Karakteristik, jenis, contoh adaptasi biologis



Satu adaptasi biologis itu adalah karakteristik yang ada dalam organisme yang meningkatkan kapasitasnya untuk bertahan hidup dan reproduksi, dalam kaitannya dengan sahabatnya yang tidak memiliki sifat ini. Satu-satunya proses yang memunculkan penampilan adaptasi adalah seleksi alam.

Jika kita berhenti untuk mengamati garis keturunan yang berbeda dari organisme hidup, kita akan menemukan bahwa mereka penuh dengan serangkaian adaptasi yang kompleks. Dari mimikri kupu-kupu ke struktur kompleks sayap mereka yang memungkinkan penerbangan.

Tidak semua karakteristik atau sifat yang kita amati dalam organisme tertentu dapat langsung dilabeli sebagai adaptasi. Beberapa mungkin konsekuensi kimia atau fisik, mungkin sifat-sifat yang dihasilkan oleh penyimpangan gen atau oleh suatu peristiwa yang disebut tumpangan genetik.

Karakteristik organisme dapat dipelajari dengan menerapkan metode ilmiah untuk memverifikasi apakah mereka memang adaptasi dan apa fungsi tentatifnya.

Untuk melakukannya, hipotesis tentang potensi penggunaan harus diajukan dan diuji dengan desain eksperimental yang memadai - baik dengan memanipulasi individu atau dengan pengamatan sederhana..

Meskipun adaptasi tampak berkali-kali sempurna dan bahkan "dirancang", mereka tidak. Adaptasi bukanlah hasil dari proses sadar karena evolusi tidak memiliki tujuan atau tujuan, juga tidak berusaha untuk menyempurnakan organisme.

Indeks

  • 1 Karakteristik
  • 2 Jenis
  • 3 Apakah semua fitur adaptasi?
    • 3.1 Mereka dapat menjadi konsekuensi kimia atau fisik
    • 3.2 Ini mungkin konsekuensi dari penyimpangan gen
    • 3.3 Can dikorelasikan dengan fitur lain
    • 3.4 Ini mungkin merupakan konsekuensi dari sejarah filogenetik
  • 4 Pra-adaptasi dan exaptations
  • 5 Contoh adaptasi
    • 5.1 Penerbangan dalam vertebrata
    • 5.2 Echolokasi pada kelelawar
    • 5.3 Leher panjang jerapah
    • 5.4 Jadi, apa gunanya leher jerapah??
  • 6 Perbedaan dengan evolusi
  • 7 Kebingungan tentang adaptasi
  • 8 Referensi

Fitur

Adaptasi adalah fitur yang meningkatkan kebugaran seorang individu. Dalam biologi evolusi, istilah itu kebugaran atau kecukupan biologis mengacu pada kemampuan suatu organisme untuk meninggalkan keturunan. Jika seorang individu meninggalkan lebih banyak keturunan daripada pasangan, dikatakan bahwa ia memiliki lebih banyak keturunan kebugaran.

Individu dengan yang lebih besar kebugaran Itu bukan yang terkuat, atau yang tercepat, atau yang terbesar. Dialah yang bertahan hidup, menemukan jodoh dan bereproduksi.

Beberapa penulis biasanya menambahkan elemen lain dalam definisi adaptasi mereka. Jika kita memperhitungkan sejarah garis keturunan, kita dapat mendefinisikan adaptasi sebagai karakter turunan yang berevolusi sebagai respons terhadap agen selektif tertentu. Definisi ini membandingkan efek karakter dalam kebugaran dari varian tertentu.

Jenis

Adaptasi dapat muncul pada level yang berbeda. Kita dapat menunjukkan adaptasi morfologis dan anatomi seperti gigi yang memungkinkan kita untuk mengkonsumsi jenis makanan tertentu atau struktur yang dirancang untuk berlari dan dengan cepat mencapai mangsanya atau melarikan diri dari pemangsa.

Adaptasi juga dapat bersifat fisiologis, baik pada tingkat sel atau proses biokimia yang terjadi dalam organisme.

Misalnya, ikan tertentu yang hidup di air yang suhunya sangat dingin memiliki protein antibeku yang memungkinkan mereka untuk berenang di perairan es tanpa beku..

Dengan cara yang sama, adaptasi dapat bersifat perilaku atau etologis. Perilaku tertentu pada hewan mendukung kelangsungan hidup dan reproduksi mereka.

Dalam reptil, kapasitas termoregulasi diberikan dengan gerakan menuju zona panas atau dingin, tergantung pada kebutuhan individu. Contoh lain adalah perilaku parasit burung tertentu untuk bertelur di sarang spesies lain, untuk menghindari proses pembiakan.

Semua fitur adalah adaptasi?

Ketika mengamati makhluk hidup apa pun, kita akan melihat bahwa itu penuh dengan karakteristik yang perlu penjelasan. Pikirkan burung: warna bulu, lagu, bentuk kaki dan paruh, tarian kompleks pengadilan, dapatkah kita menganggap semuanya sebagai karakteristik adaptif??

Tidak. Meskipun benar bahwa dunia alami penuh dengan adaptasi, kita tidak boleh langsung menyimpulkan bahwa fitur yang kita amati adalah salah satunya. Suatu sifat mungkin ada terutama karena alasan berikut:

Mereka dapat menjadi konsekuensi kimia atau fisik

Banyak sifat hanyalah konsekuensi dari peristiwa kimia atau fisik. Warna darah merah pada mamalia dan tidak ada yang berpikir untuk menghubungkannya dengan warna merah per se itu adalah adaptasi.

Darah berwarna merah karena komposisinya: sel darah merah menyimpan protein yang bertanggung jawab untuk transportasi oksigen yang disebut hemoglobin - yang menyebabkan pewarnaan karakteristik cairan tersebut..

Ini mungkin konsekuensi dari penyimpangan gen

Drift adalah proses acak yang menghasilkan perubahan frekuensi alel, dan mengarah pada fiksasi atau penghapusan alel tertentu secara stokastik. Karakteristik ini tidak memberikan keuntungan apa pun dan tidak meningkatkannya kebugaran individu.

Misalkan kita memiliki populasi beruang putih dan beruang hitam dari spesies yang sama. Pada titik tertentu, populasi penelitian mengalami penurunan jumlah organisme akibat bencana lingkungan dan kebanyakan individu kulit putih mati secara kebetulan..

Dengan berlalunya waktu, ada kemungkinan besar bahwa alel yang mengkode bulu hitam diperbaiki dan seluruh populasi menjadi individu hitam.

Namun, ini bukan adaptasi karena tidak memberikan keuntungan apa pun kepada individu yang memilikinya. Perhatikan bahwa proses penyimpangan gen tidak mengarah pada pembentukan adaptasi, ini hanya terjadi melalui mekanisme seleksi alam.

Itu bisa dikorelasikan dengan fitur lain

Gen kita berdampingan dan dapat digabungkan dengan berbagai cara dalam proses yang disebut rekombinasi. Dalam beberapa kasus, gen dihubungkan dan diwarisi bersama.

Untuk menggambarkan situasi ini, kita akan menggunakan kasus hipotetis: gen yang kode untuk mata biru terkait dengan orang-orang berambut pirang. Secara logis itu adalah penyederhanaan, mungkin ada faktor-faktor lain yang terlibat dalam pewarnaan struktur, namun kami menggunakannya sebagai contoh didaktik.

Mari kita anggap bahwa rambut pirang dari organisme hipotetis kita memberinya beberapa keuntungan: kamuflase, perlindungan terhadap radiasi, melawan dingin, dll. Individu dengan rambut pirang akan memiliki lebih banyak anak daripada rekan-rekan mereka yang tidak memiliki karakteristik ini.

Keturunannya, selain rambut pirang, akan memiliki mata biru karena gen terkait. Sepanjang generasi kita dapat melihat bahwa mata biru meningkat dalam frekuensi meskipun mereka tidak memberi keuntungan adaptif. Fenomena ini dikenal dalam literatur sebagai "tumpangan genetik".

Ini mungkin konsekuensi dari sejarah filogenetik

Beberapa karakter mungkin merupakan konsekuensi dari sejarah filogenetik. Jahitan tengkorak pada mamalia berkontribusi dan memfasilitasi proses kelahiran, mampu menafsirkannya sebagai adaptasi untuk itu. Namun, karakteristiknya direpresentasikan dalam garis keturunan lain dan merupakan sifat leluhur.

Pra-adaptasi dan penjelasan

Selama bertahun-tahun, ahli biologi evolusi telah memperkaya terminologi mengenai karakteristik organisme, termasuk konsep baru seperti "preadaptation" dan "exaptation"..

Menurut Futuyma (2005), pra-adaptasi adalah "suatu sifat yang secara kebetulan melayani fungsi baru".

Misalnya, puncak kuat dari beberapa burung mungkin telah dipilih untuk mengkonsumsi jenis makanan tertentu. Tetapi dalam kasus yang tepat, struktur ini juga dapat berfungsi sebagai adaptasi untuk menyerang domba. Perubahan fungsi yang mendadak ini adalah pra-adaptasi.

Pada tahun 1982, Gould dan Vrba memperkenalkan konsep "exaptation" untuk menggambarkan pra-adaptasi yang telah dikooptasi untuk penggunaan baru..

Sebagai contoh, bulu-bulu burung yang berenang tidak dibentuk oleh seleksi alam di bawah tekanan selektif dari berenang, tetapi mereka melayani untungnya.

Sebagai analogi dengan proses ini, kita memiliki hidung, meskipun mungkin dipilih karena menambahkan beberapa keuntungan dalam proses pernapasan, sekarang kita menggunakannya untuk memegang lensa kita..

Contoh yang paling terkenal dari pujian adalah ibu jari panda. Spesies ini memakan bambu secara khusus dan untuk memanipulasinya, mereka menggunakan "ibu jari keenam" yang berasal dari pertumbuhan struktur lainnya.

Contoh adaptasi

Penerbangan di vertebrata

Burung-burung, kelelawar, dan pterosaurus yang sudah punah memperoleh dengan cara konvergen cara penggerak mereka: penerbangan. Beberapa aspek dalam morfologi dan fisiologi hewan-hewan ini tampaknya merupakan adaptasi yang meningkatkan atau mendukung kemampuan terbang.

Tulang hadir rongga yang mengubahnya menjadi struktur ringan, tetapi tahan. Konformasi ini dikenal sebagai tulang pneumatik. Dalam garis keturunan terbang saat ini - burung dan kelelawar - sistem pencernaan juga memiliki kekhasan tertentu.

Usus jauh lebih pendek, dibandingkan dengan hewan yang tidak terbang dengan ukuran yang sama, mungkin untuk mengurangi berat badan selama penerbangan. Dengan demikian, pengurangan permukaan penyerapan nutrisi memilih peningkatan jalur penyerapan untuk seluler.

Adaptasi pada burung mencapai tingkat molekuler. Telah diusulkan bahwa ukuran genom telah berkurang sebagai adaptasi untuk penerbangan, mengurangi biaya metabolisme yang terkait dengan memiliki genom besar, dan karena itu sel-sel besar.

Echolokasi pada kelelawar

Pada kelelawar ada adaptasi tertentu yang memungkinkan mereka untuk mengarahkan diri secara spasial saat bergerak: ekolokasi.

Sistem ini terdiri dari emisi suara (manusia tidak dapat melihatnya) yang memantul objek dan kelelawar dapat melihat dan menerjemahkannya. Demikian juga, morfologi telinga spesies tertentu dianggap adaptasi untuk dapat menerima gelombang secara efektif.

Leher panjang jerapah

Tidak ada yang akan meragukan bahwa jerapah memiliki morfologi atipikal: leher memanjang yang memegang kepala kecil dan kaki panjang yang menopang beratnya. Desain ini menghalangi berbagai aktivitas kehidupan hewan, seperti mengambil air dari kolam.

Penjelasan tentang leher panjang spesies Afrika ini pada dekade terakhir adalah contoh favorit para ahli biologi evolusi. Sebelum Charles Darwin menyusun teori seleksi alam, naturalis Prancis Jean-Baptiste Lamarck telah mengelola konsep - walaupun keliru - perubahan biologis dan evolusi.

Bagi Lamarck, leher jerapah memanjang karena hewan-hewan ini meregang secara konstan untuk mencapai tunas akasia. Tindakan ini akan menghasilkan perubahan yang dapat diwarisi.

Dalam terang biologi evolusi modern, dianggap bahwa penggunaan dan tidak digunakannya karakter tidak berpengaruh pada keturunan. Adaptasi leher panjang harus timbul karena individu yang membawa mutasi untuk karakteristik ini meninggalkan keturunan lebih banyak daripada rekan mereka dengan leher lebih pendek..

Secara intuitif kita dapat mengasumsikan bahwa leher panjang membantu jerapah mendapatkan makanan. Namun, hewan-hewan ini biasanya mencari makanan di semak-semak rendah.

Jadi, apa gunanya leher jerapah??

Pada tahun 1996, peneliti Simmons dan Scheepers mempelajari hubungan sosial kelompok ini dan membantah interpretasi tentang bagaimana jerapah mendapatkan leher mereka..

Bagi para ahli biologi ini, leher berkembang sebagai "senjata" yang digunakan laki-laki dalam pertempuran untuk mendapatkan betina, dan bukan untuk mendapatkan makanan di daerah tinggi. Fakta berbeda mendukung hipotesis ini: leher jantan lebih panjang dan lebih berat daripada betina.

Kita dapat menyimpulkan bahwa, meskipun adaptasi memiliki makna yang tampaknya jelas, kita harus mempertanyakan interpretasi dan menguji semua hipotesis yang mungkin menggunakan metode ilmiah.

Perbedaan dengan evolusi

Kedua konsep, evolusi, dan adaptasi tidak bertentangan. Evolusi dapat terjadi melalui mekanisme seleksi alam dan ini menghasilkan adaptasi. Perlu ditekankan bahwa satu-satunya mekanisme yang menghasilkan adaptasi adalah seleksi alam.

Ada proses lain, yang disebut gen drift (disebutkan dalam bagian sebelumnya), yang dapat mengarah pada evolusi suatu populasi tetapi tidak menghasilkan adaptasi..

Kebingungan tentang adaptasi

Meskipun adaptasi tampaknya merupakan karakteristik yang dirancang tepat untuk penggunaannya, evolusi, dan karenanya konsepsi adaptasi, tidak memiliki tujuan atau tujuan sadar. Mereka tidak identik dengan kemajuan.

Sama seperti proses erosi tidak dimaksudkan untuk menciptakan gunung yang indah, evolusi tidak dimaksudkan untuk membuat organisme yang beradaptasi sempurna dengan lingkungannya..

Organisme tidak berusaha untuk berevolusi, jadi seleksi alam tidak memberikan apa yang dibutuhkan individu. Sebagai contoh, bayangkan serangkaian kelinci yang, karena perubahan lingkungan, harus menahan salju yang kuat. Kebutuhan hewan untuk mantel yang berlimpah tidak akan membuatnya muncul dan menyebar dalam populasi.

Sebaliknya, beberapa mutasi acak pada bahan genetik kelinci dapat menghasilkan mantel yang lebih banyak, membuat pembawa memiliki lebih banyak anak. Anak-anak ini mungkin mewarisi bulu ayah mereka. Dengan demikian, bulu yang berlimpah dapat meningkatkan frekuensinya pada populasi kelinci dan pada saat itu juga kelinci tidak menyadarinya.

Selain itu, pemilihan tidak menghasilkan struktur yang sempurna. Mereka seharusnya hanya "cukup baik" untuk dapat pindah ke generasi berikutnya.

Referensi

  1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, T.J., Lavin, S.R., Chediack, J.G., Tracy, C.R., & Karasov, W.H. (2007). Adaptasi pencernaan vertebrata terbang: penyerapan paraseluler usus tinggi mengkompensasi nyali yang lebih kecil. Prosiding Akademi Sains Nasional, 104(48), 19132-19137.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Analisis evolusi. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Evolusi. Sinauer.
  4. Gould, S.J., & Vrba, E.S. (1982). Pengangkatan-istilah yang hilang dalam ilmu bentuk. Paleobiologi, 8(1), 4-15.
  5. Organ, C. L., Shedlock, A.M., Meade, A., Pagel, M., & Edwards, S.V. (2007). Asal usul ukuran dan struktur genom unggas pada dinosaurus non-unggas. Alam, 446(7132), 180.