Adaptação Definição
Uma adaptação, ou traço adaptativo, é uma característica produzida pelo ADN ou a interacção do epigenoma com o ambiente. Embora nem todas as adaptações sejam totalmente positivas, para que uma adaptação persista numa população deve aumentar a aptidão física ou o sucesso reprodutivo. Todos os descendentes, formados sexualmente ou assexualmente, herdam os seus traços dos seus pais. Na reprodução assexuada são criados clones maioritariamente idênticos.
Adaptação surge em populações assexuadas através de mutações no ADN, erros na cópia do ADN, ou a interacção do ADN com alterações no ambiente. Em populações de reprodução sexual, a adaptação surge através de mecanismos semelhantes com os efeitos acrescentados da recombinação durante a meiose, e de uma molécula de ADN mais complexa. Uma adaptação pode tornar-se vestigial, ou não utilizada, quando alterações na população ou no ambiente a tornam inútil. Uma adaptação também tem certas compensações, tais como a energia necessária para criar uma adaptação ou o aumento da predação que uma adaptação pode causar.
Tipos de Adaptação
Mutação Genética e Recombinação
Ácido desoxirribonucleico, ou ADN, é a molécula que transporta a informação necessária para criar e manter a vida. O ADN é feito a partir de uma série de nucleótidos, 4 pequenos produtos químicos que se ligam em cadeia. A sequência destes químicos pode ser lida por enzimas e organelas especializadas dentro das células para produzir novas proteínas. Estas proteínas têm várias funções, e determinam como a célula funciona dentro do seu ambiente.
Desde que as primeiras proteínas e constituintes celulares agregados para formar a primeira célula auto-replicável, a interacção entre o ADN e o ambiente tem impulsionado a adaptação. Os organismos unicelulares dependem exclusivamente da adaptação molecular, uma vez que a sua estrutura básica proíbe a natureza complexa de desenvolver novos membros outras estruturas. Em vez disso, uma adaptação num prokaryote provém de mutações vantajosas no seu ADN que criam novas proteínas ou alteram os efeitos das proteínas actuais. As reacções químicas possibilitadas por estas proteínas permitem que os organismos recolham nutrientes, cresçam, e se dividam de forma mais eficiente. A adaptação persistirá na população enquanto aumentar a aptidão e reprodução.
Em espécies eucariotas e multicelulares, o processo de mutação também impulsiona a adaptação. Tal como no procariotas, o DNA é controlado por um sistema de proteínas que interage com o ambiente, conhecido como o epigenoma. Nos eucariotas, a complexidade deste sistema tem aumentado. Uma adaptação pode afectar o organismo a qualquer nível, desde a criação de uma forma diferente de replicar o ADN até ao desenvolvimento de organelas e estruturas do corpo inteiramente novas. Estudos têm demonstrado que as mutações são frequentemente deletérias, ou não adaptam o organismo ao ambiente. Estas mutações não são tipicamente consideradas adaptações, porque não persistem na população a níveis elevados. Contudo, à medida que o ambiente muda características mal adaptadas podem tornar-se benéficas e persistir como adaptação a um novo cenário.
Alterações no ambiente
Alterações no ambiente são a segunda grande categoria de adaptação. Em muitos casos o epigenoma é tão ou mais importante que o próprio ADN. Grandes mudanças ambientais, tais como uma mudança na temperatura ou acidez do oceano, podem afectar um grande número de espécies. À medida que o ambiente muda, as proteínas dos organismos começam a funcionar de forma diferente. Alterações no ADN ou na forma como o epigenoma interage com o novo ambiente podem levar a uma nova adaptação. Por exemplo, a vida na Terra depende actualmente de um sistema de oxigénio e dióxido de carbono, que os seus organismos utilizam para energia e respiração. Os cientistas estimaram que este ambiente não estava presente até os organismos fotossintéticos começarem a criar oxigénio e a depositá-lo na atmosfera. As novas substâncias químicas na atmosfera iniciaram uma onda de adaptação que levou ao bioma actual que temos agora.
à medida que mais e mais espécies se diferenciavam, as suas interacções entre si começaram a impulsionar a adaptação tanto como a simples composição da atmosfera. Vastas teias alimentares desenvolveram-se e desfizeram-se ao longo dos milhares de milhões de anos de vida. Estes acontecimentos foram impulsionados em parte pela capacidade dos organismos de formar rapidamente uma adaptação a uma situação e continuar a reproduzir-se. No entanto, durante muitos destes eventos, até 90% das espécies não sobreviveram à mudança abrupta. Embora a adaptação possa tornar os organismos mais competitivos num ambiente, pode também torná-los menos flexíveis para sobreviverem num ambiente em mudança.
As complexas interacções entre os animais levaram também a diversas formas de selecção que afectam e formam a adaptação entre os organismos envolvidos. Na selecção sexual, por exemplo, as diferenças e estratégias de adaptação entre os géneros não são necessariamente determinadas pelo ambiente, mas simplesmente pelas estranhas preferências de selecção dos indivíduos que tentam reproduzir-se. Muitas aves mostram machos altamente coloridos, seleccionados pelas fêmeas de cor monótona. A adaptação da cor nos machos é uma característica utilizada para atrair mais fêmeas. A adaptação das fêmeas de cor baça, por outro lado, é o resultado de uma selecção mais direccional da relação de presas predadoras. As fêmeas menos coloridas têm menos probabilidades de serem manchadas pelos predadores. Enquanto estes dois traços adaptativos se contradizem, têm persistido porque beneficiam os machos e as fêmeas de formas diferentes.
Exemplos de Adaptação
Carocha Rinoceronte
Se alguma vez viu um Carocha Rinoceronte, provavelmente já se perguntou para que usa esses enormes chifres. Visto abaixo está um escaravelho rinoceronte macho, com o seu capacete distintivo.
Como todos os artrópodes, o escaravelho está dividido em segmentos. Estas várias secções são muito receptivas à adaptação. No Caruncho do Rinoceronte, a secção da cabeça desenvolveu estes grandes espinhos. Os escaravelhos machos utilizam estes grandes obtrusões para lutar uns contra os outros, em competição pelas fêmeas. Presume-se que os escaravelhos ancestrais tinham pouco ou nenhum chifre. Como os escaravelhos competiam por companheiros durante muitas gerações, as mutações que criavam uma melhor forma de arrancar o adversário dos seus pés eram recompensadas. Ao longo do tempo, esta adaptação de grandes chifres emergiu. Os chifres com a maior capacidade de derrotar os oponentes permitem que esses machos se reproduzam mais e a adaptação persistirá dentro da população.
Digestive Tract in Mammals
Se fosse para dissecar vários mamíferos, encontraria algo muito peculiar no tamanho e composição do seu tracto digestivo. Os carnívoros, tal como os lobos e os gatos, têm tractos digestivos muito curtos e simples. De facto, quanto mais carnívoro for um animal, mais curto e mais simples é o tracto digestivo. A carne e os produtos animais são facilmente digeridos. A adaptação de um intestino curto permite a estes animais processar rapidamente a energia da sua refeição carnívora, antes que esta comece a apodrecer no seu intestino.
Herbívoros, por outro lado, têm um sistema digestivo longo e complexo. Alguns mamíferos, os ruminantes, têm estômagos múltiplos para processar a energia a partir de gramíneas e outras plantas resistentes. Os herbívoros não ruminantes têm torções e voltas complexas nas suas entranhas, o que aumenta a superfície e a quantidade de tempo que os alimentos passam no tracto digestivo. Esta adaptação permite que os animais processem toda a energia a partir do material vegetal. Curiosamente, os seres humanos têm um intestino muito complexo, uma adaptação para os herbívoros. Parte da história complexa por detrás da dieta, nutrição e saúde decorre provavelmente do facto de a dieta ocidental se concentrar na carne, em vez dos alimentos que o nosso corpo adaptou para comer.
Quiz
1. Uma raposa tem uma ninhada de 3 kits. 1 dos kits é comido aleatoriamente por uma águia. Apenas 1 dos restantes kits aprende a alimentar-se a si próprio com sucesso, os outros morrem à fome. Qual dos seguintes pode ser considerado uma adaptação?
A. A aprendizagem que permitiu que o sobrevivente se alimentasse a si próprio
B. Qualquer base genética para a inteligência da raposa sobrevivente
C. A sorte de sobreviver à águia
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2. Existem cerca de 80.000 espécies de animais com base numa coluna vertebral, incluindo tudo, desde peixes a elefantes. Os insectos, por outro lado, representam algures cerca de 5.000.000 espécies. Qual é uma explicação para a diferença no número de espécies?
A. A adaptabilidade do plano do corpo do insecto
B. O maior cuidado com a descendência
C. Distribuição global
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3. Uma nova técnica conhecida como CRISPR (Crisp-ur) é baseada no sistema imunitário de certas bactérias. Estas bactérias, para proteger contra a invasão de espécies de vírus, armazenam informação sobre o vírus no seu próprio ADN. Assim, quando se replicam, a sua descendência tem uma defesa contra o vírus. Qual das seguintes descreve com precisão este processo?
A. Adaptação
B. Aprendizagem
C. Um pouco de ambos?
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