Adaptacja
Adaptacja (łac. adaptatio – przystosowanie) oznacza proces, w którym organizm dostosowuje swoją strukturę lub funkcje do życia w nowym, trwale zmienionym środowisku lub w obliczu zewnętrznego stresu. Skuteczność tego przystosowania można ocenić poprzez stopień dostosowania.
Adaptacja jest kluczowym, zarówno dziedzicznym, jak i niedziedzicznym, oraz ewoluującym aspektem wszystkich żywych organizmów. Fenotypowa adaptacja, dotycząca zmian osobniczych, nie jest dziedziczna. Z kolei adaptacja dziedziczna wynika z doboru naturalnego lub sztucznego, co prowadzi do eliminacji niekorzystnych cech, zwiększając tym samym możliwości przetrwania organizmu oraz jego zdolność do reprodukcji. Zmiany adaptacyjne są przekazywane poprzez modyfikację materiału genetycznego osobników, które przetrwały w zmienionych warunkach środowiskowych. Organizmy dostosowują się do swojego środowiska, a te, które zamieszkują podobne siedliska, często rozwijają zbliżone przystosowania. Zjawisko to określa się jako konwergencja w przypadku gatunków o dalekim pokrewieństwie lub ewolucja równoległa dla gatunków bliżej spokrewnionych.
Nie każda cecha fenotypowa jest wynikiem adaptacji do środowiska. Cechy, które pojawiają się w wyniku ograniczeń fizjologicznych lub działania dryfu genetycznego, nie są uznawane za adaptacje. Do czasu publikacji artykułu Stephena J. Goulda i Richarda Lewontina zatytułowanego The Spandrels of San Marco and the Panglossian Paradigm: A Critique of the Adaptationist Programme pod koniec lat 70. XX wieku, sądzono, że każda cecha morfologiczna pełni jakąś funkcję. Gould i Lewontin zauważyli, że cechy mogą być wynikiem neutralnych zmian lub skutkiem ubocznym modyfikacji innych cech. George Williams wskazał, że aby uznać daną cechę za adaptacyjną, należy wziąć pod uwagę jej niezawodność (powszechność w populacji danego środowiska), skuteczność (zdolność do lepszego rozwiązywania problemów adaptacyjnych) oraz ekonomię (niskie koszty wytworzenia i utrzymania tej cechy). W przypadku spełnienia tych trzech kryteriów można stwierdzić, że cecha ta nie powstała przypadkowo, lecz była wynikiem doboru naturalnego. Douglas Futuyma podkreślił, że cecha może być uznana za adaptacyjną, jeśli charakteryzuje się złożonością struktury, funkcjonalnością w rozwiązywaniu problemów, możliwością eksperymentalnego określenia jej wpływu na przeżywalność oraz ewolucją w różnych gałęziach drzewa filogenezy, które są poddawane podobnym presjom selekcyjnym (np. korelacja między występowaniem cechy u niespokrewnionych gatunków a typem środowiska).
Procesy adaptacyjne można podzielić na trzy kategorie:
- indywidualne (działające w ciągu życia osobnika);
- populacyjne (kiedy zmiany zachodzą w procesie formowania się populacji);
- gatunkowe (uwarunkowane genotypem gatunku);
Typy zmian przystosowawczych
Zmiany przystosowawcze organizmu
Te zmiany wpływają głównie na fenotyp i nie są dziedziczne. Można je podzielić na trzy typy:
- reakcja – krótkotrwałe zmiany mobilizacyjne lub obronne jako odpowiedź na krótkotrwałe bodźce, np. reakcje emocjonalne, zmiany skórne, zmiany tętna;
- adiustacja – zmiany morfofunkcjonalne, które są odwracalne (po pewnym czasie po zaprzestaniu działania bodźców), występujące w odpowiedzi na długotrwałe bodźce o średnim nasileniu, np. zahartowanie, trening, zmiana kondycji; zmiany adiustacyjne mogą prowadzić do zmian o charakterze adaptacyjnym;
- adaptabilność – trwałe zmiany morfofunkcjonalne, które są odpowiedzią na długotrwałe bodźce o silnym nasileniu, manifestujące się w realizacji jednego z możliwych kierunków rozwoju;
Ponadto można wyróżnić inne kategorie zmian:
- adaptacja genetyczna – zmiany przystosowawcze, które utrwalają się w genotypie;
- adaptacja fizjologiczna – zmiany przystosowawcze w procesach wewnętrznych organizmu;
- adaptacja biochemiczna – zmiany biochemiczne spowodowane obciążeniem organizmu;
- adaptacja morfologiczna – zmiany w budowie ciała wynikające z interakcji genotypu z środowiskiem, zachodzące w procesie adaptacji fizjologicznej i biochemicznej;
- adaptacja behawioralna – zmiany w zachowaniu, które pozwalają na utrzymanie równowagi z otoczeniem;
- adaptacja metaboliczna – zmiany funkcji wewnętrznych organizmu odpowiadające na konkretne czynniki;
- adaptacja epigenetyczna – długotrwałe zmiany fenotypowe, które zapisują się w genotypie.
W oparciu o charakter zmian można wyróżnić:
- adaptacja mutacyjna – związana z ewolucją gatunków, prowadząca do powstawania nowych ras;
- adaptacja modyfikacyjna – adiustacja lub adaptabilność;
- adaptacja modulacyjna – bezpośrednie przystosowanie do szybko zmieniających się warunków;
W koncepcji Karla Poppera adaptacje stanowią formę wiedzy o otoczeniu, jaką posiada organizm. Można je podzielić na trzy kategorie:
- adaptacje anatomiczne i fizjologiczne jako elementy struktury organizmów;
- adaptacje w zachowaniach ukierunkowanych na osiąganie celów;
- adaptacje jako treści myślenia utrwalone w zewnętrznych nośnikach informacji.
Zmiany przystosowawcze populacji zwierzęcych
Rozwój populacji zależy od adaptacji genetycznej lub kulturowej (w przypadku ludzi). Ogólna charakterystyka tych zmian jest następująca:
Porównanie mechanizmów adaptacji ludzi i innych zwierząt:
Adaptacja u człowieka
U ludzi strategie przystosowawcze uległy zmianie wraz z końcem paleolitu. Zaczęły być widoczne czynniki społeczno-kulturowe. Po rozpoczęciu uprawy roli i powstaniu pierwszych miast dalsze dostosowanie uzależnione było od warunków kulturowych. Liczba pokoleń (od 150 do 200) od powstania pierwszych miast jest zbyt mała, aby mogła zajść adaptacja genetyczna do nowego środowiska. Natomiast w przypadku innych gatunków występuje adaptacja biologiczna do urbicenoz, gdzie cykl reprodukcyjny jest znacznie krótszy. Niektóre gatunki mogą dostosować się nawet w ciągu kilku pokoleń.
Porównanie czynników adaptacyjnych populacji paleolitycznych i postpaleolitycznych:
Przypisy
Bibliografia
David Begun: Prawdziwa planeta małp. Warszawa: Prószyński i s-ka, 2017. ISBN 978-83-8123-000-1.
David Buss: Psychologia ewolucyjna. Gdańsk: Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne, 2003. ISBN 83-87957-41-0.
Halina Krzanowska, Adam Łomnicki, Jan Rafiński, Henryk Szarski: Zarys mechanizmów ewolucji. Warszawa: PWN, 2002. ISBN 83-01-13723-1.
Biologia. Multimedialna encyklopedia PWN Edycja 2.0. Wrocław: Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2008. ISBN 978-83-61492-24-5. Brak numerów stron w książce.
Encyklopedia Biologia. Greg, 2008. ISBN 978-83-7327-756-4. Brak numerów stron w książce.
Menno Schilthuizen. Darwin w wielkim mieście. „Świat Nauki”. nr 10 (326), 2018. Prószyński Media. ISSN 0867-6380.
Andrzej Stępnik. Co memetyka może wnieść do wiedzy o danej kulturze? Metodologiczne aspekty memetyki. „Teksty z Ulicy. Zeszyt memetyczny”. 17, 2016. ISSN 2081-397X.
Napoleon Wolański: Ekologia człowieka. T. 2: Ewolucja i dostosowanie biokulturowe. Warszawa: PWN, 2012. ISBN 978-83-01-14864-5.
Linki zewnętrzne
AlexanderA. Rosenberg, FredericF. Bouchard: Fitness, [w:] Stanford Encyclopedia of Philosophy, CSLI, Stanford University, 18 września 2015, ISSN 1095-5054 [dostęp 2018-01-16] (ang.).