קשר בין הסתגלות להישרדות דיפרנציאלית של יצורים חיים - ביולוגיה - 2025

בביולוגיה אבולוציונית נושא מרכזי הוא חקר ההתאמות . ניתן להגדיר את זה מבחינת תהליכים או מצבים. אם אנו רואים זאת כתהליך, זהו החלק של השינוי האבולוציוני המונע על ידי מנגנון הברירה הטבעית. לעומת זאת, מבחינת מצב זה מאפיין שמצבו הנוכחי עוצב על ידי הברירה הטבעית.

הברירה הטבעית היא מנגנון אבולוציוני ומוגדרת כהתרבות דיפרנציאלית של יצורים חיים. לפיכך, יש אורגניזמים המתרבים יותר מאחרים בזכות החזקת תכונה או אופי כלשהם המגבירים את כושרם.

מקור: pixabay.com

רעיונות עקרוניים אלה פותחו על ידי צ'רלס דארווין בסרט "מקור המינים". האבולוציה היא המנגנון הידוע היחיד שיכול להוביל להתאמות.

כלומר, יש קשר בין הסתגלות להצלחת הרבייה הדיפרנציאלית של אנשים מסוימים המציגים תכונות המגבירות את הכושר שלהם. כאשר האחרון מתרחש באוכלוסיות, הוא מייצר התאמות.

עיבודים, בחירה טבעית

באבולוציה ישנם כמה מושגי ליבה כמו הסתגלות, בחירה טבעית, וכושר. ישנם מונחים חשובים נוספים (כגון היסחפות גנים), אך לצורך מאמר זה אנו ממקד את תשומת ליבנו בשלושה אלה.

כושר הוא היכולת של אורגניזם לשרוד ולהתרבות ולהשאיר צאצאים פוריים. ישנן מספר דרכים לכמת אותו, והפרמטר משתנה בין 0 ל -1.

כאשר תכונה שעובדת בתורשה מעניקה לאנשים מסוימים יתרון מבחינת הכושר (לעומת בני גילם שאינם מחזיקים בה), קורה דבר בלתי נמנע: אנשים אלה יתפלסו יותר מאחרים ויגדילו את תדירותם באוכלוסייה. זה ידוע כבחירה טבעית.

המונח 'סלקציה' לרוב מטעה, מכיוון שאין בחירה מודעת של חלק מהאנשים בתהליך.

כתהליך, הסתגלות מוגדרת כאבולוציה הנגרמת על ידי בחירה טבעית המביאה להצטברות של שינויים חיוביים.

כדמות, הסתגלות היא תכונה שהתפתחה בהדרגה וממלאת תפקיד ביולוגי ספציפי. מבחינת הכושר, תכונה זו הייתה עדיפה בהשוואה למצבים אחרים של התכונה בהיסטוריה האבולוציונית של המין.

מהי אדפטציה?

השקפה פופולרית בביולוגיה אבולוציונית נקראת אדפטציה. לטענת מגיני נקודת המבט הזו, הרוב המכריע של המאפיינים הקיימים ביצורים אורגניים יכול להיחשב כהסתגלות ומצבם הוא אופטימלי.

ישנם מדענים בולטים בענף האבולוציה התומכים בתוכנית ההסתגלות, כמו ג'ון מיינארד סמית 'או ויליאם המילטון, בין היתר. אחד המתנגדים הגדולים ביותר שלו הוא הפליאונטולוג הנודע סטיבן ג'יי גולד ועמיתו ריצ'רד לבונטין.

אחת ההשלכות של הסתגלות היא חלוקת האורגניזם לאזורים שאינם קשורים זה לזה, הערכת התכונות בבידוד. מתנגדיו טוענים כי לא תמיד יש להבין את קיומה של תכונה כמאפיין אדפטיבי.

האם כל ההתאמות של התכונות?

כאשר אנו מעריכים את המאפיינים של יצור אורגני, איננו יכולים להסיק ללא הוכחה כי כל התכונות שלו מתאימות להתאמות. ישנם תהליכים אחרים שיכולים להסביר את הנוכחות של כמה תכונות. שים לב שאחת ההשלכות של תכונה שאינה מסתגלת היא שהיא אינה תוצר של הברירה הטבעית.

יכול להיות שהמאפיין שאנחנו רואים הוא פשוט תוצאה של הכימיה או הפיזיקה שלו. לדוגמה, איש לא היה חושב שהצבע האדום הבהיר האופייני לדם הוא אדפטיבי. זה פשוט תוצאה של המבנה שלו - שהוא ככל הנראה אדפטיבי, מכיוון שהוא מבטיח הובלת חמצן.

זה יכול להיות גם תכונה שתוקנה על ידי סחף גנים, מנגנון אבולוציוני שני. למעשה, התוצאה של סחף היא אבולוציה לא מסתגלת, מכיוון שיש הצלחה רבייה מבדלת אך לא קשורה למאפיין המגביר את הכושר של הפרטים.

אפשרות נוספת היא שהמאפיין שאנו צופים וחושבים שהוא אדפטיבי קשור לאחר (לדוגמה, גנים קרובים זה לזה על אותו כרומוזום, כך שההסתברות לרקומבינציה נמוכה) מאשר אם הוא נבחר.

כיצד נבדוק אם תכונה היא אדפטיבית או לא?

במקרה שאנו חושדים שתכונה היא התאמה, עלינו לבחון אותה באותה דרך בה היינו בוחנים עובדה אחרת במדעי הביולוגיה: בשיטה המדעית.

עלינו לשקול סדרת ניסויים שיעזרו לנו לבדוק אם התכונה המדוברת היא אדפטיבית. לדוגמא, אנו חושדים שהצבע הלבן של דובי הקוטב משמש כהסוואה.

למרות שזה לא יהיה מעשי במיוחד, אחד העיצובים הניסויים האפשריים יהיה לצבוע דוב חום, לצבוע דוב לבן (זו תהיה השליטה הפרוצדוראלית כדי להבטיח שלצבע כשלעצמו אין השפעה בניסוי שלנו) ודוב נוֹרמָלִי.

בהמשך היינו מכמתים אם היבט כלשהו בחיים של האורגניזמים הניסויים מושפע. עלינו להחיל הנמקה זו על כל חשד להתאמות, ולא בהנחה שהתכונה היא אדפטיבית.

מוציא: מבט אלטרנטיבי

בשנת 1982 פרסמו החוקרים סטיבן ג'יי גולד ואליזבת ורבה מאמר בכתב העת Paleobiology שמסדירים מושג חדש בביולוגיה: מוצא.

עבור הכותבים, הוצאת הכחדה היא מונח הכרחי בביולוגיה אבולוציונית כדי לתאר מאפיינים שעוצבו על ידי הברירה הטבעית וכעת מבצעים תפקיד אחר.

דוגמאות ליציאות

אנו יכולים להשתמש באף שלנו כדוגמה. סביר מאוד להניח שהמאפיינים הנוכחיים של התארכות סחוסית זו קשורים ליתרונות הנשימה. עם זאת, אנו משתמשים במבנה זה כדי לתמוך במשקפיים שלנו.

כלומר הברירה הטבעית לא העדיפה אנשים עם האף הנוכחי מכיוון שהיא העדיפה את השימוש במשקפיים.

אם אנו מחליפים דוגמא זו למצב ביולוגי ספציפי יותר, יש לנו אגודל הפנדה - הדוגמא המפורסמת של גולד. הדיאטה של ​​הפנדות מבוססת אך ורק על במבוק, ולכן הטיפול הנכון שלה הוא קריטי לחיי בעל החיים. הפנדה משתמשת באגודל "שישי" למטרה זו.

עם זאת, האגודל אינו אצבע אמיתית, זהו שלוחה של עצם קטנה ששייכה במקור לפרק כף היד, הנקראת הססמואיד הרדיאלי.

בהתפתחות האבולוציונית, היה זה יתרון עבור אנשים מסוימים שיש ססמואיד רדיאלי מוארך, בדומה לאצבע, מכיוון שהוא ככל הנראה שיפר את הטיפול בפריט המזון היחיד שלהם.

הפניות

1. Gould, SJ, & Lewontin, RC (1979). הסוודרים של סן מרקו והפרדיגמה הפנגלוסית: ביקורת על התוכנית העיבודית. הליכי החברה המלכותית של לונדון. סדרה ב. מדעים ביולוגיים, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ, and Vrba, ES (1982). מוצא - מונח חסר במדע הצורה. פליאוביולוגיה, 8 (1), 4-15.
3. היקמן, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). עקרונות משולבים של זואולוגיה. מקגרו - היל.
4. קרדונג, KV (2006). חוליות חוליות: אנטומיה השוואתית, תפקוד, אבולוציה. מקגרו-היל.
5. Kliman, RM (2016). אנציקלופדיה של ביולוגיה אבולוציונית. עיתונות אקדמית.
6. Losos, JB (2013). מדריך פרינסטון לאבולוציה. הוצאת אוניברסיטת פרינסטון.
7. Nielsen, R. (2009). הסתגלות - 30 שנה אחרי גולד ולבונטין. אבולוציה: כתב העת הבינלאומי להתפתחות אורגנית, 63 (10), 2487-2490.
8. רייס, ס.א. (2009). אנציקלופדיה של אבולוציה. הוצאת אינפובייס.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). ביולוגיה: מושגים ויישומים ללא פיזיולוגיה. לימוד Cengage.