MỐI QUAN HỆ GIỮA SỰ THÍCH NGHI VÀ SỰ TỒN TẠI KHÁC BIỆT CỦA CÁC SINH VẬT - SINH HỌC - 2026

Trong sinh học tiến hóa, chủ đề trung tâm là nghiên cứu về sự thích nghi . Chúng có thể được định nghĩa theo quy trình hoặc trạng thái. Nếu chúng ta coi nó như một quá trình, thì đó là một phần của sự thay đổi tiến hóa được thúc đẩy bởi cơ chế chọn lọc tự nhiên. Ngược lại, về mặt trạng thái, nó là một đặc tính mà điều kiện hiện tại đã được định hình bởi chọn lọc tự nhiên.

Chọn lọc tự nhiên là một cơ chế tiến hóa và được định nghĩa là sự tái tạo khác biệt của các sinh vật sống. Vì vậy, một số sinh vật sinh sản nhiều hơn những sinh vật khác nhờ sở hữu một số đặc điểm hoặc tính cách làm tăng sức khỏe của chúng.

Nguồn: pixabay.com

Những ý tưởng cơ bản này được Charles Darwin phát triển trong cuốn "Nguồn gốc của các loài". Sự tiến hóa là cơ chế duy nhất được biết đến có thể dẫn đến sự thích nghi.

Có nghĩa là, có mối quan hệ giữa sự thích nghi và sự thành công sinh sản khác nhau của một số cá thể biểu hiện các đặc điểm làm tăng khả năng sinh sản của chúng. Khi cái sau xuất hiện trong quần thể, nó tạo ra sự thích nghi.

Sự thích nghi, chọn lọc tự nhiên và

Trong quá trình tiến hóa, có một số khái niệm cốt lõi như thích nghi, chọn lọc tự nhiên và thể chất. Có những thuật ngữ quan trọng khác (như trôi dạt gen), nhưng với mục đích của bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung sự chú ý vào ba thuật ngữ này.

Thể chất là khả năng tồn tại và sinh sản của một sinh vật, để lại con cái có khả năng sinh sản. Có một số cách để lượng hóa nó và tham số thay đổi từ 0 đến 1.

Khi một đặc điểm có thể di truyền mang lại cho một số cá thể lợi thế về thể lực (so với những cá thể không có nó), một điều tất yếu sẽ xảy ra: những cá thể này sẽ sinh sản nhiều hơn những cá thể khác và sẽ tăng tần suất xuất hiện trong quần thể. Đây được gọi là chọn lọc tự nhiên.

Thuật ngữ 'lựa chọn' thường gây hiểu nhầm, vì không có sự lựa chọn có ý thức của một số cá nhân trong quá trình này.

Như một quá trình, thích nghi được định nghĩa là sự tiến hóa do chọn lọc tự nhiên gây ra, kết quả là tích lũy những thay đổi thuận lợi.

Với tư cách là một nhân vật, thích nghi là một đặc điểm phát triển dần dần và hoàn thành một vai trò sinh học cụ thể. Về thể trạng, tính trạng này vượt trội hơn so với các trạng thái khác của tính trạng trong lịch sử tiến hóa của loài.

Thuyết thích ứng là gì?

Một quan điểm phổ biến trong sinh học tiến hóa được gọi là thuyết thích nghi. Theo những người bảo vệ quan điểm này, phần lớn các đặc điểm có ở sinh vật hữu cơ có thể được coi là sự thích nghi và trạng thái của chúng là tối ưu.

Có những nhà khoa học đáng chú ý trong nhánh tiến hóa ủng hộ chương trình thích nghi, chẳng hạn như John Maynard Smith hoặc William Hamilton, trong số những người khác. Một trong những đối thủ lớn nhất của ông là nhà cổ sinh vật học nổi tiếng Stephen Jay Gould và đồng nghiệp Richard Lewontin.

Một trong những hậu quả của thuyết thích nghi là sự phân chia sinh vật thành các khu vực không kết nối với nhau, đánh giá các tính trạng một cách cô lập. Những người phản đối ông cho rằng sự tồn tại của một đặc điểm ngày nay không phải lúc nào cũng được hiểu như một đặc điểm thích nghi.

Có phải tất cả các tính năng đều thích ứng không?

Khi chúng ta đánh giá các đặc điểm của một sinh vật hữu cơ, chúng ta không thể kết luận nếu không có bằng chứng rằng tất cả các đặc điểm của nó đều tương ứng với sự thích nghi. Có những quy trình khác có thể giải thích sự hiện diện của một số tính năng. Lưu ý rằng một trong những hậu quả của tính trạng không thích nghi là nó không phải là sản phẩm của chọn lọc tự nhiên.

Có thể đặc tính mà chúng ta quan sát được chỉ đơn giản là hệ quả của hóa học hoặc vật lý của nó. Ví dụ, không ai có thể nghĩ rằng màu đỏ tươi đặc trưng của máu là thích nghi. Nó chỉ đơn giản là hệ quả của cấu trúc của nó - có lẽ là thích nghi, vì nó đảm bảo sự vận chuyển oxy.

Nó cũng có thể là một đặc điểm đã được cố định bởi sự trôi dạt gen, một cơ chế tiến hóa thứ hai. Trên thực tế, hậu quả của sự trôi dạt là sự tiến hóa không thích nghi, vì có sự thành công sinh sản khác nhau nhưng không liên quan đến một đặc tính làm tăng sức khỏe của các cá thể.

Một khả năng khác là đặc tính mà chúng ta quan sát và nghĩ là thích nghi được liên kết với một đặc điểm khác (ví dụ, các gen nằm gần nhau trên cùng một nhiễm sắc thể, do đó xác suất tái tổ hợp thấp) hơn là nếu nó được chọn lọc.

Làm cách nào để kiểm tra xem một đặc điểm có thích nghi hay không?

Trong trường hợp chúng ta nghi ngờ rằng một đặc điểm là một sự thích nghi, chúng ta phải kiểm tra nó giống như cách chúng ta kiểm tra bất kỳ thực tế nào khác trong khoa học sinh học: sử dụng phương pháp khoa học.

Chúng tôi phải xem xét một loạt các thử nghiệm để giúp chúng tôi kiểm tra xem đặc điểm được đề cập có thích nghi hay không. Ví dụ, chúng tôi nghi ngờ rằng màu trắng của gấu Bắc Cực dùng để ngụy trang.

Mặc dù nó sẽ không thực tế cho lắm, một trong những thiết kế thử nghiệm có thể có là sơn một con gấu màu nâu, sơn một con gấu màu trắng (đây sẽ là biện pháp kiểm soát thủ tục để đảm bảo rằng mỗi màu sơn không có tác dụng trong thử nghiệm của chúng tôi) và một con gấu bình thường.

Sau đó, chúng tôi sẽ định lượng xem có bất kỳ khía cạnh nào trong cuộc sống của các sinh vật thí nghiệm bị ảnh hưởng hay không. Chúng ta phải áp dụng lý luận này cho bất kỳ nghi ngờ nào về sự thích nghi, không cho rằng đặc điểm là thích nghi.

Exaptation: một góc nhìn thay thế

Vào năm 1982, các nhà nghiên cứu Stephen Jay Gould và Elisabeth Vrba đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Paleobiology chính thức hóa một khái niệm mới trong sinh học: tống cổ.

Đối với các tác giả, tống cổ là một thuật ngữ cần thiết trong sinh học tiến hóa để mô tả các đặc điểm đã được định hình bởi chọn lọc tự nhiên và hiện đang thực hiện một chức năng khác.

Ví dụ về sự tán dương

Chúng ta có thể lấy mũi của mình làm ví dụ. Rất có thể các đặc điểm hiện tại của sự kéo dài sụn này có liên quan đến lợi ích trong hô hấp. Tuy nhiên, chúng tôi sử dụng cấu trúc này để hỗ trợ kính của chúng tôi.

Nói cách khác, chọn lọc tự nhiên đã không ưu ái những người có mũi hiện tại vì nó ưu tiên việc sử dụng kính.

Ngoại suy ví dụ này cho một tình huống sinh học cụ thể hơn, chúng ta có ngón tay cái của gấu trúc - ví dụ nổi tiếng của Gould. Chế độ ăn uống của gấu trúc chỉ dựa vào tre, vì vậy việc xử lý đúng cách là rất quan trọng đối với sự sống của con vật. Con gấu trúc sử dụng ngón tay cái "thứ sáu" cho mục đích này.

Tuy nhiên, ngón tay cái không phải là ngón tay thật, nó là phần mở rộng của một xương nhỏ ban đầu thuộc cổ tay, được gọi là sesamoid xuyên tâm.

Trong quá trình phát triển tiến hóa, một số cá thể thuận lợi khi có một sesamoid hình tròn dài, tương tự như ngón tay, vì nó có lẽ đã cải thiện việc xử lý thức ăn duy nhất của chúng.

Người giới thiệu

1. Gould, SJ và Lewontin, RC (1979). The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: một lời phê bình về chương trình thích nghi. Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia London. Loạt B. Khoa học sinh học, 205 (1161), 581-598.
2. Gould, SJ và Vrba, ES (1982). Exaptation - một thuật ngữ còn thiếu trong khoa học về hình thức. Cổ sinh vật học, 8 (1), 4-15.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Nguyên lý tổng hợp của động vật học. McGraw - Hill.
4. Kardong, KV (2006). Động vật có xương sống: so sánh giải phẫu, chức năng, sự tiến hóa. McGraw-Hill.
5. Kliman, RM (2016). Bách khoa toàn thư về sinh học tiến hóa. Báo chí Học thuật.
6. Losos, JB (2013). Hướng dẫn của Princeton về sự tiến hóa. Nhà xuất bản Đại học Princeton.
7. Nielsen, R. (2009). Chủ nghĩa thích ứng-30 năm sau Gould và Lewontin. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 63 (10), 2487-2490.
8. Gạo, SA (2009). Bách khoa toàn thư về sự tiến hóa. Xuất bản Infobase.
9. Starr, C., Evers, C., & Starr, L. (2010). Sinh học: các khái niệm và ứng dụng không có sinh lý học. Học tập Cengage.