Компоненты биологической адаптации и методы ее количественной оценки

биологическая адаптация, биологическая пригодность, биологическая эффективность или фитнес, в эволюционной биологии, это мера способности определенного биологического существа оставлять плодовитое потомство следующим поколениям. Однако рабочее определение является сложным, и нет точного метода или меры, чтобы можно было его количественно определить.

Хотя его определение сбивает с толку и часто неверно истолковывает, фитнес является фундаментальной концепцией для понимания эволюционного процесса, так как отбор осуществляется через различия в фитнес между индивидами (или аллелями) в популяции.

На самом деле, согласно С.С. Stearns, то фитнес Это концепция, которую понимают все люди, но никто не может точно ее определить.

индекс

• 1 Что такое фитнес?
  • 1.1 Определения
  • 1.2 Происхождение термина
• 2 Компоненты фитнеса
• 3 Абсолютная и относительная пригодность
• 4 включительно фитнес
• 5 Методы количественной оценки фитнеса
  • 5.1 Скорость изменения частот аллелей
  • 5.2 Эксперименты по повторной поимке
  • 5.3 Отклонения от принципа Харди-Вайнберга
• 6 Ссылки

Что такое фитнес?

определения

Термин фитнес относится к способности размножения и выживания группы организмов. Другими словами, это характеристика, которая определяет способность размножать свои гены в популяции с переходом поколений. В литературе мы находим десятки определений, в том числе:

- Тенденция индивидуума или отдельных лиц нести аллель, который позволяет им выживать и давать жизнеспособное потомство.

- Скорость, с которой аллель или характеристика рассеиваются численно.

- Способность человека с определенными аллелями использовать ресурсы и справляться с условиями окружающей среды для выживания и размножения.

- Количественная характеристика аллелей, генотипов или характеристик индивидов, которые предсказывают их численное представление в будущих поколениях.

Некоторые авторы, которые пытаются определить фитнес, они путают это с эволюционной динамикой - что является логическим следствием изменения фитнес.

В концептуальном плане фитнес это аналогичный параметр для генетиков, а также для этологов и экологов. Однако различие заключается в том, что обе ветви эволюционной биологии оценивают или количественно определяют параметр.

Происхождение термина

Вопреки распространенному мнению, британский натуралист Чарльз Дарвин не использовал термин фитнес в первых выпусках илиони управляют видом.

Напротив, Дарвин использовал глагол "соответствовать относится к способности фенотипа развиваться и «вписываться» в среду, в которой он живет.

Используя в качестве аналогии модель ключа и замка, ключ представлен организмом, а замок - средой, они должны соответствовать выживанию, развитию, росту и размножению..

фитнес появились в более поздних выпусках Происхождение вида под влиянием эрудита Герберта Спенсера и его популярной фразы «выживание сильнейшего» (на английском языке выживание сильнейшего).

Компоненты фитнес

Согласно Futuyma (2005), фитнес Он состоит из трех компонентов: вероятность выживания на нескольких репродуктивных стадиях, среднее число потомков, произведенных самкой, и среднее число потомков, произведенных самцом..

Различия в количестве потомков являются логическим следствием конкурса по поиску партнера - обычно известного как половой отбор..

Поскольку вероятность выживания и среднее число потомков составляют составляющие фитнес, Это концепция, которая применяется только к группам. Например, фитнес всех особей определенного генотипа.

Это не репрезентативно ссылаться на фитнес индивидуума, так как их репродуктивный успех и их выживание могут быть случайно затронуты.

фитнес абсолютный и относительный

В литературе фитнес это выражается в абсолютном и относительном выражении. Для простоты эта концепция применима к организмам, которые размножаются только один раз в своей жизни, и в их популяциях не происходит частичного совпадения поколений, поскольку все особи размножаются одновременно.

В этих организмах фитнес абсолютное значение аллеля определяется как среднее число потомков, произведенных индивидуумом, несущим указанный аллель.

Его можно рассчитать как произведение относительной рождаемости на долю выживших. Теоретически это значение практически невозможно количественно оценить.

В отличие от фитнес родственник аллеля является его фитнес абсолютный по сравнению с эталонным аллелем. По общему правилу, эталонный аллель - это самый высокий фитнес абсолютное и присваивается относительное значение 1.

Еще один способ выразить фитнес родственник делает это по отношению к среднему фитнес абсолютная популяция или как частотный радиус аллеля в следующем поколении относительно текущего поколения. Принято считать, что отбор действует в относительном, а не в абсолютном.

фитнес включительно

В 1964 году теоретик эволюции Уильям Гамильтон разработал гениальную теорию для понимания альтруистического поведения некоторых животных: выбор семьи.

Гамильтон разработал концепцию фитнес Инклюзивная или инклюзивная эффективность. Для автора фитнес может быть разделен на два компонента, один прямой и один косвенный.

Первое является результатом размножения человека, а второе достигается за счет размножения близких родственников..

Косвенная эффективность возникает, когда близким родственникам удается достичь большего репродуктивного успеха, чем они могли бы достичь самостоятельно благодаря вкладу своих родственников.

Методы количественной оценки фитнес

В эмпирических исследованиях можно оценить фитнес использование различных методологий, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Исследователи считают, что фитнес это зависит от контекста, поэтому естественные экспериментальные планы дают лучшие результаты, чем измерения параметров, которые проводятся в лаборатории с идеальными условиями жизни, небольшим стрессом и неограниченным количеством пищи..

В литературе предлагаются три метода количественной оценки фитнес: используя скорость изменения аллельных частот, используя эксперименты по повторной поимке меток и используя отклонения в принципе Харди-Вайнберга. Последний случай относится только к случаям гетерозиготного преимущества.

Скорость изменения аллельных частот

В первом случае мы переходим к вычислению коэффициента (ов) выбора, который количественно выражает уменьшение фитнес относительно лучшего генотипа, с выражением s = Δp / p'q². Зная ценность s ты можешь знать фитнес с выражением: Фитнес (ш) = 1 - с.

Марк-повторные эксперименты

Во втором методе просто рассчитайте пропорции числа повторно пойманных лиц и количество освобожденных лиц. Наибольшее значение присваивается фитнес 1, а остальное делится между указанным значением.

Отклонения от принципа Харди-Вайнберга

Наконец, отклонения от принципа Харди-Вайнберга позволяют рассчитать соотношение между наблюдаемой и ожидаемой частотами. И, как и в предыдущем случае, он назначен фитнес 1 на самое высокое значение, а остальные делятся на это.

ссылки

1. Дарвин, C. (1859). О происхождении видов посредством естественного отбора. Мюррей.
2. Фриман, С. & Херрон, Дж. С. (2002). Эволюционный анализ. Прентис Холл.
3. Футуйма, Д.Дж. (2005). эволюция . Sinauer.
4. Ридли, М. (2004). эволюция. Malden.
5. Солер М. (2002). Эволюция: основа биологии. Южный Проект.
6. Westneat, D. & Fox, C.W. (Eds.). (2010). Эволюционная поведенческая экология. Издательство Оксфордского университета.