Komponenty biologickej adaptácie a metódy na jej kvantifikáciu



biologickej adaptácie, biologická spôsobilosť, biologická účinnosť alebo. \ t vhodnosť, v evolučnej biológii, je to miera schopnosti určitého biologického subjektu ponechať plodné potomstvo ďalším generáciám. Operačná definícia je však zložitá a neexistuje žiadna presná metóda alebo opatrenie, ktoré by ju umožnilo kvantifikovať.

Hoci jej definícia je mätúca a často nesprávne interpretovaná, vhodnosť je základný koncept na pochopenie evolučného procesu, pretože výber funguje prostredníctvom rozdielov v vhodnosť medzi jednotlivcami (alebo alelami) v populácii.

V skutočnosti, podľa S.C. Stearns vhodnosť Je to koncept, ktorému všetci ľudia rozumejú, ale nikto ho nedokáže presne definovať.

index

  • 1 Čo je fitness?
    • 1.1 Definície
    • 1.2 Pôvod termínu
  • 2 Komponenty fitness
  • 3 Absolútna a relatívna spôsobilosť
  • 4 Vrátane fitness
  • 5 Metódy kvantifikácie spôsobilosti
    • 5.1 Rýchlosť zmeny frekvencií alel
    • 5.2 Experimenty s opätovným zachytením
    • 5.3 Odchýlky od Hardyho-Weinbergovho princípu
  • 6 Referencie

Čo je to vhodnosť?

definícia

Termín vhodnosť označuje schopnosť reprodukcie a prežitia skupiny organizmov. Inými slovami, to je vlastnosť, ktorá určuje schopnosť šíriť svoje gény v populácii, s prechodom generácií. V literatúre nájdeme desiatky definícií, vrátane:

- Tendencia jednotlivca alebo jednotlivcov niesť alelu, ktorá im umožňuje prežiť a produkovať životaschopné potomstvo.

- Rýchlosť, ktorou je alela alebo charakteristika dispergovaná numericky.

- Schopnosť jednotlivca s určitými alelami využívať zdroje a vyrovnať sa s environmentálnymi podmienkami na prežitie a reprodukciu.

- Kvantifikovateľná charakteristika alel, genotypov alebo charakteristík jednotlivcov, ktorí predpovedajú ich numerické zastúpenie v budúcich generáciách.

Niektorí autori, ktorí sa snažia definovať vhodnosť, zamieňajú ho s evolučnou dynamikou - čo je logickým dôsledkom zmeny v vhodnosť.

Z koncepčného hľadiska vhodnosť je to podobný parameter pre genetikov a pre etológov a ekológov. Rozdiel je však v tom, že obidve vetvy evolučnej biológie odhadujú alebo kvantifikujú parameter.

Pôvod termínu

Na rozdiel od všeobecného presvedčenia britský prírodovedec Charles Darwin tento termín nepoužil vhodnosť v prvých vydaniach aleboriadia tento druh.

Naopak, Darwin použil sloveso "prispôsobiť sa odkazovať na schopnosť fenotypu vyvíjať sa a „zapadnúť“ do prostredia, v ktorom žije.

Ako analógia modelu kľúča a zámky je kľúč reprezentovaný organizmom a zámkom prostredia, ktoré musia byť z hľadiska prežitia, vývoja, rastu a reprodukcie vhodné..

vhodnosť sa objavil v neskorších vydaniach Pôvod druhu vplyvom polymath Herberta Spencera a jeho populárnej frázy "prežitie silnejších" (v angličtine) prežitie silnejšieho).

Komponenty vhodnosť

Podľa Futuymy (2005), vhodnosť Skladá sa z troch zložiek: pravdepodobnosť prežitia v niekoľkých štádiách reprodukcie, priemerný počet potomstva produkovaného samicou a priemerný počet potomkov produkovaných samcom..

Rozdiel v počte potomkov je logickým dôsledkom súťaže nájsť partnera - zvyčajne známy ako sexuálny výber.

Ako pravdepodobnosť prežitia a priemerný počet potomkov tvoria zložky vhodnosť, Je to koncept, ktorý sa vzťahuje len na skupiny. Napríklad vhodnosť všetkých jedincov určitého genotypu.

Nie je reprezentatívne uvádzať vhodnosť jednotlivcov, pretože ich reprodukčný úspech a ich prežitie môžu byť ovplyvnené náhodou.

vhodnosť absolútna a relatívna

V literatúre vhodnosť vyjadruje sa v absolútnom a relatívnom vyjadrení. Pre jednoduchosť je tento pojem použiteľný na organizmy, ktoré sa v živote iba rozmnožujú a ich populácie sa neprekrývajú, pretože sa všetci jedinci rozmnožujú v rovnakom čase..

V týchto organizmoch. \ T vhodnosť absolútna alela je definovaná ako priemerný počet potomkov produkovaných jedincom nesúcim uvedenú alelu.

Môže sa vypočítať ako súčin relatívnej plodnosti podľa podielu pozostalých. Teoreticky sa táto hodnota takmer nedá kvantifikovať.

Na rozdiel od toho vhodnosť príbuzným alely je jej vhodnosť absolútna v porovnaní s referenčnou alelou. Podľa konvencie je referenčnou alelou tá, ktorá má najvyššiu hodnotu vhodnosť absolútna a je priradená relatívna hodnota 1.

Ďalší spôsob, ako vyjadriť vhodnosť príbuzný to robí s ohľadom na priemer vhodnosť absolútna populácia alebo ako frekvenčný polomer alely v nasledujúcej generácii vzhľadom na súčasnú generáciu. Uznáva sa, že výber koná v relatívnom a nie v absolútnom.

vhodnosť vrátane

V roku 1964 vyvinul evolučný teoretik William Hamilton dômyselnú teóriu na pochopenie altruistického správania určitých zvierat: výber rodiny.

Hamilton vyvinul koncept vhodnosť Inkluzívna alebo inkluzívna účinnosť. Pre autora vhodnosť rozdeliť na dve zložky, jednu priamu a jednu nepriamu.

Prvý je výsledkom reprodukcie jednotlivca, zatiaľ čo druhý je dosiahnutý reprodukciou blízkych príbuzných.

Nepriama účinnosť vzniká, keď sa blízkym príbuzným podarí dosiahnuť väčší reprodukčný úspech, než by dosiahli sami, vďaka príspevku svojich príbuzných..

Metódy na kvantifikáciu. \ T vhodnosť

V empirických štúdiách je možné odhadnúť vhodnosť pomocou rôznych metodík, z ktorých každá má svoje výhody a nevýhody.

Vedci veria, že vhodnosť záleží na kontexte, z tohto dôvodu prirodzené experimentálne návrhy poskytujú lepšie výsledky ako merania parametra, ktoré sa vykonávajú v laboratóriu s ideálnymi podmienkami života, malým stresom a neobmedzeným množstvom potravín.

Literatúra navrhuje tri metódy kvantifikácie fitness: použitím rýchlosti zmeny alelických frekvencií, prostredníctvom experimentov spätného zachytávania tagov a použitím odchýlok v Hardy-Weinbergovom princípe. Druhý prípad sa vzťahuje len na prípady heterozygotnej výhody.

Rýchlosť zmeny alelických frekvencií

V prvom prípade sa vypočíta výberový koeficient, ktorý kvantifikuje redukciu vhodnosť vzhľadom na najlepší genotyp s výrazom s = AP / p'q2. Poznaním hodnoty s môžete poznať vhodnosť s výrazom: Fitness (w) = 1 - s.

Experimenty s opätovným zachytením

V druhej metóde jednoducho vypočítajte podiel počtu osôb, ktoré boli zachytené na počte prepustených jednotlivcov. Najvyššia hodnota je priradená vhodnosť 1 a zvyšok je rozdelený medzi uvedenú hodnotu.

Odchýlky od Hardyho-Weinbergovho princípu

Nakoniec odchýlky od Hardyho-Weinbergovho princípu vypočítajú vzťah medzi pozorovanými a očakávanými frekvenciami. A, ako v predchádzajúcom prípade, je priradený vhodnosť 1 s najvyššou hodnotou a zvyšok sa delí týmto.

referencie

  1. Darwin, C. (1859). O pôvode druhov prostredníctvom prirodzeného výberu. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolučná analýza. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). vývoj . Sinauer.
  4. Ridley, M. (2004). vývoj. Malden.
  5. Soler, M. (2002). Evolúcia: základ biológie. Južný projekt.
  6. Westneat, D., & Fox, C. W. (Eds.). (2010). Evolučná behaviorálna ekológia. Oxford University Press.