PAGBAGAY SA BIYOLOHIKAL: MGA KATANGIAN, URI, HALIMBAWA - BIOLOGY - 2025

Ang isang biological adaptation ay isang katangian na naroroon sa isang organismo na nagpapataas ng kapasidad nito para mabuhay at muling magparami, na may kaugnayan sa mga kasama nito na walang ganitong ugali. Ang tanging proseso na humahantong sa mga pagbagay ay natural na pagpili.

Kung titigil tayo upang tingnan ang iba't ibang mga lahi ng mga nabubuhay na organismo, malalaman natin na sila ay puno ng isang serye ng mga komplikadong pagbagay. Mula sa mimicry ng mga butterflies hanggang sa kumplikadong istraktura ng kanilang mga pakpak na nagbibigay daan sa paglipad.

Pinagmulan: Ni Punnett, Reginald Crundall, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Hindi lahat ng mga katangian o ugali na naobserbahan natin sa ilang mga organismo ay maaaring agad na maparkahan bilang pagbagay. Ang ilan ay maaaring kemikal o pisikal na mga kahihinatnan, maaaring sila ay mga katangian na ginawa ng genetic naaanod o sa pamamagitan ng isang kaganapan na tinatawag na genetic hitchhiking.

Ang mga katangian ng mga organismo ay maaaring pag-aralan sa pamamagitan ng pag-apply ng pang-agham na pamamaraan upang mapatunayan kung sila ay tunay na pagbagay at kung ano ang kanilang pansamantalang paggana.

Upang gawin ito, ang mga hypotheses tungkol sa potensyal na paggamit ay dapat na iminungkahi at masuri sa isang angkop na disenyo ng pang-eksperimento - alinman sa pamamagitan ng pagmamanipula sa indibidwal o sa pamamagitan ng simpleng pagmamasid.

Bagaman ang mga pagbagay ay madalas na perpekto at kahit na "dinisenyo", hindi sila. Ang mga pagbagay ay hindi bunga ng isang malay-tao na proseso dahil ang ebolusyon ay walang katapusan o isang layunin, at hindi rin ito hinahangad sa perpektong mga organismo.

katangian

Depende sa isla, isang iba't ibang mga species ng finch ang nagbago.

Ang pagbagay ay isang katangian na nagpapataas ng fitness ng isang indibidwal. Sa evolutionary biology, ang salitang fitness o biological fitness ay tumutukoy sa kakayahan ng isang organismo na mag-iwan ng mga anak. Kung ang isang tiyak na indibidwal ay nag-iiwan ng higit na mga supling kaysa sa isang kasosyo, sinasabing mayroon siyang mas malaking fitness.

Ang pinaka-akma na indibidwal ay hindi ang pinakamalakas, o ang pinakamabilis, o ang pinakahusay. Ito ang isa na nakaligtas, nakakahanap ng asawa at magparami.

Ang ilang mga may-akda ay madalas na nagdaragdag ng iba pang mga elemento sa kanilang mga kahulugan ng pagbagay. Kung isasaalang-alang natin ang kasaysayan ng lahi, maaari naming tukuyin ang pagbagay bilang isang nagmula na ugali na umusbong bilang tugon sa isang tiyak na ahente ng pumipili. Inihahambing ng kahulugan na ito ang mga epekto ng pagkatao sa fitness para sa isang tiyak na variant.

Mga uri ng pagbagay

Ang tatlong pangunahing uri ng mga pagbagay, batay sa kung paano ipinahayag ang mga pagbabagong genetic, ay mga pagsasaayos ng istruktura, pisyolohikal, at pag-uugali. Sa loob ng bawat isa sa mga ganitong uri, isinasagawa ang iba't ibang mga proseso. Karamihan sa mga organismo ay may mga kumbinasyon ng lahat ng tatlo.

Morpologikal at istruktura

Ang mga pagbagay na ito ay maaaring maging anatomical, kabilang ang paggaya at pagkukulam na kulay.

Sa kabilang banda, ang mimicry ay tumutukoy sa panlabas na pagkakapareho na ang ilang mga organismo ay may kakayahang umunlad upang tularan ang mga katangian ng iba pang mas agresibo at mapanganib na mga bagay upang itaboy sila.

Halimbawa, ang mga ahas ng koral ay nakakalason. Maaari silang makilala sa pamamagitan ng kanilang katangian na maliwanag na kulay. Sa kabilang banda, ang mga reyna ng bundok ng reyna ay hindi nakakapinsala, gayon pa man ang kanilang mga kulay ay nagmumukha silang parang coral reef.

Ang hitsura ng isang organismo ay na-modelo sa pamamagitan ng mga pagbagay sa istruktura depende sa kapaligiran kung saan ito bubuo. Halimbawa, ang mga fox ng disyerto ay may malaking mga tainga para sa radiation ng init at mga arctic na fox ay may maliit na mga tainga upang mapanatili ang init ng katawan.

Salamat sa pigmentation ng kanilang balahibo, puting polar bear ng camouflage ang kanilang mga sarili sa mga ice floes at mga batikang jaguar sa batikang lilim ng gubat.

Ang mga halaman ay nagdurusa rin sa mga pagbabagong ito. Ang mga puno ay maaaring magkaroon ng barkong tapunan upang maprotektahan ang mga ito mula sa mga wildfires.

Ang mga pagbabago sa istruktura ay nakakaapekto sa mga organismo sa iba't ibang antas, mula sa kasukasuan ng tuhod hanggang sa pagkakaroon ng malalaking kalamnan ng paglipad at matalim na pangitain para sa mga mandaragit na ibon.

Physiological at functional

Ang mga uri ng pagbagay ay nagsasangkot sa pagbabago ng mga organo o tisyu. Ang mga ito ay isang pagbabago sa paggana ng organismo upang malutas ang isang problema na nangyayari sa kapaligiran.

Nakasalalay sa kimika at metabolismo ng katawan, ang mga pagbagay sa physiological ay karaniwang hindi malinaw na ipinakita.

Ang isang malinaw na halimbawa ng ganitong uri ng pagbagay ay ang pagdadalaga. Ito ay isang makatulog o nakakapagod na estado na maraming mga hayop na may mainit-init na dumaan sa taglamig. Ang mga pagbabagong pisyolohikal na nagaganap sa panahon ng pagdiriwang ay ibang-iba depende sa mga species.

Ang isang physiological at functional adaptation ay magiging, halimbawa, ang mas mahusay na mga bato para sa mga hayop sa disyerto tulad ng mga kamelyo, ang mga compound na pumipigil sa pamumula ng dugo sa laway ng lamok o ang pagkakaroon ng mga lason sa mga dahon ng mga halaman upang maitaboy sila. mga halamang gulay.

Ang mga pag-aaral sa laboratoryo na sumusukat sa nilalaman ng dugo, ihi, at iba pang mga likido sa katawan, na ang mga pagsubaybay sa mga landas na metabolohiko, o mga pag-aaral ng mikroskopiko ng mga tisyu ng isang organismo ay madalas na kinakailangan upang makilala ang mga pagbagay sa physiological.

Minsan mahirap makita ang mga ito kung walang karaniwang ninuno o malapit na nauugnay na mga species upang ihambing ang mga resulta.

Ethological o pag-uugali

Ang mga pagbagay na ito ay nakakaapekto sa paraan ng pagkilos ng mga organismo na nabubuhay dahil sa iba't ibang mga kadahilanan tulad ng pagtiyak ng pag-aanak o pagkain, pagtatanggol sa kanilang sarili laban sa mga mandaragit o pagbabago ng mga tirahan kapag hindi angkop ang mga kondisyon sa kapaligiran.

Kabilang sa mga pag-uugali sa pag-uugali nakita namin ang paglipat, na tumutukoy sa pana-panahong at napakalaking pagpapakilos ng mga hayop mula sa kanilang likas na mga lugar ng pag-aanak sa iba pang mga tirahan.

Ang pag-aalis na ito ay nangyayari bago at pagkatapos ng panahon ng pag-aanak. Ang mausisa na bagay tungkol sa prosesong ito ay sa loob nito ang iba pang mga pagbabago ay nabuo na maaaring maging anatomikal at pisyolohikal, tulad ng nangyayari sa mga butterflies, isda at butterflies.

Ang isa pang pag-uugali na napapabago ay ang panliligaw o panliligaw. Ang mga variant nito ay maaaring hindi kapani-paniwalang kumplikado. Ang layunin ng mga hayop ay upang makakuha ng asawa at ituro ito sa pag-asawa.

Sa panahon ng pag-aasawa, karamihan sa mga species ay may iba't ibang mga pag-uugali na itinuturing bilang mga ritwal. Kasama dito ang exhibiting, paggawa ng tunog, o nag-aalok ng mga regalo.

Sa gayon, mapapansin natin na ang mga bearings sa hibernate upang takasan ang malamig, ang mga ibon at balyena ay lumilipat sa mas maiinit na klima kapag taglamig, at ang mga hayop sa disyerto ay aktibo sa gabi sa panahon ng mainit na panahon ng tag-araw. Ang mga halimbawang ito ay mga pag-uugali na tumutulong sa mga hayop na mabuhay.

Kadalasan beses, ang mga pag-uugali sa pag-uugali ay tumatagal ng maingat na pag-aaral mula sa larangan at laboratoryo upang maipagaan ang mga ito. Karaniwan silang nagsasangkot ng mga mekanismo ng physiological.

Ang mga ganitong uri ng pagbagay ay nakikita rin sa mga tao. Ginagamit ng mga ito ang pagpapasadya sa kultura bilang isang subset ng pag-aayos ng pag-uugali. Halimbawa, kung saan ang mga taong naninirahan sa isang naibigay na kapaligiran ay natututo ng mga paraan upang mabago ang pagkain na kailangan nila upang makayanan ang naibigay na klima.

Lahat ba ng mga tampok na pagbagay?

Kapag pinagmamasdan ang anumang buhay na tao ay mapapansin natin na puno ito ng mga katangian na nangangailangan ng paliwanag. Isaalang-alang ang isang ibon: ang kulay ng plumage, kanta, ang hugis ng mga binti at tuka, ang mga kumplikadong sayaw ng panliligaw, maaari ba nating isaalang-alang ang mga ito ng mga katangian na umaangkop?

Hindi. Bagaman totoo na ang likas na mundo ay puno ng mga pagbagay, hindi natin dapat kaagad na ibagsak na ang katangiang minamasdan natin ay isa sa kanila. Ang isang katangian ay maaaring naroroon pangunahin para sa mga sumusunod na kadahilanan:

Maaari silang maging isang kemikal o pisikal na kinahinatnan

Maraming mga katangian ang mga kahihinatnan lamang ng isang kemikal o pisikal na kaganapan. Ang kulay ng dugo ay pula sa mga mammal at walang nag-iisip na ang kulay pula bawat se se ay isang pagbagay.

Pula ang dugo dahil sa komposisyon nito: ang mga pulang selula ng dugo ay nag-iimbak ng isang protina na namamahala sa transportasyon ng oxygen na tinatawag na hemoglobin - na nagiging sanhi ng katangian ng kulay ng likido.

Maaaring maging isang kinahinatnan ng gen drift

Ang pag-drift ay isang random na proseso na gumagawa ng mga pagbabago sa mga allele frequency, at humahantong sa pag-aayos o pag-aalis ng ilang mga alleles sa isang stochastic na paraan. Ang mga katangiang ito ay hindi nagbibigay ng anumang kalamangan at hindi taasan ang fitness ng indibidwal.

Ipagpalagay na mayroon kaming populasyon ng mga puting bear at itim na oso ng parehong species. Sa ilang mga punto, ang populasyon ng pag-aaral ay naghihirap sa pagbaba ng bilang ng mga organismo dahil sa isang sakuna sa kalikasan at karamihan sa mga puting indibidwal ay namatay sa pamamagitan ng pagkakataon.

Sa paglipas ng oras, mayroong isang mataas na posibilidad na ang allele na ang mga code para sa itim na balahibo ay maaayos at ang buong populasyon ay binubuo ng mga itim na indibidwal.

Gayunpaman, hindi ito isang pagbagay sapagkat hindi ito nagbibigay ng anumang kalamangan sa indibidwal na nagtataglay nito. Tandaan na ang mga proseso ng gen drift ay hindi humantong sa pagbuo ng mga pagbagay, nangyayari lamang ito sa pamamagitan ng mekanismo ng natural na pagpili.

Maaari itong maiugnay sa isa pang katangian

Ang aming mga gen ay magkatabi at maaaring pagsamahin sa iba't ibang paraan sa isang proseso na tinatawag na recombination. Sa ilang mga kaso, ang mga gene ay naka-link at minana nang magkasama.

Upang maipakita ang sitwasyong ito, gagamit kami ng isang hypothetical case: ang mga gen na ang code para sa mga asul na mata ay naka-link sa mga para sa blonde na buhok. Ang lohikal na ito ay isang simple, maaaring mayroong iba pang mga kadahilanan na kasangkot sa pangkulay ng mga istruktura, gayunpaman ginagamit namin ito bilang isang halimbawa ng didactic.

Ipagpalagay na ang blond na buhok ng aming hypothetical organism ay nagbibigay ng kaunting kalamangan: pagbabalatkayo, proteksyon laban sa radiation, laban sa malamig, atbp. Ang mga indibidwal na may olandes na buhok ay magkakaroon ng mas maraming mga bata kaysa sa kanilang mga kapantay na walang katangian na ito.

Ang mga supling, bilang karagdagan sa blonde na buhok, ay magkakaroon ng mga asul na mata dahil ang mga gene ay naiugnay. Sa buong mga henerasyon maaari nating makita na ang mga asul na mata ay nagdaragdag sa dalas kahit na hindi sila nagkakaloob ng anumang nakakabagay na kalamangan. Ang kababalaghan na ito ay kilala sa panitikan bilang "genetic hitchhiking".

Maaaring maging isang kinahinatnan ng kasaysayan ng phylogenetic

Ang ilang mga character ay maaaring isang kinahinatnan ng kasaysayan ng phylogenetic. Ang mga sutures ng bungo sa mga mammal ay nag-aambag at pinadali ang proseso ng birthing, at maaaring bigyang kahulugan bilang isang pagbagay para dito. Gayunpaman, ang katangiang ito ay kinatawan sa iba pang mga lahi at ito ay isang kaugalian ng ninuno.

Pre-adaptation at exaptations

Sa paglipas ng mga taon, ang evolutionary biologists ay nagpayaman sa terminolohiya tungkol sa mga katangian ng organismo, kasama na ang mga bagong konsepto tulad ng "pre-adaptation" at "exaptation."

Ayon kay Futuyma (2005), ang isang pre-adaptation ay "isang katangian na walang-hanggang nagsisilbi ng isang bagong function".

Halimbawa, ang mga malakas na beaks ng ilang mga ibon ay maaaring napili upang ubusin ang isang tiyak na uri ng pagkain. Ngunit sa mga naaangkop na kaso, ang istraktura na ito ay maaari ding magsilbing isang pagbagay sa pag-atake sa mga tupa. Ang biglaang pagbabago na ito sa pag-andar ay paunang pagbagay.

Noong 1982, ipinakilala nina Gould at Vrba ang konsepto ng "pagpapalaya" upang ilarawan ang isang pre-adaptation na co-opted para sa isang bagong paggamit.

Halimbawa, ang mga balahibo ng mga ibon sa paglangoy ay hindi nabubuo sa pamamagitan ng likas na pagpili sa ilalim ng pumipili na presyon ng paglangoy, ngunit sa walang kapararakan ay nagsilbi silang gawin ito.

Bilang isang pagkakatulad sa prosesong ito ay mayroon kaming ilong, bagaman tiyak na napili ito sapagkat nagdagdag ito ng ilang kalamangan sa proseso ng paghinga, ginagamit namin ito upang hawakan ang aming mga baso.

Ang pinakatanyag na halimbawa ng pagpapalaya ay hinlalaki ng panda. Ang species na ito ay partikular na nagpapakain sa kawayan at upang manipulahin ito gumamit sila ng isang "ikaanim na thumb" na nagmula sa paglaki ng iba pang mga istraktura.

Mga halimbawa ng pagbagay

Paglipad sa mga vertebrates

Ang mga ibon, paniki, at ang kasalukuyang natapos na mga pterosaur na magkasama ay nakuha ang kanilang mga paraan ng lokomosyon: flight. Ang iba't ibang mga aspeto ng morpolohiya at pisyolohiya ng mga hayop na ito ay lumilitaw na mga pagbagay na nagdaragdag o pinapaboran ang kakayahang lumipad.

Ang mga buto ay may mga lungag na nagpapagaan sa kanila, ngunit lumalaban sa mga istruktura. Ang pagbabagong ito ay kilala bilang mga buto ng pneumatized. Sa mga lumilipad na linya ngayon - mga ibon at paniki - ang sistema ng pagtunaw ay mayroon ding ilang mga kakaibang katangian.

Ang mga bituka ay mas maikli, kung ihahambing sa mga hayop na walang flight na magkatulad na laki, marahil upang mabawasan ang timbang sa panahon ng paglipad. Sa gayon, ang pagbawas sa ibabaw ng pagsipsip ng nutrisyon ay napili ng isang pagtaas sa mga daanan ng pagsipsip ng cellular.

Ang mga adaptasyon sa mga ibon ay bumababa sa mga antas ng molekular. Iminungkahi na ang laki ng genome ay nabawasan bilang isang pagbagay para sa paglipad, binabawasan ang mga gastos sa metabolic na nauugnay sa pagkakaroon ng isang malaking genome, at samakatuwid ang mga malalaking cell.

Echolocation sa mga paniki

Pinagmulan: Ni Shung, mula sa Wikimedia Commons

Sa mga paniki mayroong isang partikular na pagbagay na nagpapahintulot sa kanila na i-orient ang kanilang sarili nang spatially habang lumilipat sila: echolocation.

Ang sistemang ito ay binubuo ng paglabas ng mga tunog (ang mga tao ay hindi may kakayahang kilalanin ang mga ito) na nag-bounce off ang mga bagay at ang bat ay may kakayahang makita at isalin ang mga ito. Gayundin, ang morpolohiya ng mga tainga ng ilang mga species ay itinuturing na isang pagbagay upang matanggap ang mabagal na alon.

Ang mahabang leeg ng giraffes

Pinagmulan: Ni John Storr, mula sa Wikimedia Commons

Walang mag-aalinlangan na ang mga giraffes ay may isang hindi pangkaraniwang morpolohiya: isang pinahabang leeg na sumusuporta sa isang maliit na ulo at mahabang binti na sumusuporta sa kanilang timbang. Ang disenyo na ito ay nagpapahirap sa iba't ibang mga aktibidad sa buhay ng hayop, tulad ng pag-inom ng tubig mula sa isang lawa.

Ang paliwanag para sa mga mahabang leeg ng mga species ng Africa na ito ay isang paboritong halimbawa ng mga ebolusyonaryong biologist sa loob ng mga dekada. Bago ipinangisip ni Charles Darwin ang teorya ng likas na pagpili, ang French naturalist na si Jean-Baptiste Lamarck ay nagamit na ng isang konsepto - kahit na mali - ng mga pagbabago at ebolusyon ng biyolohikal.

Para kay Lamarck, ang leeg ng mga giraffes ay pinahaba dahil ang mga hayop na ito ay patuloy na iniunat ito upang maabot ang mga punoan ng akasya. Ang pagkilos na ito ay isasalin sa isang mababago na pagbabago.

Sa ilaw ng modernong evolutionary biology, ang paggamit at pag-abuso sa mga character ay itinuturing na walang epekto sa mga supling. Ang pagbagay ng mahabang leeg ay dapat na lumitaw dahil ang mga indibidwal na nagdadala ng mga mutasyon para sa nasabing mga katangian ay naiwan ang mas maraming supling kaysa sa kanilang mga kapantay na may mas maiikling leeg.

Sa intuitively maaari nating isipin na ang mahabang leeg ay tumutulong sa mga giraffes upang makakuha ng pagkain. Gayunpaman, karaniwang ang mga hayop na ito para sa pagkain para sa pagkain sa mababang mga bushes.

Kaya ano ang giraffe necks?

Noong 1996, pinag-aralan ng mga mananaliksik na Simmons at Scheepers ang mga ugnayang panlipunan ng pangkat na ito at hindi sinang-ayunan ang interpretasyon kung paano nakuha ng mga giraffes ang kanilang mga leeg.

Para sa mga biologist na ito, ang leeg ay nagbago bilang isang "sandata" na ginagamit ng mga lalaki sa labanan upang makakuha ng mga kababaihan, at hindi upang makakuha ng pagkain sa mga mataas na lugar. Ang iba't ibang mga katotohanan ay sumusuporta sa hypothesis na ito: ang mga leeg ng mga lalaki ay mas mahaba at mas mabibigat kaysa sa mga babae.

Maaari nating tapusin na, kahit na ang isang pagbagay ay may maliwanag na kahulugan, dapat nating tanungin ang mga pagpapakahulugan at subukan ang lahat ng posibleng mga hypothes gamit ang pang-agham na pamamaraan.

Mga pagkakaiba sa ebolusyon

Ang parehong mga konsepto, ebolusyon at pagbagay ay hindi nagkakasalungatan. Ang ebolusyon ay maaaring mangyari sa pamamagitan ng mekanismo ng likas na pagpili at bumubuo ito ng mga pagbagay. Kinakailangan na bigyang-diin na ang tanging mekanismo na gumagawa ng mga pagbagay ay natural na pagpili.

May isa pang proseso, na tinatawag na gen drift (nabanggit sa nakaraang seksyon), na maaaring humantong sa ebolusyon ng isang populasyon ngunit hindi gumagawa ng mga pagbagay.

Pagkalito tungkol sa pagbagay

Bagaman ang mga pagbagay ay lilitaw na mga tampok na idinisenyo nang eksakto para sa kanilang paggamit, ebolusyon, at dahil dito ang paglilihi ng mga pagbagay, ay walang layunin o malay na layunin. Hindi rin sila magkasingkahulugan ng pag-unlad.

Tulad ng proseso ng pagguho ay hindi inilaan upang lumikha ng magagandang bundok, ang ebolusyon ay hindi inilaan upang lumikha ng mga organismo na perpektong inangkop sa kanilang kapaligiran.

Ang mga organismo ay hindi nagsusumikap na magbago, samakatuwid ang natural na pagpili ay hindi nagbibigay sa isang indibidwal kung ano ang kailangan niya. Halimbawa, isipin natin ang isang serye ng mga rabbits na, dahil sa mga pagbabago sa kapaligiran, ay kailangang tiisin ang isang matinding hamog na nagyelo. Ang pangangailangan ng mga hayop para sa masaganang balahibo ay hindi gagawing lumilitaw at kumakalat sa populasyon.

Sa kaibahan, ang ilang mga random na mutation sa genetic material ng kuneho ay maaaring makabuo ng isang mas masaganang amerikana, na ginagawang mas maraming anak ang carrier nito. Ang mga batang ito marahil ay nagmamana ng balahibo ng kanilang ama. Sa gayon, ang masaganang balahibo ay maaaring dagdagan ang dalas nito sa populasyon ng kuneho at walang oras ay alam ito ng kuneho.

Gayundin, ang pagpili ay hindi gumagawa ng perpektong mga istraktura. Kailangan lang nilang maging "mabuting" sapat upang makapagpasa sa susunod na henerasyon.

Mga Sanggunian

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, TJ, Lavin, SR, Chediack, JG, Tracy, CR, & Karasov, WH (2007). Ang pagtunaw ng pagtunaw ng mga lumilipad na vertebrates: ang mataas na bituka na paracellular pagsipsip ay nagpapalitan para sa mas maliit na mga bayag. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences, 104 (48), 19132-19137.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Ebolusyonaryong pagsusuri. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Ebolusyon. Sinauer.
4. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exaptation-isang nawawalang termino sa science of form. Paleobiology, 8 (1), 4-15.
5. Organ, CL, Shedlock, AM, Meade, A., Pagel, M., & Edwards, SV (2007). Pinagmulan ng laki ng genian genome at istraktura sa mga non-avian dinosaurs. Kalikasan, 446 (7132), 180.