PENYESUAIAN BIOLOGI: CIRI, JENIS, CONTOH - BIOLOGI - 2025

A adaptasi biologi adalah hadiah ciri dalam organisma yang meningkatkan kapasitinya untuk terus hidup dan pembiakan, berhubung dengan sahabat yang tidak mempunyai sifat ini itu. Satu-satunya proses yang membawa kepada penyesuaian adalah pemilihan semula jadi.

Sekiranya kita berhenti untuk melihat garis keturunan organisma hidup yang berlainan, kita akan mendapati bahawa mereka penuh dengan rangkaian penyesuaian yang kompleks. Dari peniruan rama-rama ke struktur sayap mereka yang kompleks yang membolehkan penerbangan.

Sumber: Oleh Punnett, Reginald Crundall, melalui Wikimedia Commons

Tidak semua ciri atau sifat yang kita perhatikan pada organisma tertentu dapat langsung dilabel sebagai penyesuaian. Sebilangannya mungkin akibat kimia atau fizikal, mereka mungkin sifat yang disebabkan oleh pergeseran genetik atau oleh peristiwa yang disebut genetik.

Ciri-ciri organisma dapat dikaji dengan mengaplikasikan kaedah saintifik untuk mengesahkan apakah itu benar-benar penyesuaian dan apakah fungsi tentatifnya.

Untuk melakukannya, hipotesis mengenai penggunaan berpotensi mesti dicadangkan dan diuji dengan reka bentuk eksperimen yang sesuai - baik dengan memanipulasi individu atau dengan pemerhatian sederhana.

Walaupun penyesuaian sering kelihatan sempurna dan "dirancang", namun tidak begitu. Penyesuaian itu bukan hasil dari proses sedar kerana evolusi tidak mempunyai tujuan atau tujuan, dan juga tidak berusaha untuk menyempurnakan organisma.

ciri

Bergantung pada pulau, spesies finch yang berbeza berkembang.

Penyesuaian adalah sifat yang meningkatkan kecergasan seseorang. Dalam biologi evolusi, istilah kecergasan atau kecergasan biologi merujuk kepada kemampuan organisma untuk meninggalkan keturunan. Sekiranya individu tertentu meninggalkan lebih banyak keturunan daripada pasangan, dikatakan bahawa dia mempunyai kecergasan yang lebih besar.

Individu yang paling cergas bukanlah yang paling kuat, yang paling cepat, dan juga yang paling hebat. Dialah yang bertahan, mencari jodoh dan membiak.

Sebilangan pengarang sering menambahkan elemen lain dalam definisi penyesuaian mereka. Sekiranya kita memperhitungkan sejarah keturunan, kita dapat mendefinisikan penyesuaian sebagai sifat turunan yang berkembang sebagai tindak balas kepada agen selektif tertentu. Definisi ini membandingkan kesan watak terhadap kecergasan untuk varian tertentu.

Jenis penyesuaian

Tiga jenis penyesuaian asas, berdasarkan bagaimana perubahan genetik dinyatakan, adalah penyesuaian struktur, fisiologi, dan tingkah laku. Dalam setiap jenis ini, proses yang berbeza dijalankan. Sebilangan besar organisma mempunyai gabungan ketiga-tiganya.

Morfologi dan struktur

Penyesuaian ini boleh menjadi anatomi, termasuk peniruan dan pewarnaan kripto.

Sebaliknya, peniruan merujuk kepada persamaan luaran yang dapat dikembangkan oleh beberapa organisma untuk meniru ciri-ciri makhluk lain yang lebih agresif dan berbahaya untuk mengusirnya.

Contohnya, ular karang beracun. Mereka dapat dikenali dengan ciri-ciri warna terang mereka. Sebaliknya, ular gunung ratu tidak berbahaya, namun warnanya menjadikannya seperti terumbu karang.

Penampilan organisma dimodelkan melalui penyesuaian struktur bergantung pada persekitaran di mana ia berkembang. Contohnya, rubah gurun mempunyai telinga yang besar untuk sinaran panas dan rubah Artik mempunyai telinga kecil untuk menahan panas badan.

Berkat pigmentasi bulu mereka, beruang kutub putih menyamarkan diri mereka di atas bebola ais dan jaguar berbintik-bintik di bawah naungan hutan.

Tumbuhan juga mengalami perubahan ini. Pokok mungkin mempunyai kulit kayu gabus untuk melindunginya dari kebakaran liar.

Pengubahsuaian struktur mempengaruhi organisma pada tahap yang berbeza, dari sendi lutut hingga kehadiran otot penerbangan besar dan penglihatan tajam untuk burung pemangsa.

Fisiologi dan berfungsi

Jenis penyesuaian ini melibatkan perubahan organ atau tisu. Mereka adalah perubahan fungsi organisma untuk menyelesaikan masalah yang berlaku di persekitaran.

Bergantung pada kimia badan dan metabolisme, penyesuaian fisiologi biasanya tidak dapat dilihat.

Contoh yang jelas dari jenis penyesuaian ini adalah hibernasi. Ini adalah keadaan mengantuk atau lesu yang dilalui oleh banyak haiwan berdarah panas pada musim sejuk. Perubahan fisiologi yang berlaku semasa tempoh hibernasi sangat berbeza bergantung pada spesiesnya.

Penyesuaian fisiologi dan fungsional adalah, misalnya, ginjal yang lebih efisien untuk haiwan gurun seperti unta, sebatian yang mencegah pembekuan darah dalam air liur nyamuk atau adanya toksin pada daun tumbuhan untuk mengusirnya. herbivor.

Kajian makmal yang mengukur kandungan darah, air kencing, dan cairan tubuh lain, yang menelusuri jalur metabolik, atau kajian mikroskopik tisu organisma sering diperlukan untuk mengenal pasti penyesuaian fisiologi.

Kadang-kadang sukar untuk mengesannya jika tidak ada nenek moyang bersama atau spesies yang berkait rapat dengan hasilnya.

Etika atau tingkah laku

Penyesuaian ini mempengaruhi cara organisma hidup bertindak kerana pelbagai sebab seperti memastikan pembiakan atau makanan, mempertahankan diri daripada pemangsa atau mengubah habitat apabila keadaan persekitaran tidak sesuai.

Di antara penyesuaian tingkah laku kita dapati migrasi, yang merujuk kepada mobilisasi haiwan secara berkala dan besar-besaran dari kawasan pembiakan semula jadi mereka ke habitat lain.

Perpindahan ini berlaku sebelum dan selepas musim pembiakan. Yang ingin tahu mengenai proses ini adalah bahawa di dalamnya perubahan lain berkembang yang boleh menjadi anatomi dan fisiologi, seperti yang berlaku pada rama-rama, ikan dan rama-rama.

Tingkah laku lain yang boleh berubah adalah pacaran atau pacaran. Variannya sangat rumit. Objektif haiwan adalah untuk mendapatkan pasangan dan mengarahkannya ke kawin.

Selama tempoh kawin, kebanyakan spesies mempunyai tingkah laku yang berbeza yang dianggap sebagai ritual. Ini termasuk pameran, membuat suara, atau menawarkan hadiah.

Oleh itu, kita dapat melihat bahawa beruang hibernate untuk melepaskan diri dari kesejukan, burung dan ikan paus berhijrah ke iklim yang lebih panas ketika musim sejuk, dan haiwan gurun aktif pada waktu malam ketika cuaca musim panas. Contoh-contoh ini adalah tingkah laku yang membantu haiwan hidup.

Sering kali, penyesuaian tingkah laku mengambil kajian yang teliti dari lapangan dan makmal untuk menjadikannya terang. Mereka biasanya melibatkan mekanisme fisiologi.

Jenis penyesuaian ini juga dilihat pada manusia. Ini menggunakan penyesuaian budaya sebagai subset penyesuaian tingkah laku. Sebagai contoh, di mana orang yang tinggal di persekitaran tertentu belajar cara mengubah makanan yang mereka perlukan untuk mengatasi iklim yang diberikan.

Adakah semua penyesuaian ciri?

Ketika memerhatikan makhluk hidup kita akan melihat bahawa ia penuh dengan ciri-ciri yang memerlukan penjelasan. Pertimbangkan seekor burung: warna bulu, lagu, bentuk kaki dan paruhnya, tarian pacaran yang kompleks, dapatkah kita semua menganggapnya sebagai ciri penyesuaian?

Tidak. Walaupun benar bahawa dunia semula jadi penuh dengan penyesuaian, kita tidak seharusnya segera menyimpulkan bahawa sifat yang kita amati adalah salah satu daripadanya. Sifat mungkin terdapat terutamanya kerana sebab berikut:

Mereka boleh menjadi akibat kimia atau fizikal

Banyak sifat hanyalah akibat dari kejadian kimia atau fizikal. Warna darah berwarna merah pada mamalia dan tidak ada yang menganggap bahawa warna merah itu sendiri adalah penyesuaian.

Darah berwarna merah kerana komposisinya: sel darah merah menyimpan protein yang bertanggungjawab untuk mengangkut oksigen yang disebut hemoglobin - yang menyebabkan pewarnaan ciri cecair tersebut.

Mungkin akibat daripada penyimpangan gen

Drift adalah proses rawak yang menghasilkan perubahan dalam frekuensi alel, dan membawa kepada penetapan atau penghapusan alel tertentu dengan cara stokastik. Ciri-ciri ini tidak memberikan kelebihan dan tidak meningkatkan kecergasan individu.

Katakan kita mempunyai populasi beruang putih dan beruang hitam dari spesies yang sama. Pada satu ketika, populasi kajian mengalami penurunan jumlah organisma akibat bencana alam sekitar dan kebanyakan individu kulit putih mati secara kebetulan.

Dengan berlalunya masa, ada kemungkinan besar bahawa alel yang memberi kod untuk bulu hitam akan diperbaiki dan seluruh populasi terdiri dari individu hitam.

Namun, itu bukan penyesuaian kerana tidak memberikan kelebihan kepada individu yang memilikinya. Perhatikan bahawa proses penyimpangan gen tidak membawa kepada pembentukan penyesuaian, ini hanya berlaku melalui mekanisme pemilihan semula jadi.

Mungkin berkorelasi dengan ciri lain

Gen kita berdampingan dan dapat bergabung dengan pelbagai cara dalam proses yang disebut penggabungan semula. Dalam beberapa kes, gen dihubungkan dan diwarisi bersama.

Untuk memberi contoh keadaan ini, kita akan menggunakan kes hipotesis: gen yang memberi kod untuk mata biru dihubungkan dengan gen untuk rambut berambut perang. Secara logiknya adalah penyederhanaan, mungkin ada faktor lain yang terlibat dalam pewarnaan struktur, namun kita menggunakannya sebagai contoh didaktik.

Anggaplah rambut berambut perang dari organisma hipotesis kita memberikan beberapa kelebihan: penyamaran, perlindungan terhadap radiasi, terhadap sejuk, dll. Individu dengan rambut berambut perang akan mempunyai lebih banyak anak daripada rakan sebaya mereka yang tidak mempunyai ciri ini.

Keturunannya, selain rambut berambut perang, akan mempunyai mata biru kerana gennya bertaut. Sepanjang generasi kita dapat melihat bahawa mata biru meningkat dalam frekuensi walaupun mereka tidak memberikan kelebihan penyesuaian. Fenomena ini dikenal dalam literatur sebagai "penelusuran genetik".

Mungkin merupakan akibat dari sejarah filogenetik

Beberapa watak mungkin merupakan akibat dari sejarah filogenetik. Jahitan tengkorak pada mamalia menyumbang dan memudahkan proses kelahiran, dan dapat ditafsirkan sebagai penyesuaian untuknya. Walau bagaimanapun, sifat itu mewakili keturunan lain dan merupakan sifat leluhur.

Pra-penyesuaian dan eksaptasi

Selama bertahun-tahun, ahli biologi evolusi telah memperkaya terminologi mengenai ciri-ciri organisma, termasuk konsep baru seperti "pra-adaptasi" dan "eksapasi."

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

Sebagai contoh, paruh kuat beberapa burung mungkin telah dipilih untuk memakan jenis makanan tertentu. Tetapi dalam kes yang sesuai, struktur ini juga dapat berfungsi sebagai penyesuaian untuk menyerang domba. Perubahan fungsi secara tiba-tiba ini adalah pra-penyesuaian.

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

Sebagai contoh, bulu burung berenang tidak dibentuk oleh seleksi alam di bawah tekanan selektif berenang, tetapi secara kebetulan mereka berfungsi untuk melakukannya.

Sebagai analogi proses ini, kita mempunyai hidung, walaupun ia pasti dipilih kerana menambahkan beberapa kelebihan dalam proses pernafasan, sekarang kita menggunakannya untuk memegang kacamata kita.

Contoh eksapasi yang paling terkenal adalah ibu jari panda. Spesies ini memakan buluh secara khusus dan untuk memanipulasinya mereka menggunakan "ibu jari keenam" yang berasal dari pertumbuhan struktur lain.

Contoh penyesuaian

Penerbangan dalam vertebrata

Burung, kelelawar, dan pterosaurus yang kini pupus secara konvensional memperoleh cara pergerakan mereka: penerbangan. Pelbagai aspek morfologi dan fisiologi haiwan ini nampaknya merupakan penyesuaian yang meningkatkan atau menggemari kemampuan terbang.

Tulang mempunyai rongga yang menjadikannya ringan, tetapi struktur tahan. Konformasi ini dikenali sebagai tulang pneumatik. Dalam garis keturunan terbang hari ini - burung dan kelawar - sistem pencernaan juga mempunyai keunikan tertentu.

Usus jauh lebih pendek, berbanding dengan haiwan yang terbang dengan ukuran yang serupa, mungkin untuk mengurangkan berat badan semasa penerbangan. Oleh itu, pengurangan permukaan penyerapan nutrien memilih peningkatan laluan penyerapan sel.

Adaptasi pada burung turun ke tahap molekul. Telah diusulkan bahawa ukuran genom telah dikurangkan sebagai penyesuaian untuk penerbangan, mengurangi biaya metabolik yang berkaitan dengan memiliki genom yang besar, dan oleh itu sel-sel besar.

Echolocation pada kelawar

Sumber: Oleh Shung, dari Wikimedia Commons

Pada kelawar ada penyesuaian tertentu yang memungkinkan mereka mengarahkan diri secara spasial ketika mereka bergerak: echolocation.

Sistem ini terdiri daripada pancaran suara (manusia tidak mampu merasainya) yang melantunkan objek dan kelawar mampu melihat dan menerjemahkannya. Begitu juga, morfologi telinga spesies tertentu dianggap sebagai penyesuaian untuk dapat menerima gelombang dengan berkesan.

Leher zirafah yang panjang

Sumber: Oleh John Storr, dari Wikimedia Commons

Tidak ada yang meragui bahawa zirafah mempunyai morfologi yang tidak biasa: leher memanjang yang menyokong kepala kecil dan kaki panjang yang menyokong berat badan mereka. Reka bentuk ini menyukarkan aktiviti yang berbeza dalam kehidupan haiwan, seperti minum air dari kolam.

Penjelasan mengenai leher panjang spesies Afrika ini telah menjadi contoh kegemaran ahli biologi evolusi selama beberapa dekad. Sebelum Charles Darwin menyusun teori pemilihan semula jadi, naturalis Perancis Jean-Baptiste Lamarck telah menggunakan konsep - walaupun salah - perubahan dan evolusi biologi.

Bagi Lamarck, leher zirafah memanjang kerana haiwan ini terus menerus meregangkannya sehingga dapat mencapai tunas akasia. Tindakan ini akan diterjemahkan menjadi perubahan yang boleh diwarisi.

Berdasarkan biologi evolusi moden, penggunaan dan penggunaan watak dianggap tidak memberi kesan kepada keturunan. Penyesuaian leher panjang mesti timbul kerana individu yang melakukan mutasi untuk ciri tersebut meninggalkan lebih banyak keturunan daripada rakan sebaya dengan leher yang lebih pendek.

Secara intuitif kita dapat menganggap bahawa leher panjang membantu zirafah mendapatkan makanan. Walau bagaimanapun, haiwan ini biasanya mencari makanan di semak rendah.

Jadi untuk leher zirafah apa?

Pada tahun 1996, penyelidik Simmons dan Scheepers mengkaji hubungan sosial kumpulan ini dan menyangkal tafsiran bagaimana zirafah mendapat leher mereka.

Bagi ahli biologi ini, leher berkembang sebagai "senjata" yang digunakan lelaki dalam pertempuran untuk mendapatkan wanita, dan tidak mendapatkan makanan di kawasan tinggi. Pelbagai fakta menyokong hipotesis ini: leher lelaki lebih panjang dan lebih berat daripada pada wanita.

Kita dapat menyimpulkan bahawa, walaupun penyesuaian mempunyai makna yang jelas kelihatan, kita mesti mempersoalkan tafsiran dan menguji semua hipotesis yang mungkin menggunakan kaedah saintifik.

Perbezaan dengan evolusi

Kedua-dua konsep, evolusi dan penyesuaian tidak bertentangan. Evolusi boleh berlaku melalui mekanisme pemilihan semula jadi dan ini menghasilkan penyesuaian. Perlu ditekankan bahawa satu-satunya mekanisme yang menghasilkan penyesuaian adalah pemilihan semula jadi.

Terdapat proses lain, yang disebut penyimpangan gen (disebutkan di bahagian sebelumnya), yang boleh menyebabkan evolusi populasi tetapi tidak menghasilkan penyesuaian.

Kekeliruan mengenai penyesuaian

Walaupun penyesuaian nampaknya merupakan fitur yang dirancang tepat untuk penggunaannya, evolusi, dan akibatnya konsep penyesuaian, tidak memiliki tujuan atau tujuan sadar. Mereka juga tidak sama dengan kemajuan.

Sama seperti proses hakisan tidak bertujuan untuk mewujudkan gunung yang indah, evolusi tidak bertujuan untuk mewujudkan organisma yang disesuaikan dengan persekitarannya.

Organisme tidak berusaha untuk berkembang, jadi pemilihan semula jadi tidak memberi individu apa yang dia perlukan. Sebagai contoh, mari kita bayangkan serangkaian arnab yang, disebabkan oleh perubahan persekitaran, terpaksa mengalami fros yang teruk. Keperluan haiwan untuk bulu yang banyak tidak akan membuatnya muncul dan menyebar di populasi.

Sebaliknya, beberapa mutasi secara rawak dalam bahan genetik arnab dapat menghasilkan lapisan yang lebih banyak, menjadikan pembawanya mempunyai lebih banyak anak. Anak-anak ini mungkin mewarisi bulu ayah mereka. Oleh itu, bulu yang banyak dapat meningkatkan frekuensinya pada populasi arnab dan pada masa itu arnab tidak mengetahui hal ini.

Juga, pemilihan tidak menghasilkan struktur yang sempurna. Mereka hanya perlu "baik" untuk dapat meneruskan ke generasi seterusnya.

Rujukan

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, TJ, Lavin, SR, Chediack, JG, Tracy, CR, & Karasov, WH (2007). Penyesuaian pencernaan vertebrata terbang: penyerapan paraselular usus tinggi mengimbangi usus yang lebih kecil. Prosiding Akademi Sains Nasional, 104 (48), 19132-19137.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusi. Dewan Prentice.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
4. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exapation-istilah yang hilang dalam sains bentuk. Paleobiologi, 8 (1), 4-15.
5. Organ, CL, Shedlock, AM, Meade, A., Pagel, M., & Edwards, SV (2007). Asal ukuran dan struktur genom burung pada dinosaur bukan burung. Alam, 446 (7132), 180.