Адаптация и приспособленность

Адаптация — это признак, сформированный естественным отбором для улучшения выполнения определенной функции, а приспособленность — это мера вклада организма в будущие поколения.

Definition

Адаптация — это наследуемый признак, который возник и поддерживается естественным отбором, поскольку он повышает выживаемость или репродукцию в конкретной среде. Приспособленность — это ожидаемый репродуктивный вклад генотипа или фенотипа в следующее поколение, и это величина, которую максимизирует отбор.

Scope

Эта тема охватывает концепцию адаптации как продукта прошлого отбора, значение и измерение приспособленности, критерии, используемые для идентификации адаптаций, роль компромиссов и ограничений, а также критику наивного адаптационизма, который отличает адаптации от побочных продуктов и случайных особенностей.

Core questions

• Какие доказательства необходимы, чтобы продемонстрировать, что признак является адаптацией, а не побочным продуктом?
• Как определяется и измеряется приспособленность у организмов и в различных средах?
• Как компромиссы, а также ограничения развития и генетические ограничения лимитируют адаптацию?
• Почему ошибочно предполагать, что каждый признак оптимально адаптирован?

Key theories

Адаптация путем естественного отбора

Признаки, улучшающие относительную приспособленность, благоприятствуются и совершенствуются на протяжении поколений, создавая видимость целенаправленности; строгое доказательство требует демонстрации того, что признак улучшает выполнение определенной функции и возник путем отбора для этой функции.

Критика адаптационистской программы

Не каждый признак является адаптацией; некоторые являются побочными продуктами (пандативами), ограничениями или следствиями дрейфа, и адаптивные гипотезы должны быть проверены, а не просто приняты.

Mechanisms

Приспособленность интегрирует выживаемость, успех спаривания и плодовитость в ожидаемый репродуктивный выход и может быть разделена на компоненты и измерена как относительная приспособленность среди генотипов. Адаптация накапливается по мере того, как отбор повышает частоту аллелей, улучшающих функцию, но она ограничена компромиссами (улучшение одного признака за счет другого), генетическими корреляциями и плейотропией, а также ограничениями развития и историческими ограничениями. Отличие истинной адаптации от побочного продукта или нейтрального признака требует сравнительных, экспериментальных или функциональных доказательств, а не просто правдоподобия.

Clinical relevance

Концепции компромиссов приспособленности используются в эволюционной медицине, включая объяснение того, почему сохраняется старение и почему патогены балансируют между передачей и вирулентностью; понимание адаптации также направляет разработку стратегий управления устойчивостью и селекции.

History

Критика Уильямса 1966 года заострила концепцию адаптации, настаивая на том, что ее следует применять только при необходимости и демонстрировать функцией. Статья Гулда и Левонтина 1979 года о пандативах бросила вызов некритическому адаптационизму, что привело к более строгому, основанному на проверке гипотез подходу к утверждениям о том, что признаки являются адаптациями.

Debates

Насколько легко следует интерпретировать признаки как адаптации?

Дебаты об адаптационизме касаются того, насколько форма организма отражает оптимизирующий отбор по сравнению с ограничениями, побочными продуктами и случайностью, и какой стандарт доказательств требуется для адаптивных утверждений.

Key figures

• George C. Williams
• Stephen Jay Gould
• Richard Lewontin

Seminal works

• williams1966
• gouldLewontin1979
• futuyma2017

Frequently asked questions

Является ли каждый признак адаптацией?

Нет. Некоторые признаки являются побочными продуктами других особенностей, следствиями ограничений развития или генетических ограничений, или результатами дрейфа; демонстрация адаптации требует доказательств отбора для конкретной функции.

Что на самом деле измеряет приспособленность?

Приспособленность измеряет ожидаемый репродуктивный вклад генотипа или фенотипа в будущие поколения, объединяя выживаемость, успех спаривания и плодовитость, обычно выражаемый относительно других вариантов в популяции.