Adaptação

Definição de adaptação

Uma adaptação, ou característica adaptativa, é um recurso produzido pelo DNA ou a interação do epigenoma com o ambiente. Embora nem todas as adaptações sejam totalmente positivas, para uma adaptação para persistir em uma população, ela deve aumentar a aptidão ou o sucesso reprodutivo. Todos os filhos, formados sexualmente ou assexuadamente, herdam suas características de seus pais. Na reprodução assexual, são criados principalmente clones idênticos.

A adaptação surge em populações assexuadas através de mutações no DNA, erros copiando o DNA ou a interação do DNA com alterações no ambiente. Na reprodução sexual de populações, a adaptação surge por mecanismos semelhantes com os efeitos adicionais da recombinação durante a meiose e uma molécula de DNA mais complexa. Uma adaptação pode se tornar vestigial ou não utilizada, quando mudanças na população ou meio ambiente a tornam inútil. Uma adaptação também possui certas trade-offs, como a energia necessária para criar uma adaptação ou o aumento da predação, uma adaptação pode causar.

Tipos de adaptação

Mutação genética e recombinação

O ácido desoxirribonucleico, ou DNA, é a molécula que carrega as informações necessárias para criar e manter a vida. O DNA é feito de uma série de nucleotídeos, 4 pequenos produtos químicos que se encentram. A sequência desses produtos químicos pode ser lida por enzimas e organelas especializadas nas células para produzir novas proteínas. Essas proteínas têm várias funções e determinam como a célula funciona em seu ambiente.

Como as primeiras proteínas e constituintes celulares se agregaram para formar a primeira célula auto-replicante, a interação entre o DNA e o ambiente impulsionou a adaptação. Os organismos unicelulares dependem apenas da adaptação molecular, uma vez que sua estrutura básica proíbe a natureza complexa de desenvolver novos membros outras estruturas. Em vez disso, uma adaptação em um procarioto vem de mutações vantajosas dentro do seu DNA, que criam novas proteínas ou alteram os efeitos das proteínas atuais. As reações químicas permitidas por essas proteínas permitem que os organismos coletem mais eficientemente nutrientes, cresçam e dividam. A adaptação persistirá na população, desde que aumente a aptidão e a reprodução.

Nos eucariotos e espécies multicelulares, o processo de mutação também impulsiona a adaptação. Como nos procariontes, o DNA é controlado por um sistema de proteínas que interage com o ambiente, conhecido como epigenoma. Nos eucariotos, a complexidade desse sistema aumentou. Uma adaptação pode afetar o organismo em qualquer nível, desde a criação de uma maneira diferente de replicar o DNA até o desenvolvimento de organelas e estruturas inteiramente novas do corpo. Estudos mostraram que as mutações geralmente são deletérios ou não adaptam o organismo ao meio ambiente. Essas mutações não são normalmente consideradas adaptações porque não persistem na população em altos níveis. No entanto, à medida que o ambiente muda de traços mal adaptados podem se tornar benéficos e persistir como uma adaptação a um novo cenário.

Mudanças no ambiente

As mudanças no ambiente são a segunda categoria principal de adaptação. Em muitos casos, o epigenoma é como ou mais importante que o próprio DNA. Grandes mudanças ambientais, como uma mudança na temperatura ou acidez do oceano, podem afetar um grande número de espécies. À medida que o ambiente muda, as proteínas dos organismos começam a funcionar de maneira diferente. Mudanças no DNA ou como o epigenoma interage com o novo ambiente pode levar a uma nova adaptação. Por exemplo, a vida na Terra atualmente depende de um sistema de oxigênio e dióxido de carbono, que seus organismos usam para energia e respiração. Os cientistas estimaram que esse ambiente não estava presente até que os organismos fotossintéticos começaram a criar oxigênio e depositá -lo na atmosfera. Os novos produtos químicos na atmosfera iniciaram uma onda de adaptação que levou ao bioma atual que temos agora.

À medida que mais e mais espécies se diferenciaram, suas interações entre si começaram a impulsionar a adaptação tanto quanto a simples composição da atmosfera. Vastas redes alimentares se desenvolveram e desmoronaram ao longo dos bilhões de anos de vida. Esses eventos foram conduzidos em parte pela capacidade dos organismos de formar rapidamente uma adaptação a uma situação e continuar reproduzindo. No entanto, durante muitos desses eventos, 90 % das espécies não sobreviveram à mudança abrupta. Embora a adaptação possa tornar os organismos mais competitivos em um ambiente, também pode torná -los menos flexíveis para sobreviver em um ambiente em mudança.

As interações complexas entre animais também levaram a diversas formas de seleção que afetam e formam a adaptação entre os organismos envolvidos. Na seleção sexual, por exemplo, diferenças e estratégias de adaptação entre os sexos não são necessariamente determinadas pelo meio ambiente, mas simplesmente pelas estranhas preferências de seleção de indivíduos que tentam se reproduzir. Muitos pássaros mostram machos altamente coloridos, selecionados pelas fêmeas de cor opaca. A adaptação da cor nos machos é uma característica usada para atrair mais mulheres. A adaptação das fêmeas de cor opaca, por outro lado, é o resultado de uma seleção mais direcional do relacionamento de presas do Predator. Fêmeas menos coloridas têm menos probabilidade de serem vistas por predadores. Enquanto esses dois traços adaptativos se contradizem, eles persistiram porque beneficiam os homens e as mulheres de maneiras diferentes.

Exemplos de adaptação

Rinoceronte Besia

Se você já viu um besouro de rinocerontes, provavelmente já se perguntou o que ele usa esses chifres enormes. Visto abaixo está um besouro rinoceronte masculino, com seu arnês distinto.

Como todos os artrópodes, o besouro é dividido em segmentos. Essas várias seções são muito responsivas à adaptação. No besouro do rinoceronte, a seção da cabeça desenvolveu esses grandes espinhos. Os besouros masculinos usam essas grandes obtrusões para lutar entre si, em competição por mulheres. Presume -se que os besouros ancestrais tivessem pouco ou nenhum chifre. Enquanto os besouros competiam por parceiros por muitas gerações, mutações que criaram uma maneira melhor de descascar o oponente dos pés foram recompensadas. Com o tempo, surgiu essa adaptação de chifres grandes. Horns com a maior capacidade de derrotar os oponentes permitem que esses homens se reproduzam mais e a adaptação persistirá dentro da população.

Trato digestivo em mamíferos

Se você dissecasse vários mamíferos, encontraria algo muito peculiar no tamanho e na composição do trato digestivo. Carnívoros, como lobos e gatos, têm folhetos digestivos muito curtos e simples. De fato, quanto mais carnívoro um animal, mais curto e mais simples é o trato digestivo. Carne e produtos de origem animal são facilmente digeridos. A adaptação de um intestino curto permite que esses animais processem rapidamente a energia de sua refeição carnuda, antes de começar a apodrecer no intestino.

Os herbívoros, por outro lado, têm um sistema digestivo longo e complexo. Alguns mamíferos, os ruminantes, têm vários estômagos para processar a energia de gramíneas e outras plantas difíceis. Herbívoros não ruminantes têm reviravoltas e voltas complexas em suas entranhas, o que aumenta a área da superfície e a quantidade de tempo gasta no trato digestivo. Essa adaptação permite que os animais processem toda a energia fora do material vegetal. Curiosamente, os humanos têm um intestino muito complexo, uma adaptação para os herbívoros. Parte da história complexa por trás da dieta, nutrição e saúde provavelmente surge do fato de que a dieta ocidental se concentra na carne, em vez dos alimentos que nosso corpo se adaptou para comer.

Questionário

1. Uma raposa tem uma ninhada de 3 kits. 1 dos kits é comido aleatoriamente por uma águia. Apenas um dos kits restantes aprende a se alimentar com sucesso, os outros morreram até a morte. Qual das alternativas a seguir pode ser considerada uma adaptação? R. O aprendizado que permitiu ao sobrevivente se alimentar B. Qualquer base genética para a inteligência da raposa sobrevivente C. A sorte de sobreviver à águia

Resposta à pergunta nº 1

B está correto. O aprendizado em si não é uma adaptação, porque não pode ser transmitida geneticamente. Os comportamentos herdados são conhecidos como comportamentos inatos e podem ser considerados adaptações. No entanto, se o aprendizado foi ativado por algum tipo de mudança no DNA ou estrutura do cérebro que é herdável, é uma adaptação. A sorte é uma parte importante da evolução, mas não é uma adaptação.

2. Existem cerca de 80.000 espécies de animais com base em uma coluna vertebral, incluindo tudo, desde peixes a elefantes. Os insetos, por outro lado, representam algo em torno de 5.000.000 de espécies. Qual é a explicação para a diferença no número de espécies? A. A adaptabilidade do Plano do Corpo de Insetos B. Maior Cuidado para a prole C. Distribuição Global

Resposta à pergunta nº 2

A está correto. O corpo do inseto, feito de uma série de segmentos que se conectam, apresenta uma estrutura muito mais editável do que o endosqueleto dos vertebrados. Um exoesqueleto pode mudar e se adaptar sem muita reestruturação dos músculos e órgãos internos. Como tal, os insetos podem desenvolver adaptações que levariam mamíferos muito mais tempo para realizar. Isso, além de sua taxa de reprodução, permite diversificar muito mais rápido.

3. Uma nova técnica conhecida como CRISPR (CRISP-UR) é baseada no sistema imunológico de certas bactérias. Essas bactérias, para proteger contra invasão de espécies de vírus, armazenam informações sobre o vírus em seu próprio DNA. Assim, quando eles se replicam, seus filhos têm uma defesa do vírus. Qual das seguintes opções descreve com precisão esse processo? A. Adaptação B. Aprendizagem C. Um pouco de ambos?

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. Embora essa forma de aprendizado não seja a mesma que uma criança aprendendo matemática, as bactérias estão tirando informações de um ataque e usá -las para se proteger no futuro. Muitos cientistas consideram isso uma forma de aprendizado, pois nosso sistema imunológico também pode fazer isso. No entanto, quando a imunidade é passada diretamente para a prole, torna -se um caso de adaptação. O cientista pode usar as mesmas proteínas e métodos que as bactérias usam para modificar e editar diretamente o DNA nos sistemas vivos com essa técnica.

Referências

• Brusca, R. C. & Brusca, G. J. (2003). Invertebrados. Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc.
• Hartwell, L.H., Hood, L., Goldberg, M.L., Reynolds, A.E., & Silver, L.M. (2011). Genética: de genes a genomas. Boston: McGraw Hill.
• Pough, F.H., Andrews, R.M., Cadle, J.E., Crump, M.L., Savitzky, A.H., & Wells, K. D. (2004). Herpetologia. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall.

Última atualização em 19 de agosto de 2022