ADAPTAÇÃO BIOLÓGICA: CARACTERÍSTICAS, TIPOS, EXEMPLOS - BIOLOGIA - 2025

Uma adaptação biológica é uma característica presente em um organismo que aumenta sua capacidade de sobrevivência e reprodução, em relação a seus companheiros que não possuem essa característica. O único processo que leva a adaptações é a seleção natural.

Se pararmos para observar as diferentes linhagens de organismos vivos, descobriremos que estão repletas de uma série de adaptações complexas. Do mimetismo das borboletas à complexa estrutura das asas que permitem o voo.

Fonte: Por Punnett, Reginald Crundall, via Wikimedia Commons

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

As características dos organismos podem ser estudadas aplicando-se o método científico para verificar se são de fato adaptações e qual é sua função provisória.

Para tanto, hipóteses sobre o uso potencial devem ser propostas e testadas com um desenho experimental adequado - seja pela manipulação do indivíduo ou pela simples observação.

Embora as adaptações muitas vezes pareçam perfeitas e até "planejadas", elas não são. As adaptações não foram fruto de um processo consciente, pois a evolução não tem fim nem meta, nem busca aperfeiçoar organismos.

Caracteristicas

Dependendo da ilha, uma espécie diferente de tentilhão evoluiu.

Uma adaptação é uma característica 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 descendência. Se um determinado indivíduo deixa mais descendentes do que um parceiro, diz-se que ele tem maior aptidão.

O indivíduo mais apto não é o mais forte, nem o mais rápido, nem o maior. É aquele que sobrevive, encontra um parceiro e se reproduz.

Alguns autores costumam adicionar outros elementos em suas definições de adaptação. Se levarmos em consideração a história da linhagem, podemos definir adaptação como um traço derivado que evoluiu em resposta a um determinado agente seletivo. Esta definição compara os efeitos do caráter na aptidão para uma variante específica.

Tipos de adaptação

Os três tipos básicos de adaptações, baseados em como as mudanças genéticas são expressas, são ajustes estruturais, fisiológicos e comportamentais. Dentro de cada um desses tipos, diferentes processos são realizados. A maioria dos organismos tem combinações dos três.

Morfológico e estrutural

Essas adaptações podem ser anatômicas, incluindo mimetismo e coloração críptica.

Por sua vez, mimetismo se refere à semelhança externa que alguns organismos são capazes de desenvolver para imitar características de outros mais agressivos e perigosos para afastá-los.

Por exemplo, cobras de coral são venenosas. Eles podem ser reconhecidos por suas cores vivas características. Por outro lado, as cobras da montanha rainha são inofensivas, mas suas cores as fazem parecer um recife de coral.

A aparência de um organismo é modelada por meio de adaptações estruturais dependendo do ambiente em que se desenvolve. Por exemplo, as raposas do deserto têm orelhas grandes para a radiação de calor e as raposas do ártico têm orelhas pequenas para reter o calor do corpo.

Graças à pigmentação de sua pele, os ursos polares brancos se camuflam em blocos de gelo e onças pintadas na sombra manchada da selva.

As plantas também sofrem com essas mudanças. As árvores podem ter cortiça para protegê-las dos incêndios florestais.

As modificações estruturais afetam os organismos em diferentes níveis, desde a articulação do joelho até a presença de grandes músculos de vôo e visão nítida para pássaros predadores.

Fisiológico e funcional

Esses tipos de adaptações envolvem a alteração de órgãos ou tecidos. Eles são uma mudança no funcionamento do corpo para resolver um problema que ocorre no meio ambiente.

Dependendo da química e do metabolismo do corpo, as adaptações fisiológicas geralmente não são exibidas de forma visível.

Um exemplo claro desse tipo de adaptação é a hibernação. Este é um estado de sono ou letárgico pelo qual muitos animais de sangue quente passam no inverno. As mudanças fisiológicas que ocorrem durante o período de hibernação são muito diferentes dependendo da espécie.

Uma adaptação fisiológica e funcional seria, por exemplo, os rins mais eficientes para animais do deserto como os camelos, os compostos que impedem a coagulação do sangue na saliva do mosquito ou a presença de toxinas nas folhas das plantas para repeli-los. herbívoros.

Estudos de laboratório que medem o conteúdo do sangue, urina e outros fluidos corporais, que rastreiam as vias metabólicas, ou estudos microscópicos dos tecidos de um organismo são frequentemente necessários para identificar adaptações fisiológicas.

Às vezes é difícil detectá-los se não houver um ancestral comum ou espécie intimamente relacionada para comparar os resultados.

Etológico ou comportamental

Essas adaptações afetam a forma como os organismos vivos agem devido a várias causas, como garantir a reprodução ou alimentação, defender-se de predadores ou alterar habitats quando as condições ambientais não são adequadas.

Entre as adaptações comportamentais encontramos a migração, que se refere à mobilização periódica e massiva de animais de suas áreas de reprodução natural para outros habitats.

Esse deslocamento ocorre antes e depois da estação de reprodução. O curioso desse processo é que nele se desenvolvem outras mudanças que podem ser anatômicas e fisiológicas, como acontece com borboletas, peixes e borboletas.

Outro comportamento sujeito a mudança é o namoro ou namoro. Suas variantes podem ser incrivelmente complexas. O objetivo dos animais é obter um companheiro e direcioná-lo para o acasalamento.

Durante o período de acasalamento, a maioria das espécies tem comportamentos diferentes considerados rituais. Isso inclui exibir, fazer sons ou oferecer presentes.

Assim, podemos observar que os ursos hibernam para escapar do frio, os pássaros e as baleias migram para climas mais quentes quando é inverno, e os animais do deserto são ativos à noite durante o verão quente. Esses exemplos são comportamentos que ajudam os animais a sobreviver.

Freqüentemente, as adaptações comportamentais exigem um estudo cuidadoso do campo e do laboratório para trazê-las à luz. Eles geralmente envolvem mecanismos fisiológicos.

Esses tipos de adaptação também são vistos em humanos. Estes empregam adaptações culturais como um subconjunto de adaptações comportamentais. Por exemplo, onde as pessoas que vivem em um determinado ambiente aprendem maneiras de modificar os alimentos de que precisam para lidar com o clima determinado.

Todos os recursos são adaptações?

Ao observar qualquer ser vivo, perceberemos que ele está repleto de características que precisam de explicação. Considere um pássaro: a coloração da plumagem, o canto, a forma das pernas e do bico, as danças de namoro complexas - podemos todos considerá-las características adaptativas?

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

Eles podem ser uma consequência química ou física

Muitas características são simplesmente consequências de um evento químico ou físico. A cor do sangue é vermelha nos mamíferos e ninguém pensa que a cor vermelha per se é uma adaptação.

O sangue é vermelho devido à sua composição: os glóbulos vermelhos armazenam uma proteína responsável pelo transporte de oxigênio, chamada hemoglobina - que dá origem à cor característica desse fluido.

Pode ser uma consequência da deriva do gene

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

Suponha que tenhamos uma população de ursos brancos e ursos pretos da mesma espécie. Em algum momento, a população de 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 para o pêlo preto seja fixado e toda a população seja composta por negros.

No entanto, não é uma adaptação porque não confere nenhuma vantagem ao indivíduo que a possui. Observe que os processos de deriva gênica não levam à formação de adaptações, isso só ocorre por meio do mecanismo de seleção natural.

Pode ser correlacionado com outra característica

Nossos genes estão lado a lado e podem se combinar 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 dos cabelos loiros. Logicamente é uma simplificação, provavelmente existem outros fatores envolvidos na coloração das estruturas, porém usamos como 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 do cabelo loiro, terá olhos azuis porque os genes estão ligados. Ao longo das gerações, podemos observar que os olhos azuis aumentam de frequência, embora não confiram nenhuma vantagem adaptativa. Esse fenômeno é conhecido na literatura como “carona genética”.

Pode ser uma consequência da história filogenética

Alguns caracteres podem ser uma consequência da história filogenética. As suturas do crânio em mamíferos contribuem e facilitam o processo de parto e podem ser interpretadas como uma adaptação para ele. No entanto, o traço é representativo em outras linhagens e é um traço ancestral.

Pré-adaptações e exaptações

Com o passar dos anos, os biólogos evolucionistas enriqueceram a terminologia referente às características do organismo, incluindo novos conceitos como "pré-adaptação" e "exaptação".

Segundo Futuyma (2005), uma pré-adaptação é “um traço que por acaso cumpre uma nova função”.

Por exemplo, os bicos fortes de alguns pássaros podem ter sido selecionados para consumir um certo tipo de alimento. Mas, em casos apropriados, essa estrutura também pode servir como uma adaptação para atacar ovelhas. Essa mudança repentina de função é uma 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 das aves nadadoras não foram moldadas pela seleção natural sob a pressão seletiva do nado, mas, fortuitamente, serviram para isso.

Como analogia a este processo temos o nosso nariz, embora certamente tenha sido selecionado porque acrescentava alguma vantagem no processo de respiração, agora o utilizamos para segurar nossos óculos.

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

Exemplos de adaptações

Voo em vertebrados

Pássaros, morcegos e os agora extintos pterossauros adquiriram convergentemente seu meio de locomoção: o vôo. Vários aspectos da morfologia e fisiologia desses animais parecem ser adaptações que aumentam ou favorecem a capacidade de voar.

Os ossos possuem cavidades que os tornam estruturas leves, mas resistentes. Essa conformação é conhecida como ossos pneumatizados. Nas linhagens voadoras de hoje - pássaros e morcegos - o sistema digestivo também tem certas peculiaridades.

Os intestinos são muito mais curtos, em comparação com animais que não voam de tamanho semelhante, provavelmente para reduzir o peso durante o vôo. Assim, a redução na superfície de absorção de nutrientes selecionou um aumento nas vias de absorção celular.

As adaptações em pássaros diminuem para níveis moleculares. Foi proposto que o tamanho do genoma foi reduzido como uma adaptação para o vôo, reduzindo os custos metabólicos associados a ter um genoma grande e, portanto, células grandes.

Ecolocalização em morcegos

Fonte: Por Shung, do Wikimedia Commons

Nos morcegos existe uma adaptação particular que lhes permite orientar-se espacialmente enquanto se movem: a ecolocalização.

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

O pescoço comprido das girafas

Fonte: Por John Storr, do Wikimedia Commons

Ninguém duvida que as girafas têm uma morfologia incomum: um pescoço alongado que sustenta uma cabeça pequena e pernas longas que suportam seu peso. Este projeto dificulta diversas atividades na vida do animal, como beber água de um lago.

A explicação para os pescoços longos dessas espécies africanas tem sido um exemplo favorito dos biólogos evolucionistas há décadas. Antes de Charles Darwin conceber a teoria da seleção natural, o naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck já possuía um conceito - embora errôneo - de mudanças e evolução biológica.

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

À luz da biologia evolucionária moderna, considera-se que o uso e desuso de caracteres não afetam a prole. A adaptação do pescoço longo deve ter surgido porque os indivíduos que carregavam mutações para essas características deixaram mais descendentes do que seus pares com pescoço mais curto.

Intuitivamente, podemos supor que o pescoço comprido ajuda as girafas a conseguirem comida. No entanto, esses animais geralmente procuram comida em arbustos baixos.

Então, para que servem os pescoços das girafas?

Em 1996, os pesquisadores Simmons e Scheepers estudaram as relações sociais desse grupo e refutaram a interpretação de como as girafas ficavam com seus pescoços.

Para esses biólogos, o pescoço evoluiu como uma "arma" que os machos usam em combate para chegar às fêmeas, e não para conseguir comida em áreas altas. Vários fatos sustentam essa hipótese: o pescoço dos homens é muito mais longo e mais pesado do que o das mulheres.

Podemos concluir que, mesmo que 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 por meio do mecanismo de seleção natural e isso gera adaptações. É necessário enfatizar que o único mecanismo que produz adaptações é a seleção natural.

Existe um outro processo, denominado deriva gênica (mencionado na seção anterior), que pode levar à evolução de uma população, mas não produz adaptações.

Confusões sobre adaptações

Embora as adaptações pareçam ser recursos projetados exatamente para seu uso, a evolução e, conseqüentemente, a concepção das adaptações, não têm um objetivo ou propósito consciente. Nem são sinônimos de progresso.

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

Os organismos não se esforçam para evoluir, então a seleção natural não dá a um indivíduo o que ele precisa. Por exemplo, vamos imaginar uma série de coelhos que, devido às mudanças ambientais, tenham que suportar uma forte geada. A necessidade dos animais por pêlos abundantes não fará com que apareça e se espalhe na população.

Em contrapartida, alguma mutação aleatória no material genético do coelho pode gerar uma pelagem mais abundante, fazendo com que seu portador tenha mais filhos. Essas crianças provavelmente herdam a pele do pai. Assim, a abundância de pelos pode aumentar sua frequência na população de coelhos e em nenhum momento o coelho percebeu isso.

Além disso, a seleção não produz estruturas perfeitas. Eles só precisam ser "bons" o suficiente para poderem passar para a próxima geração.

Referências

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, TJ, Lavin, SR, Chediack, JG, Tracy, CR e Karasov, WH (2007). A adaptação digestiva dos vertebrados voadores: a absorção paracelular intestinal alta compensa os intestinos menores. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (48), 19132-19137.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Análise evolutiva. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolução. Sinauer.
4. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exaptação - um termo que falta na ciência da forma. Paleobiologia, 8 (1), 4-15.
5. Organ, 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.