BIYOLOJIK ADAPTASYON: ÖZELLIKLER, TÜRLER, ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Bir biyolojik uyum , bu özellik yoktur tamamlayıcılarının göre, hayatta kalma ve üreme kapasitesini arttıran bir organizmada bir karakteristik mevcuttur. Uyum sağlamaya götüren tek süreç doğal seçilimdir.

Canlı organizmaların farklı soylarına bakmayı bırakırsak, bunların bir dizi karmaşık uyarlamayla dolu olduğunu görürüz. Kelebeklerin taklidinden kanatlarının uçuşa izin veren karmaşık yapısına.

Kaynak: Punnett, Reginald Crundall, Wikimedia Commons aracılığıyla

Bazı organizmalarda gözlemlediğimiz tüm özellikler veya özellikler hemen adaptasyon olarak etiketlenemez. Bazıları kimyasal veya fiziksel sonuçlar olabilir, genetik sürüklenmenin veya genetik otostop adı verilen bir olayın ürettiği özellikler olabilir.

Organizmaların özellikleri, gerçekten adaptasyon olup olmadıklarını ve geçici işlevlerinin ne olduğunu doğrulamak için bilimsel yöntem uygulanarak incelenebilir.

Bunu yapmak için, potansiyel kullanıma ilişkin hipotezler önerilmeli ve uygun bir deneysel tasarımla test edilmelidir - ya bireyi manipüle ederek ya da basit gözlemle.

Uyarlamalar genellikle mükemmel görünse ve hatta "tasarlanmış" olsa da, öyle değildir. Uyarlamalar bilinçli bir sürecin sonucu değildi çünkü evrimin ne bir sonu ne de bir amacı vardır ve organizmaları mükemmelleştirmeye de çalışmamaktadır.

karakteristikleri

Adaya bağlı olarak, farklı bir ispinoz türü gelişti.

Uyum, bir bireyin zindeliğini artıran bir özelliktir. Evrimsel biyolojide, uygunluk veya biyolojik uygunluk terimi, bir organizmanın yavru bırakma yeteneğini ifade eder. Belirli bir birey, partnerinden daha fazla yavru bırakırsa, onun daha fazla kondisyona sahip olduğu söylenir.

En uygun kişi ne en güçlü, ne en hızlı ne de en büyüğüdür. Hayatta kalan, bir eş bulan ve çoğalandır.

Bazı yazarlar, adaptasyon tanımlarına sıklıkla başka unsurlar eklerler. Soyun tarihini hesaba katarsak, adaptasyonu belirli bir seçici ajana yanıt olarak gelişen türetilmiş bir özellik olarak tanımlayabiliriz. Bu tanım, karakterin belirli bir varyant için uygunluk üzerindeki etkilerini karşılaştırır.

Adaptasyon türleri

Genetik değişikliklerin nasıl ifade edildiğine dayanan üç temel adaptasyon türü yapısal, fizyolojik ve davranışsal ayarlamalardır. Bu türlerin her birinde farklı işlemler gerçekleştirilir. Çoğu organizmada üçünün de kombinasyonu bulunur.

Morfolojik ve yapısal

Bu uyarlamalar, taklit ve kriptik renklendirme dahil olmak üzere anatomik olabilir.

Taklit, bazı organizmaların diğer daha agresif ve tehlikeli olanların özelliklerini onları uzaklaştırmak için taklit etme yeteneğine sahip oldukları dışsal benzerliği ifade eder.

Örneğin mercan yılanları zehirlidir. Karakteristik parlak renkleri ile tanınabilirler. Öte yandan, kraliçe dağ yılanları zararsızdır, ancak renkleri onları bir mercan resifi gibi gösterir.

Bir organizmanın görünümü, geliştiği ortama bağlı olarak yapısal uyarlamalarla modellenir. Örneğin, çöl tilkilerinin ısı yayımı için büyük kulakları vardır ve kutup tilkilerinin vücut ısısını korumak için küçük kulakları vardır.

Kürklerinin pigmentasyonu sayesinde beyaz kutup ayıları, ormanın benekli gölgesinde buz kütlelerinde ve benekli jaguarlarda kendilerini kamufle ediyorlar.

Bitkiler de bu değişikliklerden muzdariptir. Ağaçlar, onları orman yangınlarından korumak için mantar kabuğuna sahip olabilir.

Yapısal değişiklikler, diz ekleminden büyük uçuş kaslarının varlığına ve yırtıcı kuşlar için keskin görüşe kadar organizmaları farklı seviyelerde etkiler.

Fizyolojik ve işlevsel

Bu tür adaptasyonlar, organların veya dokuların değiştirilmesini içerir. Çevrede meydana gelen bir sorunu çözmek için organizmanın işleyişinde bir değişikliktir.

Vücut kimyası ve metabolizmasına bağlı olarak, fizyolojik adaptasyonlar genellikle gözle görülür şekilde gösterilmez.

Bu tür bir adaptasyonun açık bir örneği hazırda bekletmedir. Bu, kışın birçok sıcakkanlı hayvanın yaşadığı uykulu veya uyuşuk bir durumdur. Hazırda bekletme döneminde meydana gelen fizyolojik değişiklikler türe bağlı olarak çok farklıdır.

Fizyolojik ve işlevsel bir adaptasyon, örneğin develer gibi çöl hayvanları için daha verimli böbrekler, sivrisinek tükürüğünde kanın pıhtılaşmasını önleyen bileşikler veya bitki yapraklarındaki toksinlerin onları uzaklaştırması olabilir. otobur.

Metabolik yolları izleyen kan, idrar ve diğer vücut sıvılarının içeriğini ölçen laboratuvar çalışmaları veya bir organizmanın dokularının mikroskobik çalışmaları, fizyolojik adaptasyonları belirlemek için genellikle gereklidir.

Sonuçları karşılaştırmak için ortak bir ata veya yakın akraba tür olmadığında onları tespit etmek bazen zordur.

Etolojik veya davranışsal

Bu adaptasyonlar, canlı organizmaların üreme veya yiyecek sağlama, avcılara karşı kendilerini savunma veya çevre koşulları uygun olmadığında habitatları değiştirme gibi çeşitli nedenlerden dolayı hareket etme şeklini etkiler.

Davranışsal adaptasyonlar arasında, hayvanların doğal üreme alanlarından diğer habitatlara periyodik ve kitlesel olarak hareket etmesini ifade eden göçü buluyoruz.

Bu yer değiştirme, üreme mevsiminden önce ve sonra gerçekleşir. Bu süreçle ilgili ilginç olan şey, kelebekler, balıklar ve kelebeklerde olduğu gibi anatomik ve fizyolojik olabilecek başka değişikliklerin gelişmesidir.

Değiştirilebilecek bir diğer davranış, kur yapma veya kur yapma. Çeşitleri inanılmaz derecede karmaşık olabilir. Hayvanların amacı, bir eş elde etmek ve onu çiftleşmeye yönlendirmektir.

Çiftleşme döneminde çoğu türün ritüel olarak kabul edilen farklı davranışları vardır. Bunlar, sergileme, ses çıkarma veya hediyeler sunmayı içerir.

Böylelikle ayıların soğuktan kaçmak için kış uykusuna yattığını, kuşların ve balinaların kış mevsiminde daha sıcak iklimlere göç ettiğini, sıcak yaz aylarında ise çöl hayvanlarının gece aktif olduğunu gözlemleyebiliriz. Bu örnekler, hayvanların hayatta kalmasına yardımcı olan davranışlardır.

Çoğu zaman davranışsal adaptasyonlar, onları gün ışığına çıkarmak için sahadan ve laboratuvardan dikkatli bir çalışma gerektirir. Genellikle fizyolojik mekanizmaları içerirler.

Bu tür adaptasyonlar insanlarda da görülmektedir. Bunlar kültürel uyarlamaları davranışsal uyarlamaların bir alt kümesi olarak kullanır. Örneğin, belirli bir çevrede yaşayan insanlar, belirli bir iklimle başa çıkmak için ihtiyaç duydukları yiyecekleri değiştirmenin yollarını öğrendiklerinde.

Tüm özellik uyarlamaları mı?

Herhangi bir canlıyı gözlemlerken, açıklama gerektiren özelliklerle dolu olduğunu fark edeceğiz. Bir kuş düşünün: kuş tüyünün rengi, şarkı, bacakların ve gaganın şekli, karmaşık kur dansları, hepimiz bunların uyumsal özellikleri olduğunu düşünebilir miyiz?

Hayır. Doğal dünyanın adaptasyonlarla dolu olduğu doğru olsa da, gözlemlediğimiz özelliğin bunlardan biri olduğu sonucunu hemen çıkarmamalıyız. Bir özellik, esas olarak aşağıdaki nedenlerle mevcut olabilir:

Kimyasal veya fiziksel bir sonuç olabilirler

Birçok özellik basitçe kimyasal veya fiziksel bir olayın sonucudur. Memelilerde kanın rengi kırmızıdır ve hiç kimse kırmızı rengin kendisinin bir adaptasyon olduğunu düşünmez.

Kan, bileşimi nedeniyle kırmızıdır: kırmızı kan hücreleri, hemoglobin adı verilen oksijeni taşımaktan sorumlu bir proteini depolar - bu, söz konusu sıvının karakteristik rengine neden olur.

Gen kaymasının bir sonucu olabilir

Sürüklenme, alel frekanslarında değişiklikler üreten ve belirli alellerin stokastik bir şekilde sabitlenmesine veya ortadan kaldırılmasına yol açan rastgele bir süreçtir. Bu özellikler herhangi bir avantaj sağlamaz ve bireyin zindeliğini artırmaz.

Bir beyaz ayı ve aynı türden siyah ayı popülasyonumuz olduğunu varsayalım. Bir noktada, çalışma popülasyonu çevresel bir felaket nedeniyle organizma sayısında bir düşüş yaşıyor ve çoğu beyaz birey tesadüfen ölüyor.

Zaman geçtikçe, siyah kürkü kodlayan alelin sabitlenmesi ve tüm popülasyonun siyah bireylerden oluşması ihtimali yüksek.

Ancak bu bir adaptasyon değildir çünkü ona sahip olan kişiye herhangi bir avantaj sağlamaz. Gen sürüklenme süreçlerinin adaptasyonların oluşumuna yol açmadığını unutmayın, bu yalnızca doğal seçilim mekanizması aracılığıyla gerçekleşir.

Başka bir özellik ile ilişkilendirilebilir

Genlerimiz yan yanadır ve rekombinasyon adı verilen bir süreçte farklı şekillerde birleşebilirler. Bazı durumlarda, genler birbirine bağlanır ve miras alınır.

Bu durumu örneklemek için varsayımsal bir durum kullanacağız: mavi gözleri kodlayan genler sarı saç için olanlarla bağlantılıdır. Mantıksal olarak basitleştirmedir, yapıların renklendirilmesinde muhtemelen başka faktörler de vardır, ancak biz bunu didaktik bir örnek olarak kullanıyoruz.

Varsayımsal organizmamızın sarı saçlarının ona bir avantaj sağladığını varsayalım: kamuflaj, radyasyona karşı korunma, soğuğa karşı vb. Sarı saçlı bireyler, bu özelliğe sahip olmayan akranlarından daha fazla çocuk sahibi olacaklardır.

Sarı saça ek olarak yavruların mavi gözleri olacaktır çünkü genler birbirine bağlıdır. Nesiller boyunca, herhangi bir adaptif avantaj sağlamasa da mavi gözlerin frekansının arttığını gözlemleyebiliriz. Bu fenomen literatürde "genetik otostop" olarak bilinir.

Filogenetik tarihin bir sonucu olabilir

Bazı karakterler filogenetik tarihin bir sonucu olabilir. Memelilerde kafatasının dikişleri doğum sürecine katkıda bulunur ve bunu kolaylaştırır ve buna bir adaptasyon olarak yorumlanabilir. Bununla birlikte, özellik diğer soylarda temsilidir ve atalardan kalma bir özelliktir.

Ön uyarlamalar ve sınavlar

Yıllar içinde evrim biyologları, "ön adaptasyon" ve "eksaptasyon" gibi yeni kavramlar da dahil olmak üzere organizmanın özelliklerine ilişkin terminolojiyi zenginleştirdiler.

Futuyma'ya (2005) göre, ön adaptasyon “tesadüfen yeni bir işleve hizmet eden bir özelliktir”.

Örneğin, bazı kuşların güçlü gagaları belirli bir tür yiyecek tüketecek şekilde seçilmiş olabilir. Ancak uygun durumlarda, bu yapı aynı zamanda koyunlara saldırmak için bir adaptasyon işlevi görebilir. İşlevdeki bu ani değişiklik, ön adaptasyondur.

1982'de Gould ve Vrba, yeni bir kullanım için ortaklaşa kullanılan bir ön uyarlamayı tanımlamak için "ekstaptasyon" kavramını tanıttı.

Örneğin yüzen kuşların tüyleri, yüzmenin seçici baskısı altında doğal seleksiyonla şekillenmemiş, ancak tesadüfen bu amaca hizmet etmişlerdir.

Bu sürece bir benzetme olarak burnumuz var, her ne kadar nefes alma sürecinde bir avantaj kattığı için kesinlikle seçilmiş olsa da şimdi gözlüklerimizi tutmak için kullanıyoruz.

En ünlü exaptation örneği, pandanın parmağıdır. Bu türler özellikle bambu ile beslenir ve onu işlemek için diğer yapıların büyümesinden elde edilen "altıncı parmağı" kullanırlar.

Uyarlama örnekleri

Omurgalılarda uçuş

Kuşlar, yarasalar ve şimdi soyu tükenmiş olan pterozorlar yakınsama hareket etme araçlarını elde ettiler: uçuş. Bu hayvanların morfolojisi ve fizyolojisinin çeşitli yönleri, uçma kabiliyetini artıran veya destekleyen adaptasyonlar gibi görünmektedir.

Kemiklerin, onları hafif, ancak dirençli yapılar yapan boşlukları vardır. Bu konformasyon, pnömatik kemikler olarak bilinir. Günümüzün uçan soylarında - kuşlar ve yarasalar - sindirim sistemi de belirli özelliklere sahiptir.

Bağırsaklar, muhtemelen uçuş sırasında ağırlığı azaltmak için benzer boyuttaki uçamayan hayvanlara kıyasla çok daha kısadır. Bu nedenle, besin emilim yüzeyindeki azalma, hücresel absorpsiyon yollarında bir artış seçti.

Kuşlardaki adaptasyonlar moleküler seviyelere iner. Uçuş için bir adaptasyon olarak genomun boyutunun küçültülmesi, büyük bir genoma ve dolayısıyla büyük hücrelere sahip olmanın metabolik maliyetleri düşürdüğü öne sürülmüştür.

Yarasalarda ekolokasyon

Kaynak: Shung, Wikimedia Commons'tan

Yarasalarda, hareket ederken kendilerini uzamsal olarak yönlendirmelerine izin veren belirli bir adaptasyon vardır: ekolokasyon.

Bu sistem, nesnelerden seken ve yarasanın bunları algılayıp tercüme edebildiği seslerin (insanlar bunları algılayamazlar) yayılmasından oluşur. Aynı şekilde, belirli türlerin kulaklarının morfolojisi, dalgaları etkili bir şekilde alabilmek için bir adaptasyon olarak kabul edilir.

Zürafaların uzun boynu

Kaynak: John Storr, Wikimedia Commons'tan

Zürafaların alışılmadık bir morfolojiye sahip olduğundan hiç kimse şüphe etmez: küçük bir başı destekleyen uzun bir boyun ve ağırlıklarını destekleyen uzun bacaklar. Bu tasarım, bir havuzdan su içmek gibi hayvanın hayatındaki farklı faaliyetleri zorlaştırır.

Bu Afrika türlerinin uzun boyunlarının açıklaması, onlarca yıldır evrim biyologlarının en sevdiği örnek olmuştur. Charles Darwin, doğal seleksiyon teorisini tasarlamadan önce, Fransız doğa bilimci Jean-Baptiste Lamarck - hatalı da olsa - değişim ve biyolojik evrim kavramını zaten kullanıyordu.

Lamarck için zürafaların boynu uzamıştı çünkü bu hayvanlar akasya tomurcuklarına ulaşmak için sürekli olarak geriyorlardı. Bu eylem, kalıtsal bir değişime dönüşecektir.

Modern evrimsel biyolojinin ışığında, karakterlerin kullanımı ve kullanılmamasının yavrular üzerinde hiçbir etkisi olmadığı düşünülmektedir. Uzun boynun adaptasyonu, söz konusu özellikler için mutasyon taşıyan bireyler, daha kısa boyunlu akranlarına göre daha fazla yavru bıraktıkları için ortaya çıkmış olmalıdır.

Sezgisel olarak, uzun boynun zürafaların yiyecek bulmasına yardımcı olduğunu varsayabiliriz. Bununla birlikte, bu hayvanlar genellikle alçak çalılarda yiyecek ararlar.

Peki zürafa boynu ne için?

1996'da araştırmacılar Simmons ve Scheepers, bu grubun sosyal ilişkilerini incelediler ve zürafaların boyunlarını nasıl aldığının yorumunu çürüttüler.

Bu biyologlar için boyun, erkeklerin dövüşte kadınları elde etmek için kullandıkları ve yüksek alanlarda yiyecek almamak için kullandıkları bir "silah" olarak gelişti. Bu hipotezi çeşitli gerçekler desteklemektedir: Erkeklerin boyunları kadınlarınkinden çok daha uzun ve daha ağırdır.

Bir uyarlamanın açıkça açık bir anlamı olsa bile, yorumları sorgulamamız ve bilimsel yöntemi kullanarak tüm olası hipotezleri test etmemiz gerektiği sonucuna varabiliriz.

Evrimle farklılıklar

Her iki kavram, evrim ve adaptasyon çelişkili değildir. Evrim, doğal seleksiyon mekanizmasıyla gerçekleşebilir ve bu da adaptasyonlar yaratır. Uyum sağlayan tek mekanizmanın doğal seçilim olduğunu vurgulamak gerekir.

Bir popülasyonun evrimine yol açabilen ancak adaptasyon üretmeyen gen sürüklenmesi (önceki bölümde bahsedilmiştir) adı verilen başka bir süreç daha vardır.

Uyarlamalarla ilgili kafa karışıklıkları

Uyarlamalar tam olarak kullanımları, gelişimleri ve dolayısıyla uyarlama kavramları için tasarlanmış özellikler gibi görünse de, bir amacı veya bilinçli bir amacı yoktur. İlerleme ile eşanlamlı da değiller.

Nasıl ki erozyon süreci güzel dağlar yaratmayı amaçlamıyorsa, evrim de çevrelerine mükemmel bir şekilde adapte olmuş organizmalar yaratmayı amaçlamaz.

Organizmalar evrimleşmeye çalışmaz, bu nedenle doğal seçilim bir bireye ihtiyacı olanı vermez. Örneğin, çevresel değişiklikler nedeniyle şiddetli bir dona dayanması gereken bir dizi tavşanı hayal edelim. Hayvanların bol kürke olan ihtiyacı, kürkün popülasyonda görünmesine ve yayılmasına neden olmayacaktır.

Buna karşılık, tavşanın genetik materyalindeki bazı rastgele mutasyonlar, daha bol bir kürk oluşturarak taşıyıcısının daha fazla çocuğu olmasını sağlayabilir. Bu çocuklar muhtemelen babalarının kürkünü miras alırlar. Böylece, bol kürk, tavşan popülasyonundaki sıklığını artırabilir ve tavşan hiçbir zaman bunun farkında olmamıştır.

Ayrıca seçim, mükemmel yapılar üretmez. Gelecek nesile geçebilmeleri için yeterince "iyi" olmaları gerekiyor.

Referanslar

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, TJ, Lavin, SR, Chediack, JG, Tracy, CR ve Karasov, WH (2007). Uçan omurgalıların sindirime adaptasyonu: yüksek bağırsakta paraselüler absorpsiyon, daha küçük bağırsakları telafi eder. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 104 (48), 19132-19137.
2. Freeman, S. ve Herron, JC (2002). Evrimsel analiz. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evrim. Sinauer.
4. Gould, SJ ve Vrba, ES (1982). Exaptation - biçim biliminde eksik bir terim. Paleobiyoloji, 8 (1), 4-15.
5. Organ, CL, Shedlock, AM, Meade, A., Pagel, M. ve Edwards, SV (2007). Kuş olmayan dinozorlarda kuş genom boyutu ve yapısının kökeni. Doğa, 446 (7132), 180.