Thích nghi và Thể lực

Sự thích nghi là một đặc điểm được định hình bởi chọn lọc tự nhiên để cải thiện hiệu suất trong một chức năng cụ thể, và thể lực là thước đo sự đóng góp của một sinh vật vào thế hệ con cháu trong tương lai.

Definition

Sự thích nghi là một đặc điểm di truyền phát sinh và được duy trì bởi chọn lọc tự nhiên vì nó tăng cường sự sống sót hoặc sinh sản trong một môi trường cụ thể. Thể lực là sự đóng góp sinh sản dự kiến của một kiểu gen hoặc kiểu hình cho thế hệ tiếp theo, và là đại lượng mà chọn lọc tối đa hóa.

Scope

Chủ đề này bao gồm khái niệm thích nghi như một sản phẩm của chọn lọc trong quá khứ, ý nghĩa và cách đo lường thể lực, các tiêu chí được sử dụng để xác định sự thích nghi, vai trò của sự đánh đổi và các ràng buộc, và sự phê phán thuyết thích nghi ngây thơ phân biệt sự thích nghi với các sản phẩm phụ và các đặc điểm ngẫu nhiên.

Core questions

• Cần bằng chứng nào để chứng minh rằng một đặc điểm là sự thích nghi chứ không phải là sản phẩm phụ?
• Thể lực được định nghĩa và đo lường như thế nào trên các sinh vật và môi trường?
• Sự đánh đổi và các ràng buộc phát triển và di truyền giới hạn sự thích nghi như thế nào?
• Tại sao việc cho rằng mọi đặc điểm đều được thích nghi tối ưu là một ngụy biện?

Key theories

Sự thích nghi bằng chọn lọc tự nhiên

Các đặc điểm cải thiện thể lực tương đối được ưu tiên và tinh chỉnh qua nhiều thế hệ, tạo ra vẻ ngoài của sự thiết kế; việc chứng minh nghiêm ngặt đòi hỏi phải chỉ ra rằng đặc điểm đó cải thiện hiệu suất của một chức năng cụ thể và phát sinh do chọn lọc cho chức năng đó.

Phê bình chương trình thích nghi

Không phải mọi đặc điểm đều là sự thích nghi; một số là sản phẩm phụ (spandrels), ràng buộc hoặc hậu quả của sự trôi dạt, và các giả thuyết thích nghi phải được kiểm tra chứ không phải được giả định.

Mechanisms

Thể lực tích hợp sự sống sót, thành công trong giao phối và khả năng sinh sản vào sản lượng sinh sản dự kiến và có thể được phân chia thành các thành phần và được đo lường dưới dạng thể lực tương đối giữa các kiểu gen. Sự thích nghi tích lũy khi chọn lọc làm tăng tần số của các alen cải thiện một chức năng, nhưng nó bị giới hạn bởi sự đánh đổi (cải thiện một đặc điểm này nhưng làm giảm đặc điểm khác), bởi các tương quan di truyền và tính đa hiệu, và bởi các ràng buộc phát triển và lịch sử. Việc phân biệt một sự thích nghi thực sự với một sản phẩm phụ hoặc một đặc điểm trung tính đòi hỏi bằng chứng so sánh, thực nghiệm hoặc chức năng chứ không chỉ là sự hợp lý đơn thuần.

Clinical relevance

Các khái niệm về sự đánh đổi thể lực cung cấp thông tin cho y học tiến hóa, bao gồm lý do tại sao sự lão hóa vẫn tồn tại và tại sao mầm bệnh cân bằng sự lây truyền với độc lực; việc hiểu biết về sự thích nghi cũng hướng dẫn việc thiết kế các chiến lược quản lý kháng thuốc và nhân giống.

History

Phê bình của Williams năm 1966 đã làm sắc nét khái niệm thích nghi bằng cách nhấn mạnh rằng nó chỉ nên được viện dẫn khi cần thiết và được chứng minh bằng chức năng. Bài báo về spandrels của Gould và Lewontin năm 1979 đã thách thức thuyết thích nghi không phê phán, thúc đẩy một cách tiếp cận kiểm định giả thuyết nghiêm ngặt hơn đối với các tuyên bố rằng các đặc điểm là sự thích nghi.

Debates

Các đặc điểm nên được giải thích là sự thích nghi dễ dàng đến mức nào?

Cuộc tranh luận về thuyết thích nghi liên quan đến việc bao nhiêu hình thái của một sinh vật phản ánh sự chọn lọc tối ưu so với ràng buộc, sản phẩm phụ và sự ngẫu nhiên, và tiêu chuẩn bằng chứng nào mà các tuyên bố thích nghi đòi hỏi.

Key figures

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

Seminal works

• williams1966
• gouldLewontin1979
• futuyma2017

Frequently asked questions

Mọi đặc điểm có phải là sự thích nghi không?

Không. Một số đặc điểm là sản phẩm phụ của các đặc điểm khác, hậu quả của các ràng buộc phát triển hoặc di truyền, hoặc kết quả của sự trôi dạt; việc chứng minh sự thích nghi đòi hỏi bằng chứng về chọn lọc cho một chức năng cụ thể.

Thể lực thực sự đo lường điều gì?

Thể lực đo lường sự đóng góp sinh sản dự kiến của một kiểu gen hoặc kiểu hình cho các thế hệ tương lai, kết hợp sự sống sót, thành công trong giao phối và khả năng sinh sản, thường được biểu thị tương đối so với các biến thể khác trong quần thể.