Adaptação biológica: características, tipos, exemplos

Uma adaptação biológica é uma característica presente em um organismo que aumenta sua capacidade de sobreviver e se reproduzir, em relação aos parceiros que não possuem essa característica. O único processo que dá origem ao aparecimento de adaptações é a seleção natural.

Se pararmos para observar as diferentes linhagens de organismos vivos, descobriremos que eles estão cheios de uma série de adaptações complexas. Da imitação das borboletas à complexa estrutura de suas asas que permitem o vôo.

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Fonte: Por Punnett, Reginald Crundall [Domínio público], via Wikimedia Commons

Nem todas as características ou traços que observamos em certos organismos podem ser imediatamente rotulados como adaptações. Algumas podem ter consequências químicas ou físicas, podem ser características produzidas por desvio de genes ou por um evento chamado de carona genética .

As características dos organismos podem ser estudadas aplicando o método científico para verificar se são realmente adaptações e qual é sua função experimental.

Para fazer isso, hipóteses sobre o uso potencial devem ser propostas e testadas com um design experimental apropriado – manipulando o indivíduo ou por simples observação.

Embora as adaptações pareçam muitas vezes perfeitas e até “projetadas”, elas não são. As adaptações não foram o resultado de um processo consciente, pois a evolução não tem fim nem objetivo, nem busca aperfeiçoar os organismos.

Caracteristicas

Uma adaptação é um recurso que aumenta a aptidão de um indivíduo. Na biologia evolutiva, o termo aptidão ou aptidão biológica refere-se à capacidade de um organismo de deixar a prole. Se um determinado indivíduo deixa mais filhos do que um parceiro, é dito que ele tem maior aptidão.

O indivíduo com o melhor condicionamento físico não é o mais forte, nem o mais rápido, nem o maior. Ele é quem sobrevive, encontra um parceiro e se reproduz.

Alguns autores geralmente adicionam outros elementos em suas definições de adaptação. Se levarmos em conta o histórico da linhagem, podemos definir a adaptação como um personagem derivado que evoluiu em resposta a um determinado agente seletivo. Esta definição compara os efeitos da adequação a uma variante específica.

Tipos

As adaptações podem aparecer em diferentes níveis. Podemos mostrar adaptações morfológicas e anatômicas, como dentes que permitem consumir certos tipos de alimentos ou estruturas projetadas para correr e alcançar rapidamente suas presas ou fugir de predadores.

As adaptações também podem ser fisiológicas, ao nível das células ou dos processos bioquímicos que ocorrem dentro do organismo.

Por exemplo, certos peixes que vivem em águas onde as temperaturas são extremamente baixas possuem proteínas anticongelantes que lhes permitem nadar em águas geladas sem congelamento.

Da mesma forma, as adaptações podem ser comportamentais ou etológicas. Certos comportamentos em animais favorecem sua sobrevivência e reprodução.

Nos répteis, a capacidade de termorregulação é dada com o movimento em direção a áreas quentes ou frias, dependendo das necessidades do indivíduo. Outro exemplo é o comportamento parasitário de certas aves de pôr seus ovos em ninhos de outras espécies, para evitar o processo de criação.

Todos os recursos são adaptações?

Ao observar qualquer ser vivo , perceberemos que ele é cheio de características que precisam de explicação. Pense em um pássaro: a cor da plumagem, o canto, a forma das pernas e o bico, as complexas danças de cortejo, todos podemos considerá-los como características adaptativas?

Não. Embora seja verdade que o mundo natural está cheio de adaptações, não devemos deduzir imediatamente que a característica que observamos é uma delas. Um recurso pode estar presente principalmente pelos seguintes motivos:

Eles podem ser uma consequência química ou física

Muitas características são simplesmente conseqüências de um evento químico ou físico. A cor do sangue é vermelha nos mamíferos e ninguém pensa em atribuir que a cor vermelha por si só é uma adaptação.

O sangue é vermelho por causa de sua composição: os glóbulos vermelhos armazenam uma proteína responsável pelo transporte de oxigênio chamado hemoglobina – causando a coloração característica desse fluido.

Pode ser uma conseqüência da deriva genética

A deriva é um processo aleatório que produz alterações nas frequências alélicas e leva à fixação ou eliminação de certos alelos estocástico. Essas características não conferem nenhuma vantagem e não aumentam a aptidão do indivíduo.

Suponha que tenhamos uma população de ursos brancos e pretos da mesma espécie. Em um ponto, a população do estudo sofre uma diminuição no número de organismos devido a uma catástrofe ambiental e a maioria dos indivíduos brancos morre por acaso.

Com o passar do tempo, existe uma grande possibilidade de que o alelo que codifica o pelo preto seja fixo e toda a população seja formada por indivíduos negros.

No entanto, não é uma adaptação porque não confere nenhuma vantagem ao indivíduo que a possui. Observe que os processos de desvio de genes não levam à formação de adaptações, isso ocorre apenas através do mecanismo de seleção natural.

Pode ser correlacionado com outro recurso

Nossos genes estão próximos um do outro e podem ser combinados de maneiras diferentes em um processo chamado recombinação. Em alguns casos, os genes são ligados e herdados juntos.

Para exemplificar essa situação, usaremos um caso hipotético: os genes que codificam os olhos azuis estão ligados aos do cabelo loiro. Logicamente é uma simplificação, provavelmente existem outros fatores envolvidos na coloração das estruturas, no entanto, nós a usamos como um exemplo didático.

Suponha que o cabelo loiro de nosso organismo hipotético lhe dê alguma vantagem: camuflagem, proteção contra radiação, contra frio, etc. Indivíduos com cabelos loiros terão mais filhos do que seus pares que não possuem essa característica.

A prole, além de cabelos loiros, apresentará olhos azuis porque os genes estão ligados. Ao longo das gerações, seremos capazes de observar que os olhos azuis aumentam em frequência, embora não tenham nenhuma vantagem adaptativa. Esse fenômeno é conhecido na literatura como ” carona genética “.

Pode ser uma conseqüência da história filogenética

Alguns caracteres podem ser uma consequência da história filogenética. As suturas do crânio em mamíferos contribuem e facilitam o processo do parto, podendo ser interpretadas como uma adaptação para o mesmo. No entanto, a característica é representada em outras linhagens e é uma característica ancestral.

Pré-adaptações e exaptações

Ao longo dos anos, os biólogos evolucionários enriqueceram a terminologia em termos das características do organismo, incluindo novos conceitos como “pré-adaptação” e “exaptação”.

Segundo Futuyma (2005), uma pré-adaptação é “um recurso que acidentalmente serve para uma nova função”.

Por exemplo, os bicos fortes de algumas aves podem ter sido selecionados para consumir um determinado tipo de alimento. Mas, em casos apropriados, essa estrutura também pode servir como uma adaptação para atacar ovelhas. Essa mudança repentina de função é pré-adaptação.

Em 1982, Gould e Vrba introduziram o conceito de “exaptação” para descrever uma pré-adaptação que foi cooptada para um novo uso.

Por exemplo, as penas dos pássaros nadadores não foram moldadas pela seleção natural sob a pressão seletiva do nado, mas serviram para isso por sorte.

Como analogia a esse processo, temos o nariz, embora certamente tenha sido selecionado por ter acrescentado alguma vantagem no processo respiratório, agora o usamos para segurar nossas lentes.

O exemplo mais famoso de exaptação é o polegar do panda. Esta espécie se alimenta especificamente de bambu e, para manipulá-lo, usa um “sexto polegar”, derivado do crescimento de outras estruturas.

Exemplos de adaptações

O vôo em vertebrados

Pássaros, morcegos e os já extintos pterossauros adquiriram convergentemente seus meios de locomoção: o vôo. V aspectos arianos na morfologia e na fisiologia destes animais aparecem para ser adaptações que aumentam ou melhoram a capacidade de voar.

Os ossos têm cavidades que os tornam leves, mas estruturas resistentes. Essa conformação é conhecida como ossos pneumatizados.Nas linhagens voadoras atuais – pássaros e morcegos – o sistema digestivo também apresenta certas peculiaridades.

Os intestinos são muito mais curtos, em comparação com animais não voadores de tamanho semelhante, provavelmente para diminuir o peso durante o voo. Assim, a redução na superfície de absorção de nutrientes selecionou um aumento nas vias de absorção para telefones celulares.

As adaptações nas aves atingem os níveis moleculares. Foi proposto que o tamanho do genoma foi reduzido como uma adaptação para o voo, reduzindo os custos metabólicos associados a um genoma grande e, portanto, células grandes.

Ecolocalização em morcegos

Nos morcegos, existe uma adaptação específica que permite que eles sejam orientados espacialmente à medida que viajam: ecolocalização.

Este sistema consiste na emissão de sons (os humanos não são capazes de percebê-los) que ricocheteiam nos objetos e os morcegos são capazes de percebê-los e traduzi-los. Da mesma forma, a morfologia das orelhas de certas espécies é considerada uma adaptação para receber efetivamente as ondas.

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Fonte: Por Shung [domínio público], do Wikimedia Commons

O pescoço longo das girafas

Ninguém duvidaria que as girafas tenham uma morfologia atípica: um pescoço alongado que sustenta uma cabeça pequena e pernas longas que sustentam seu peso. Esse projeto dificulta diferentes atividades da vida do animal, como beber água de um lago.

A explicação do pescoço longo dessas espécies africanas tem sido há décadas o exemplo favorito dos biólogos evolucionistas. Antes de Charles Darwin conceber a teoria da seleção natural, o naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck já tratava de um conceito – ainda que errado – de mudanças e evolução biológica.

Para Lamarck , o pescoço das girafas era alongado porque esses animais constantemente o esticavam para alcançar os brotos das acácias. Essa ação se traduziria em uma mudança herdável.

À luz da biologia evolutiva moderna, considera-se que o uso e desuso de caracteres não afetam a prole. A adaptação do pescoço longo teve que surgir porque os indivíduos que carregavam mutações para essa característica deixaram mais filhos do que seus companheiros de pescoço mais curto.

Intuitivamente, podemos assumir que o pescoço longo ajuda as girafas a obter comida. No entanto, esses animais geralmente procuram sua comida em arbustos baixos.

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Fonte: Por John Storr [Domínio público], do Wikimedia Commons

Então, qual é o pescoço das girafas?

Em 1996, os pesquisadores Simmons e Scheepers estudaram as relações sociais desse grupo e refutaram a interpretação de como as girafas pegavam o pescoço.

Para esses biólogos, o pescoço evoluiu como uma “arma” usada pelos machos na luta para conseguir fêmeas, e não para conseguir comida em áreas altas.Fatos diferentes sustentam essa hipótese: os pescoços dos machos são muito mais longos e pesados ​​do que os das fêmeas.

Podemos concluir que, embora uma adaptação tenha um significado aparentemente óbvio, devemos questionar as interpretações e testar todas as hipóteses possíveis usando o método científico.

Diferenças com a evolução

Ambos os conceitos, evolução e adaptação não são contraditórios. A evolução pode ocorrer através do mecanismo de seleção natural e isso gera adaptações. É necessário enfatizar que o único mecanismo que produz adaptações é a seleção natural.

Existe outro processo, chamado desvio de gene (mencionado na seção anterior), que pode levar à evolução de uma população, mas não produz adaptações.

Confusões sobre adaptações

Embora as adaptações pareçam ser características projetadas exatamente para seu uso, a evolução e, portanto, a concepção de adaptações, não possuem um objetivo ou objetivo consciente. Nem são sinônimos de progresso.

Assim como o processo de erosão não se destina a criar belas montanhas, a evolução não se destina a criar organismos perfeitamente adaptados ao seu ambiente.

Os organismos não se esforçam para evoluir; portanto, a seleção natural não dá ao indivíduo o que ele precisa. Por exemplo, vamos imaginar uma série de coelhos que, devido a mudanças ambientais, precisam suportar uma forte geada. A necessidade de animais para pele abundante não fará com que apareça e se espalhe na população.

Por outro lado, alguma mutação aleatória no material genético do coelho pode gerar pêlos mais abundantes, fazendo com que seu portador tenha mais filhos. Essas crianças provavelmente herdam o pêlo do pai. Assim, peles abundantes podem aumentar sua frequência na população de coelhos e em nenhum momento o coelho estava ciente disso.

Além disso, a seleção não produz estruturas perfeitas. Eles devem ser “bons” apenas o suficiente para poder passar para a próxima geração.

Referências

  1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, TJ, Lavin, SR, Chediack, JG, Tracy, CR, & Karasov, WH (2007). A adaptação digestiva dos vertebrados voadores: a alta absorção paracelular intestinal compensa as tripas menores. Anais da Academia Nacional de Ciências , 104 (48), 19132-19137.
  2. Freeman, S. e Herron, JC (2002). Análise Evolutiva Prentice Hall.
  3. Futuyma, DJ (2005). Evolução Sinauer
  4. Gould, SJ e Vrba, ES (1982). Exaptação – um termo que falta na ciência da forma. Paleobiology , 8 (1), 4-15.
  5. Órgão, CL, Shedlock, AM, Meade, A., Pagel, M., & Edwards, SV (2007). Origem do tamanho e estrutura do genoma aviário em dinossauros não aviários. Nature , 446 (7132), 180.

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