時間の経過とともに、黒い毛皮をコードする対立遺伝子が固定され、人口全体が黒い個体になる可能性が高い.
しかし、それはそれを所有する個人にいかなる利点も与えないので適応ではありません。遺伝子ドリフトのプロセスは適応の形成につながらないことに注意してください、これは自然選択のメカニズムを通して起こるだけです.
それは他の機能と相関することができます
私たちの遺伝子は並んでおり、組み換えと呼ばれるプロセスでさまざまな方法で組み合わせることができます。いくつかのケースでは、遺伝子は一緒にリンクされ継承されます.
この状況を説明するために、我々は仮定のケースを使用します：青い目をコードする遺伝子はブロンドの髪のそれらにリンクされます。論理的には単純化されています。おそらく構造の色付けには他にも要因がありますが、教訓的な例として使用しています。.
カモフラージュ、放射線からの保護、寒さからの保護など、私たちの仮想的な生物のブロンドの髪がそれにいくつかの利点を与えるとしましょう。ブロンドの髪をしている人は、この特性を持たない同僚よりも多くの子供を持つことになります。.
遺伝子がリンクされているため、ブロンドの髪に加えて、子孫は青い目を持つことになります。何世代にもわたり、青い目は適応性の優位性を与えていませんが、周波数が上がるのがわかります。この現象は文献で "として知られている遺伝的ヒッチハイク「.
それは系統発生史の結果かもしれない
いくつかの特性は系統発生史の結果かもしれません。哺乳類の頭蓋骨の縫合は出生過程を促進し、それを適応として解釈することができます。しかし、その特性は他の系統で表されており、祖先の特徴です.
事前の適応と摘出
何年にもわたって、進化論の生物学者は生物の特性に関する用語を豊かにしてきました。その中には「前適応」や「適応」などの新しい概念も含まれています。.
Futuyma（2005）によれば、事前適応は「偶然に新しい機能を果たす特性」です。.
例えば、いくつかの鳥の強いピークは特定の種類の食物を消費するために選択されたかもしれません。しかし適切な場合には、この構造は羊を攻撃するための適応としても役立ちます。機能のこの突然の変化は前適応です.
1982年に、GouldとVrbaは、新たな用途のために採用された事前適応を説明するために、 "exaptation"の概念を導入しました。.
例えば、水泳鳥の羽は水泳の選択圧下での自然選択によっては成型されなかったが、偶然にも彼らはそれのために役立った。.
このプロセスのアナロジーとして私たちには鼻がありますが、それはおそらく呼吸プロセスに何らかの利点を追加したために選択されたものですが、今はレンズを保持するために使用します。.
最も有名な例はパンダの親指です。この種は特に竹を食べ、それを操作するために彼らは成長他の構造から派生した「六つ目の親指」を使います.
適応の例
脊椎動物での飛行
鳥、コウモリ、そしてすでに絶滅した翼竜類は、それらの移動手段である飛行という収束的な方法で獲得しました。これらの動物の形態と生理機能におけるいくつかの側面は、飛ぶ能力を高めるか、または好む適応であるように思われます.
骨は、それらを軽い構造に変えるが、抵抗力がある空洞を提示する。この立体配座は、空気を入れた骨として知られています。現在の飛行系統 - 鳥やコウモリ - では、消化器系にもある種の特殊性があります.
おそらく飛行中の体重を減らすために、腸は同じような大きさの飛んでいない動物と比べてずっと短いです。従って、栄養素の吸収の表面の減少は細胞のための吸収経路の増加を選択しました.
鳥の適応は分子レベルに達します。飛行の適応としてゲノムのサイズが縮小され、大きなゲノム、したがって大きな細胞を有することに関連する代謝コストを低減することが提案されている。.
コウモリのエコーロケーション
コウモリには、移動しながら空間的に向きを変えることができる特定の適応策があります。.
このシステムは物を跳ね返す音（人間はそれらを知覚することができません）の放出から成ります、そしてコウモリはそれらを知覚しそして翻訳することができます。同様に、特定の種の耳の形態は、効果的に波を受信できるようにするための適応と見なされます.
キリンの長い首
キリンが非定型の形態をしていることを疑う人はいないでしょう。このデザインは、池から水を取るなど、動物の生活のさまざまな活動を妨げます。.
これらのアフリカの種の長い首の説明は10年までに進化生物学者の好きな例でした。チャールズ・ダーウィンが自然選択の理論を思いつく前に、フランスのナチュラリスト、ジャン＝バプティスト・ラマルクはすでに生物学的変化と進化の概念を誤っているにも関わらず管理していた。.
Lamarckにとって、これらの動物がアカシアの芽に達するために絶えず伸びていたので、キリンの首は伸びました。この行動は遺伝的な変化をもたらすだろう.
現代の進化論的生物学に照らして、キャラクターの使用と廃止は子孫に影響を及ぼさないと考えられています。長い首の適応は、この特徴のための突然変異を持った個人がより短い首を持つ彼らの同僚より多くの子孫を残したので起こらなければなりませんでした。.
直感的には、長い首はキリンが食物を手に入れるのを助けると考えることができます。しかし、これらの動物は通常低木で自分の食べ物を探します.
それでは、キリンの首の使い方は何ですか？?
1996年に、研究者SimmonsとScheepersはこのグループの社会的関係を研究して、キリンが彼らの首を得た方法の解釈に反論しました.
これらの生物学者のために、首は、男性が女性を得るために、そして高い地域で食物を得るために戦わないで使う「武器」として進化しました。さまざまな事実がこの仮説を支持している。男性の首は女性の首よりはるかに長く重い。.
適応は一見明白な意味を持っているが、我々は解釈に疑問を投げかけそして科学的方法を用いて全ての可能な仮説を検証しなければならないと結論づけることができる.
進化との違い
進化論と適応の両方の概念は矛盾しない。進化は自然淘汰のメカニズムを通して起こる可能性があり、これは適応を生み出します。適応を生み出す唯一のメカニズムは自然選択であることを強調する必要があります。.
遺伝子ドリフト（前のセクションで述べた）と呼ばれるもう1つのプロセスがあります。これは集団の進化につながる可能性がありますが、適応を生みません.
適応についての混乱
適応はそれらの使用のために正確に設計された特徴であるように思われるけれども、進化、そしてそれ故適応の概念は目標または意識的な目的を持っていない。彼らは進歩と同義ではありません.
浸食のプロセスが美しい山を作り出すことを意図していないのと同様に、進化は彼らの環境に完全に適応した生物を作り出すことを意図していない.
有機体は進化するように努力しない、従って自然な選択は彼が必要とするものを個人に与えない。例えば、環境変化のために強い霜に耐えなければならない一連のウサギを想像してください。動物が豊富なコートを必要としていても、それが出現して人口に広がることはありません.
対照的に、ウサギの遺伝物質におけるいくつかのランダム突然変異は、より豊富な毛皮を生成し、保因者により多くの子供を産ませることができる。これらの子供たちはおそらく彼らの父親の毛皮を継承しています。このように、豊富な毛皮はウサギ個体群の中でその頻度を増加させることができ、ウサギはそれを気づいていなかった.
さらに、選択は完全な構造を生成しません。彼らは次世代に移ることができるように「十分に」良いだけであるべきです.
参考文献
- Caviedes-Vidal、E.、McWhorter、T.J.、Lavin、S.R.、Chediack、J.G.、Tracy、C.R.＆Karasov、W.H.（2007）。飛んでいる脊椎動物の消化器系適応：高腸管傍細胞吸収はより小さな腸を補う. 国立科学アカデミー論文集, 104（48）、19132-19137.
- Freeman、S.、＆Herron、J. C.（2002）. 進化的分析. プレンティスホール.
- Futuyma、D. J.（2005）. 進化. シナウアー.
- Gould、S.J.、＆Vrba、E. S.（1982）。 Exaptation―形態科学における欠けている用語. 古生物学, 8（1）、4-15.
- Ｌ．、Ｓｈｅｄｌｏｃｋ、Ａ．Ｍ．、Ｍｅａｄｅ、Ａ．、Ｐａｇｅ、Ｍ．、＆Ｅｄｗａｒｄｓ、Ｓ。鳥類以外の恐竜における鳥類のゲノムサイズと構造の起源. 自然, 446（7132）、180.