العلاقة بين التكيف والبقاء التفاضلي للكائنات الحية - مادة الاحياء - 2025

في علم الأحياء التطوري ، الموضوع الرئيسي هو دراسة التكيفات. يمكن تعريف هذه من حيث العمليات أو الحالات. إذا اعتبرناها عملية ، فهي جزء من التغيير التطوري الذي تحركه آلية الانتقاء الطبيعي. في المقابل ، من حيث الحالة ، هي خاصية تم تشكيل حالتها الحالية عن طريق الانتقاء الطبيعي.

الانتقاء الطبيعي هو آلية تطورية ويعرف بأنه التكاثر التفاضلي للكائنات الحية. وبالتالي ، فإن بعض الكائنات الحية تتكاثر أكثر من غيرها بفضل امتلاك بعض السمات أو السمات التي تزيد من لياقتها.

المصدر: pixabay.com

تم تطوير هذه الأفكار الأساسية بواسطة تشارلز داروين في "أصل الأنواع". التطور هو الآلية الوحيدة المعروفة التي يمكن أن تؤدي إلى التكيفات.

أي أن هناك علاقة بين التكيف والنجاح الإنجابي التفاضلي لأفراد معينين يقدمون سمات تزيد من لياقتهم البدنية. عندما يحدث هذا الأخير في السكان ، فإنه يولد تكيفات.

التكيف والانتقاء الطبيعي و

في التطور ، هناك العديد من المفاهيم الأساسية مثل التكيف والانتقاء الطبيعي واللياقة البدنية. هناك مصطلحات مهمة أخرى (مثل الانجراف الجيني) ، ولكن لأغراض هذه المقالة سنركز اهتمامنا على هذه الثلاثة.

اللياقة هي قدرة الكائن الحي على البقاء والتكاثر ، تاركًا ذرية خصبة. هناك عدة طرق لتحديده ، وتتراوح المعلمة بين 0 و 1.

عندما تمنح سمة قابلة للوراثة بعض الأفراد ميزة من حيث اللياقة (مقارنة بأقرانهم الذين لا يمتلكونها) ، يحدث شيء لا مفر منه: هؤلاء الأفراد سوف يتكاثرون أكثر من غيرهم وسيزيدون تواترهم بين السكان. يُعرف هذا بالانتقاء الطبيعي.

غالبًا ما يكون مصطلح "الاختيار" مضللًا ، حيث لا يوجد اختيار واع من قبل بعض الأفراد في هذه العملية.

كعملية ، يتم تعريف التكيف على أنه تطور ناتج عن الانتقاء الطبيعي الذي يؤدي إلى تراكم التغييرات المواتية.

كشخصية ، التكيف هو سمة تطورت تدريجيًا وتؤدي دورًا بيولوجيًا محددًا. من حيث اللياقة ، كانت هذه السمة متفوقة عند مقارنتها بالحالات الأخرى للسمة في التاريخ التطوري للأنواع.

ما هو التكيف؟

النظرة الشائعة في علم الأحياء التطوري تسمى التكيف. وفقًا للمدافعين عن هذا المنظور ، يمكن اعتبار الغالبية العظمى من الخصائص الموجودة في الكائنات العضوية بمثابة تكيفات وحالتها هي الأمثل.

هناك علماء بارزون في فرع التطور يدعمون برنامج التكيف ، مثل جون ماينارد سميث أو ويليام هاميلتون ، من بين آخرين. أحد أكبر خصومه هو عالم الحفريات الشهير ستيفن جاي جولد وزميله ريتشارد ليونتين.

تتمثل إحدى عواقب التكيف في تقسيم الكائن الحي إلى مناطق غير متصلة ببعضها البعض ، وتقييم السمات بمعزل عن غيرها. يجادل خصومه بأن وجود سمة اليوم لا ينبغي دائمًا فهمه على أنه خاصية تكيفية.

هل كل الميزات تكيفات؟

عندما نقيم خصائص كائن عضوي ، لا يمكننا الاستنتاج بدون دليل على أن جميع ميزاته تتوافق مع التكيفات. هناك عمليات أخرى يمكن أن تشرح وجود بعض الميزات. لاحظ أن إحدى نتائج عدم تكيف السمة هي أنها ليست نتاجًا للانتقاء الطبيعي.

قد تكون السمة التي نلاحظها مجرد نتيجة لكيمياء أو فيزياء. على سبيل المثال ، لا أحد يعتقد أن اللون الأحمر الساطع للدم قابل للتكيف. إنه ببساطة نتيجة لهيكله - والذي ربما يكون متكيفًا ، لأنه يضمن نقل الأكسجين.

قد تكون أيضًا سمة تم إصلاحها عن طريق الانجراف الجيني ، وهي آلية تطورية ثانية. في الواقع ، نتيجة الانجراف هي التطور غير التكيفي ، حيث يوجد نجاح تناسلي تفاضلي ولكنه غير مرتبط بخاصية تزيد من لياقة الأفراد.

الاحتمال الآخر هو أن السمة التي نلاحظها ونعتقد أنها تكيفية مرتبطة بأخرى (على سبيل المثال ، الجينات قريبة من بعضها البعض على نفس الكروموسوم ، وبالتالي فإن احتمال إعادة التركيب منخفض) مما لو تم اختياره.

كيف نتحقق مما إذا كانت السمة تكيفية أم لا؟

في حال كان لدينا شك في أن السمة هي تكيف ، يجب أن نثبت ذلك بنفس الطريقة التي نثبت بها أي حقيقة أخرى في العلوم البيولوجية: باستخدام المنهج العلمي.

يجب أن نفكر في سلسلة من التجارب لمساعدتنا على التحقق مما إذا كانت السمة المعنية قابلة للتكيف. على سبيل المثال ، نشك في أن اللون الأبيض للدببة القطبية يخدم كتمويه.

على الرغم من أنه لن يكون عمليًا للغاية ، إلا أن أحد التصاميم التجريبية المحتملة سيكون رسم دب بني ، ورسم دب أبيض (سيكون هذا هو عنصر التحكم الإجرائي لضمان عدم تأثير الطلاء في حد ذاته في تجربتنا) ودب عادي.

في وقت لاحق سنقوم بتحديد ما إذا كان أي جانب من جوانب حياة الكائنات التجريبية قد تأثر. يجب علينا تطبيق هذا المنطق على أي اشتباه في التكيف ، وليس افتراض أن السمة تكيفية.

الاقتباس: وجهة نظر بديلة

في عام 1982 ، نشر الباحثان ستيفن جاي جولد وإليزابيث فربا مقالًا في مجلة Paleobiology لإضفاء الطابع الرسمي على مفهوم جديد في علم الأحياء: exaptation.

بالنسبة إلى المؤلفين ، يعتبر الانتقام مصطلحًا ضروريًا في علم الأحياء التطوري لوصف الخصائص التي شكلها الانتقاء الطبيعي والتي تؤدي حاليًا وظيفة مختلفة.

أمثلة على exaptations

يمكننا استخدام أنفنا كمثال. من المحتمل جدًا أن تكون الخصائص الحالية لهذا الامتداد الغضروفي مرتبطة بفوائد التنفس. ومع ذلك ، فإننا نستخدم هذا الهيكل لدعم نظاراتنا.

بعبارة أخرى ، الانتقاء الطبيعي لا يفضل الأفراد ذوي الأنوف الحالية لأنه يفضل استخدام النظارات.

باستقراء هذا المثال لحالة بيولوجية أكثر تحديدًا ، لدينا إبهام الباندا - مثال غولد الشهير. يعتمد النظام الغذائي للباندا على الخيزران فقط ، لذا فإن التعامل الصحيح معه أمر بالغ الأهمية لحياة الحيوان. يستخدم الباندا الإبهام "السادس" لهذا الغرض.

ومع ذلك ، فإن الإبهام ليس إصبعًا حقيقيًا ، بل هو امتداد لعظمة صغيرة تنتمي في الأصل إلى الرسغ ، تسمى الشعاعي السمسمي.

في التطور التطوري ، كان من المفيد لبعض الأفراد أن يكون لديهم سمسمي شعاعي ممدود ، مشابه للإصبع ، لأنه ربما يحسن التعامل مع العنصر الغذائي الوحيد لديهم.

المراجع

1. جولد ، إس جيه ، وليونتين ، آر سي (1979). روافع سان ماركو ونموذج بانجلوسيان: نقد لبرنامج التكيف. وقائع الجمعية الملكية في لندن. السلسلة B. العلوم البيولوجية، 205 (1161) ، 581-598.
2. غولد ، إس جيه ، وفربا ، إس (1982). Exaptation - مصطلح مفقود في علم الشكل. علم الأحياء القديمة ، 8 (1) ، 4-15.
3. هيكمان ، سي بي ، روبرتس ، إل إس ، لارسون ، إيه ، أوبر ، دبليو سي ، وجاريسون سي (2001). المبادئ المتكاملة لعلم الحيوان. ماكجرو - هيل.
4. كاردونج ، ك.ف. (2006). الفقاريات: التشريح المقارن ، الوظيفة ، التطور. ماكجرو هيل.
5. كليمان ، RM (2016). موسوعة علم الأحياء التطوري. الصحافة الأكاديمية.
6. لوسوس ، جي بي (2013). دليل برينستون للتطور. مطبعة جامعة برينستون.
7. نيلسن ، ر. (2009). Adaptionism - 30 عامًا بعد Gould و Lewontin. التطور: المجلة الدولية للتطور العضوي ، 63 (10) ، 2487-2490.
8. رايس ، سا (2009). موسوعة التطور. نشر Infobase.
9. ستار ، سي ، إيفرز ، سي ، وستار ، إل (2010). علم الأحياء: مفاهيم وتطبيقات بدون علم وظائف الأعضاء. سينجاج ليرنينج.