RELACIÓ ENTRE ADAPTACION I SUPERVIVÈNCIA DIFERENCIAL DELS ÉSSERS VIUS - BIOLOGIA - 2025

En biologia evolutiva, un tema central és l'estudi de les adaptacions. Aquestes es poden definir en termes de processos o d'estats. Si la considerem com un procés, és la porció de canvi evolutiu que és dirigit pel mecanisme de selecció natural. En contrast, en termes d'estat és una característica la condició actual ha estat modelada per la selecció natural.

La selecció natural és un mecanisme evolutiu i es defineix com la reproducció diferencial dels éssers vius. Així, uns organismes es reprodueixen més que altres gràcies a la possessió d'algun tret o caràcter que augmenta la seva fitness.

Font: pixabay.com

Aquestes idees fonamentals van ser desenvolupades per Charles Darwin a «L'origen de les Espècies». L'evolució és l'únic mecanisme conegut que pot donar lloc a les adaptacions.

És a dir, hi ha una relació entre adaptació i l'èxit reproductiu diferencial de certs individus que presenten trets que augmenten la seva fitness. Quan aquest últim es presenta a les poblacions, genera adaptacions.

Adaptacions, selecció natural i

En evolució, hi ha diversos conceptes centrals com l'adaptació, la selecció natural i el fitness. Existeixen altres termes importants (com la deriva gènica), però a efectes d'aquest article enfocarem la nostra atenció en aquests tres.

El fitness és la capacitat d'un organisme per sobreviure i reproduir-se, deixant descendència fèrtil. Hi ha diverses formes de quantificar-lo, i el paràmetre varia entre 0 i 1.

Quan un tret heretable li atorga a alguns individus un avantatge en termes de fitness (comparats amb els seus companys que no el posseeixen), passa una cosa inevitable: aquests individus es reproduiran més que els altres i augmentaran la seva freqüència en la població. A això se li coneix com a selecció natural.

El terme «selecció» sol confondre, ja que en el procés no hi ha una selecció conscient per part d'alguns individus.

Com a procés, l'adaptació es defineix com l'evolució causada per selecció natural que dóna com a resultat l'acumulació de canvis favorables.

Com caràcter, l'adaptació és un tret que va evolucionar de manera gradual i que compleix amb un paper biològic concret. En termes de fitness aquest tret va ser superior, si es compara amb altres estats de la característica en la història de evolutiva de l'espècie.

Què és el adaptacionismo?

Una visió popular a la biologia evolutiva s'anomena adaptacionismo. Segons els defensors d'aquesta perspectiva, la gran majoria de les característiques presents en els éssers orgànics poden ser consideres com adaptacions i el seu estat és òptim.

Hi científics notables en la branca de l'evolució que donen suport al programa adaptacionista, com John Maynard Smith o William Hamilton, entre d'altres. Un dels seus majors oponents és el paleontòleg famós Stephen Jay Gould i el seu col·lega Richard Lewontin.

Una de les conseqüències de l'adaptacionismo és la divisió de l'organisme en zones no connectades entre si, avaluant els trets de manera aïllada. Els seus oponents argumenten que l'existència d'un tret en l'actualitat no s'hauria d'entendre sempre com una característica adaptativa.

Totes les característiques són adaptacions?

Quan avaluem les característiques d'un ésser orgànic no podem concloure sense cap prova que tots els seus trets corresponen a adaptacions. Hi ha altres processos que poden explicar la presència d'alguns trets. Cal notar que una de les conseqüències que un tret no sigui adaptatiu és que no són producte de la selecció natural.

Pot ser que la característica que observem sigui simplement una conseqüència de la seva química o física. Per exemple, ningú pensaria que el color vermell brillant característic de la sang és adaptatiu. Simplement és una conseqüència de la seva estructura - que probablement sí que és adaptativa, ja que assegura el transport d'oxigen.

També pot ser un tret que s'ha fixat per la deriva gènica, un segon mecanisme evolutiu. De fet, la conseqüència de la deriva és l'evolució no adaptativa, ja que hi ha èxit reproductiu diferencial però no lligat a una característica que incrementa el fitness dels individus.

Una altra possibilitat és que la característica que observem i pensem que és adaptativa està lligada a una altra (per exemple, els gens estan molt junts en el mateix cromosoma, de manera que la probabilitat de recombinació és baixa) que si està sent seleccionada.

Com vam comprovar si un tret és o no adaptatiu?

En el cas que tinguem sospites que un tret és una adaptació, hem de provar-ho de la mateixa manera que probaríamos qualsevol altre fet a les ciències biològiques: usant el mètode científic.

Hem de plantejar-nos una sèrie d'experiments que ens ajudin a comprovar si el tret en qüestió és adaptatiu. Per exemple, sospitem que el color blanc dels óssos polars els serveix de camuflatge.

Tot i que no seria molt pràctic, un dels possibles dissenys experimentals seria pintar a un ós de marró, pintar a un ós de blanc (aquest seria el control de procediment per a assegurar-nos que la pintura per se no causa efecte en el nostre experiment) i un ós normal.

Posteriorment cuantificaríamos si alguna faceta de la vida dels organismes experimentals es veu afectada. Aquest raonament el hem d'aplicar davant de qualsevol sospita d'adaptacions, no donant per fet que el tret és adaptatiu.

Exaptación: una visió alternativa

L'any 1982, els investigadors Stephen Jay Gould i Elisabeth Vrba van publicar un article a la revista Paleobiology formalitzant un nou concepte en la biologia: exaptación.

Per als autors, exaptación és un terme necessari en la biologia evolutiva per descriure característiques que han estat modelades per la selecció natural i que actualment exerceixen una funció diferent.

Exemples d'exaptaciones

Podem fer servir com a exemple el nostre nas. És molt probable que les característiques actuals d'aquest perllongament cartilaginosa estiguin relacionades amb beneficis en la respiració. No obstant això, nosaltres ens valem d'aquesta estructura per sostenir les nostres ulleres.

És a dir, la selecció natural no va afavorir els individus que portaven els nassos actuals perquè afavoria l'ús de les ulleres.

Extrapolant aquest exemple a una situació biològica més puntual tenim el polze de l'colla - el famós exemple de Gould. L'alimentació dels pandes es basa únicament en el bambú, pel que la seva correcta manipulació és crucial per a la vida de l'animal. El panda fa servir un "sisè" polze per a aquest fi.

No obstant això, el polze no és un dit veritable, és una extensió d'un os petit pertanyent originalment al canell, denominat sesamoide radial.

En l'esdevenir evolutiu, va ser avantatjós per a alguns individus comptar amb un sesamoide radial allargat, semblant a un dit, ja que probablement millorava la manipulació del seu únic ítem alimentari.

referències

1. Gould, SJ, & Lewontin, RC (1979). The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: a critiqui of the adaptationist programme. Proceedings of the Royal Society of London. Sèries B. Biological Sciences, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exaptation-a missing term in the science of form. Paleobiology, 8 (1), 4-15.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrated principles of zoology. McGraw-Hill.
4. Kardong, KV (2006). Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill.
5. Kliman, RM (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Academic Press.
6. Losos, JB (2013). The Princeton guide to evolution. Princeton University Press.
7. Nielsen, R. (2009). Adaptionism-30 years after Gould and Lewontin. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
8. Rice, SA (2009). Encyclopedia of evolution. Infobase Publishing.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Biology: concepts and applications without physiology. Cengage Learning.