生物适应：特征，类型，实例 - 生物学 - 2024

一个生物适应性的一个特点是存在于增加它的能力生存和繁殖，相对于它的同伴没有这种特质谁的有机体。导致适应的唯一过程是自然选择。

如果我们停止研究活生物体的不同谱系，就会发现它们充满了一系列复杂的适应。从模仿蝴蝶到允许飞行的复杂翅膀结构。

来源：Punnett，Reginald Crundall，通过Wikimedia Commons

并非我们在某些生物中观察到的所有特征或性状都可以立即标记为适应。有些可能是化学或物理后果，它们可能是遗传漂移或所谓的基因搭便车事件产生的特征。

可以通过应用科学方法来验证生物的特征，以验证它们是否确实是适应物以及它们的暂定功能是什么。

为此，必须提出有关潜在用途的假设，并通过适当的实验设计进行测试-通过操纵个人或通过简单的观察。

尽管改编通常看起来很完美，甚至是“设计的”，但事实并非如此。适应不是有意识过程的结果，因为进化既没有终点也没有目标，它也没有寻求完美的有机体。

特点

根据不同的岛屿，进化出了不同种类的雀科。

适应是增加个体适应性的特征。在进化生物学中，术语适应性或生物适应性是指生物体离开后代的能力。如果某个人留下的后代比同伴多，则说他的适应能力更大。

最合适的人不是最强的人，不是最快的人，也不是最大的人。它是一个能够生存，寻找伴侣并繁殖的动物。

一些作者经常在适应性定义中添加其他元素。如果我们考虑沿袭的历史，我们可以将适应性定义为对某种选择剂的响应而进化的衍生性状。此定义比较了角色对特定变体的适应性影响。

适应类型

根据遗传变化的表达方式，适应的三种基本类型是结构，生理和行为调节。在这些类型的每一种中，执行不同的过程。大多数生物都将这三种有机物结合在一起。

形态和结构

这些改编可以是解剖学的，包括模仿和隐秘的着色。

就其本身而言，模仿是指某些生物能够模仿其他更具攻击性和危险性的生物的特征以驱赶它们的外部相似性。

例如，珊瑚蛇有毒。它们可以通过其特征鲜明的色彩来识别。另一方面，皇后山蛇是无害的，但它们的颜色使它们看起来像珊瑚礁。

生物的外观通过结构适应来建模，具体取决于生物所处的环境。例如，沙漠狐狸的耳朵会散发热量，而北极狐狸的耳朵会散发热量。

由于其毛皮的色素沉着，白色的北极熊伪装在浮冰上，在斑驳的丛林阴影中伪装了美洲虎。

植物也遭受这些变化。树木可能有软木树皮，以保护它们免遭野火。

结构的改变会影响生物的不同层次，从膝关节到大型飞行肌肉的存在以及掠食性鸟类的清晰视力。

生理和功能

这些类型的适应涉及器官或组织的改变。它们是解决环境中发生的问题的机体功能变化。

根据身体的化学和新陈代谢，通常不会显示出生理适应性。

此类适应的一个明显例子是休眠。这是一种困倦或昏昏欲睡的状态，许多温血动物在冬天都会经历这种状态。冬眠期间发生的生理变化因物种而异。

生理上和功能上的适应性将是，例如，沙漠动物（例如骆驼）使用的更有效的肾脏，防止蚊子唾液中的血液凝结的化合物或植物叶子中存在的毒素以排斥它们。草食动物。

通常需要进行实验室研究来测量血液，尿液和其他体液的含量，以追踪代谢途径，或者对生物组织进行微观研究，以识别生理适应性。

如果没有共同的祖先或密切相关的物种可以与结果进行比较，有时很难检测到它们。

种族或行为

这些适应会影响生物体由于各种原因而行动的方式，例如确保繁殖或食物，保护自己免受天敌或在环境条件不适合时改变栖息地。

在行为适应中，我们发现迁移是指动物从其自然繁殖区到其他栖息地的定期大规模动员。

这种移位发生在繁殖季节之前和之后。关于这个过程的奇妙之处在于，其中发生的其他变化可能是解剖上和生理上的变化，就像蝴蝶，鱼类和蝴蝶一样。

另一种可能发生变化的行为是求爱或求爱。其变体可能非常复杂。动物的目的是获得伴侣并将其引导交配。

在交配期间，大多数物种具有被视为仪式的不同行为。这些包括展示，发出声音或提供礼物。

因此，我们可以观察到，熊越冬越冬越冬，鸟类和鲸鱼迁移到温暖的气候，冬季炎热的夜晚夜间沙漠动物活跃。这些例子是帮助动物生存的行为。

通常，行为适应需要在野外和实验室进行认真研究，才能发现它们。它们通常涉及生理机制。

在人类中也可以看到这些类型的适应。这些将文化适应作为行为适应的子集。例如，在给定环境中生活的人们学习如何修改食物以适应给定气候。

所有功能都适应吗？

当观察任何生物时，我们会注意到它充满了特征，需要解释。考虑一只鸟：全身羽毛的颜色，歌曲，腿和喙的形状，复杂的求爱舞蹈-我们都可以认为它们具有适应性吗？

不会。虽然自然界确实充满了适应能力，但我们不应该立即推断我们观察到的特征就是其中之一。出现特征可能主要是由于以下原因：

它们可能是化学或物理结果

许多特征仅仅是化学或物理事件的结果。在哺乳动物中，血液的颜色是红色，没有人认为红色本身就是一种适应。

血液由于其组成而为红色：红细胞存储一种负责输送氧气的蛋白质，称为血红蛋白-引起所述液体的特征性着色。

可能是基因漂移的结果

漂移是产生等位基因频率变化的随机过程，并以随机方式导致某些等位基因的固定或消除。这些特征不会带来任何好处，也不会增加个人的身体素质。

假设我们有相同种类的白熊和黑熊。在某个时候，由于环境灾难，研究人群的生物数量减少了，大多数白人偶然死亡。

随着时间的流逝，编码黑色皮毛的等位基因很可能会被固定，而整个种群将由黑色个体组成。

但是，这不是适应，因为它不会给拥有它的个人带来任何好处。请注意，基因漂移的过程不会导致适应的形成，而只能通过自然选择的机制发生。

它可能与另一个特征相关

我们的基因是并排的，可以在称为重组的过程中以不同方式组合。在某些情况下，基因被链接在一起并被继承。

为了说明这种情况，我们将使用一个假设的案例：编码蓝眼睛的基因与金发基因相关。从逻辑上讲，这是一种简化，结构的着色可能还涉及其他因素，但是我们将其用作教学示例。

假设我们的假设生物的金发有一些优势：伪装，防辐射，防寒等。金发个体比没有这种特征的同龄人拥有更多的孩子。

除了金色的头发，这些后代还将拥有蓝眼睛，因为这些基因相互关联。在几代人中，我们可以观察到，即使蓝眼睛没有任何适应性优势，其频率也会增加。这种现象在文献中被称为“遗传搭便车”。

可能是系统发育史的结果

一些特征可能是系统发育史的结果。哺乳动物的颅骨缝线有助于并促进分娩过程，并且可以解释为对此的适应。但是，该性状在其他谱系中具有代表性，并且是祖先性状。

预适应和豁免

多年来，进化生物学家丰富了有关有机体特征的术语，包括诸如“预适应”和“适应”的新概念。

根据Futuyma（2005）的说法，预先适应是“一种幸运地服务于新功能的特征”。

例如，可能已经选择了一些鸟类的强喙来食用某种类型的食物。但是在适当的情况下，这种结构也可以用作攻击绵羊的一种方法。功能上的这种突然变化是预适应。

1982年，古尔德（Gould）和弗巴（Vrba）引入了“适应”的概念，以描述一种预先适应，这种适应已被选择用于新用途。

例如，游泳鸟类的羽毛不是在游泳的选择压力下自然选择而形成的，但幸运的是，它们确实起到了作用。

作为此过程的一个比喻，我们有鼻子，尽管确实选择了它是因为它在呼吸过程中增加了一些优势，但现在我们用它来托住我们的眼镜。

最著名的例子是熊猫的拇指。该物种专门以竹子为食，并利用从其他结构生长而来的“第六只拇指”对其进行操纵。

改编示例

在脊椎动物中飞行

鸟类，蝙蝠和现已灭绝的翼龙共同获得了其运动方式：飞行。这些动物的形态和生理学的各个方面似乎都是增加或有利于飞行的适应性。

骨头具有使它们变轻但具有抵抗力的结构的空腔。这种构造被称为气化骨头。在当今的飞行谱系（鸟类和蝙蝠）中，消化系统也具有某些特殊性。

与类似大小的无法飞行的动物相比，肠道要短得多，这可能是为了减轻飞行中的体重。因此，养分吸收表面的减少选择了细胞吸收途径的增加。

鸟类的适应能力下降到分子水平。已经提出，为了适应飞行，已经减小了基因组的大小，降低了与具有大基因组以及因此具有大细胞相关的代谢成本。

蝙蝠的回声定位

来源：Shung，来自Wikimedia Commons

在蝙蝠中，有一种特殊的适应方式，即允许它们在移动时在空间上定向：回声定位。

该系统包括从物体弹起的声音的发射（人类无法感知），而蝙蝠则能够感知并翻译它们。同样，某些物种的耳朵的形态被认为是一种能够有效接收电波的适应方式。

长颈鹿的长脖子

来源：John Storr，来自Wikimedia Commons

没有人会怀疑长颈鹿具有不寻常的形态：细长的脖子支撑小头，长腿支撑体重。这种设计使动物生活中的各种活动变得困难，例如池塘中的饮用水。

几十年来，对这些非洲物种长脖子的解释一直是进化生物学家最喜欢的例子。在查尔斯·达尔文（Charles Darwin）构想自然选择理论之前，法国自然学家让·巴蒂斯特·拉马克（Jean-Baptiste Lamarck）已经运用了变化和生物进化的概念（尽管是错误的）。

对于Lamarck而言，长颈鹿的脖子拉长了，因为长颈鹿不断地将其伸展到相思芽。此操作将转化为可继承的更改。

根据现代进化生物学，字符的使用和废弃对后代没有影响。必须出现长颈适应性，因为携带这些特征突变的个体比其短颈同类留下更多的后代。

凭直觉，我们可以假设长脖子有助于长颈鹿获得食物。但是，这些动物通常在矮灌木丛中觅食。

那么长颈鹿的脖子是干什么的呢？

1996年，研究人员Simmons和Scheepers研究了该群体的社会关系，并反对了关于长颈鹿是如何获得脖子的解释。

对于这些生物学家来说，脖子演变成一种“武器”，男性在战斗中用来与女性接触，而不是在高处获取食物。各种事实都支持这一假设：男性的脖子比女性的脖子更长，更重。

我们可以得出结论，即使改编具有明显的含义，我们也必须质疑这些解释并使用科学方法检验所有可能的假设。

与进化的差异

进化和适应这两个概念并不矛盾。进化可以通过自然选择的机制发生，并且会产生适应。必须强调的是，产生适应的唯一机制是自然选择。

还有另一个过程，称为基因漂移（在上一节中提到），它可以导致种群进化，但不会产生适应性。

关于适应的困惑

尽管改编似乎是为使用，发展而设计的特征，因此是改编的概念，但没有目标或有意识的目的。它们也不是进步的代名词。

正如侵蚀过程并非要创造美丽的山脉一样，进化也不是为了创造完全适合其环境的生物。

有机体不会努力进化，因此自然选择并不能满足个人的需求。例如，让我们想象一下，由于环境变化，一系列兔子不得不承受严峻的霜冻。动物对大量毛皮的需求不会使其在种群中出现和传播。

相比之下，兔子遗传物质中的一些随机突变可能会产生更丰富的外壳，从而使其携带更多的孩子。这些孩子可能继承了父亲的皮毛。因此，丰富的毛皮可以增加兔子种群中的频率，而兔子从来没有意识到这一点。

同样，选择不能产生完美的结构。他们只需要足够的“好”就可以传给下一代。

参考文献

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