ADAPTASI BIOLOGIS: KARAKTERISTIK, JENIS, CONTOH - BIOLOGI - 2025

Sebuah adaptasi biologis adalah hadiah karakteristik dalam suatu organisme yang meningkatkan kapasitasnya untuk bertahan hidup dan reproduksi, dalam kaitannya dengan sahabat nya yang tidak memiliki sifat ini. Satu-satunya proses yang mengarah pada adaptasi adalah seleksi alam.

Jika kita berhenti untuk melihat garis keturunan organisme hidup yang berbeda, kita akan menemukan bahwa mereka penuh dengan serangkaian adaptasi yang kompleks. Dari peniruan kupu-kupu hingga struktur kompleks sayap mereka yang memungkinkan penerbangan.

Sumber: Oleh Punnett, Reginald Crundall, melalui Wikimedia Commons

Tidak semua ciri atau ciri yang kita amati pada organisme tertentu dapat langsung dilabeli sebagai adaptasi. Beberapa mungkin konsekuensi kimiawi atau fisik, mungkin sifat yang dihasilkan oleh pergeseran genetik atau oleh peristiwa yang disebut tumpangan genetik.

Ciri-ciri organisme dapat dipelajari dengan menerapkan metode ilmiah untuk memverifikasi apakah mereka memang adaptasi dan apa fungsi tentatifnya.

Untuk melakukannya, hipotesis tentang potensi penggunaan harus diajukan dan diuji dengan desain eksperimental yang sesuai - baik dengan memanipulasi individu atau dengan observasi sederhana.

Meskipun adaptasi sering kali tampak sempurna dan bahkan "dirancang", sebenarnya tidak. Adaptasi bukanlah hasil dari proses sadar karena evolusi tidak memiliki akhir atau tujuan, dan juga tidak berusaha untuk menyempurnakan organisme.

karakteristik

Bergantung pada pulau, spesies finch yang berbeda berevolusi.

Adaptasi adalah sifat yang meningkatkan kebugaran individu. Dalam biologi evolusioner, istilah kebugaran atau kebugaran biologis mengacu pada kemampuan suatu organisme untuk meninggalkan keturunan. Jika seorang individu tertentu meninggalkan lebih banyak keturunan daripada pasangan, dikatakan bahwa ia memiliki kebugaran yang lebih baik.

Individu yang paling bugar bukanlah yang terkuat, atau yang tercepat, atau yang terhebat. Itu adalah orang yang bertahan, menemukan pasangan dan bereproduksi.

Beberapa penulis sering menambahkan elemen lain dalam definisi adaptasi mereka. Jika kita memperhitungkan sejarah garis keturunan, kita dapat mendefinisikan adaptasi sebagai sifat turunan yang berkembang sebagai respons terhadap agen selektif tertentu. Definisi ini membandingkan efek karakter pada kebugaran untuk varian tertentu.

Jenis adaptasi

Tiga tipe dasar adaptasi, berdasarkan bagaimana perubahan genetik diekspresikan, adalah penyesuaian struktural, fisiologis, dan perilaku. Dalam masing-masing jenis ini, proses yang berbeda dilakukan. Kebanyakan organisme memiliki kombinasi ketiganya.

Morfologis dan struktural

Adaptasi ini bisa bersifat anatomis, termasuk mimikri dan pewarnaan samar.

Sementara itu, mimikri mengacu pada kemiripan eksternal yang mampu dikembangkan oleh beberapa organisme untuk meniru karakteristik organisme lain yang lebih agresif dan berbahaya untuk mengusir mereka.

Misalnya ular karang yang beracun. Mereka dapat dikenali dari warna-warna cerahnya yang khas. Di sisi lain, ular gunung ratu tidak berbahaya, namun warnanya membuat mereka terlihat seperti terumbu karang.

Munculnya suatu organisme dimodelkan melalui adaptasi struktural tergantung pada lingkungan tempat ia berkembang. Misalnya, rubah gurun memiliki telinga besar untuk radiasi panas dan rubah kutub memiliki telinga kecil untuk menahan panas tubuh.

Berkat pigmentasi bulu mereka, beruang kutub putih menyamarkan diri di gumpalan es dan melihat jaguar di bayangan hutan yang terlihat.

Tanaman juga menderita karena perubahan ini. Pohon mungkin memiliki kulit kayu gabus untuk melindunginya dari kebakaran hutan.

Modifikasi struktural memengaruhi organisme pada tingkat yang berbeda, dari sendi lutut hingga keberadaan otot terbang yang besar dan penglihatan yang tajam untuk burung pemangsa.

Fisiologis dan fungsional

Jenis adaptasi ini melibatkan perubahan organ atau jaringan. Mereka adalah perubahan fungsi organisme untuk memecahkan masalah yang terjadi di lingkungan.

Bergantung pada kimiawi tubuh dan metabolisme, adaptasi fisiologis biasanya tidak ditampilkan secara jelas.

Contoh nyata dari jenis adaptasi ini adalah hibernasi. Ini adalah kondisi mengantuk atau lesu yang dialami banyak hewan berdarah panas di musim dingin. Perubahan fisiologis yang terjadi selama masa hibernasi sangat berbeda tergantung pada spesiesnya.

Sebuah adaptasi fisiologis dan fungsional, misalnya, ginjal yang lebih efisien untuk hewan gurun seperti unta, senyawa yang mencegah penggumpalan darah dalam air liur nyamuk atau adanya racun di daun tanaman untuk mengusirnya. herbivora.

Studi laboratorium yang mengukur kandungan darah, urin, dan cairan tubuh lainnya, yang melacak jalur metabolisme, atau studi mikroskopis dari jaringan organisme seringkali diperlukan untuk mengidentifikasi adaptasi fisiologis.

Terkadang sulit untuk mendeteksi mereka jika tidak ada nenek moyang yang sama atau spesies yang berkerabat dekat untuk membandingkan hasilnya.

Etologis atau perilaku

Adaptasi ini mempengaruhi cara organisme hidup bertindak karena berbagai penyebab seperti memastikan reproduksi atau makanan, mempertahankan diri dari pemangsa atau mengubah habitat ketika kondisi lingkungan tidak sesuai.

Di antara adaptasi perilaku, kami menemukan migrasi, yang mengacu pada mobilisasi hewan secara berkala dan masif dari daerah perkembangbiakan alami mereka ke habitat lain.

Perpindahan ini terjadi sebelum dan sesudah musim kawin. Hal yang aneh dari proses ini adalah di dalamnya berkembang perubahan lain yang dapat bersifat anatomis dan fisiologis, seperti yang terjadi pada kupu-kupu, ikan dan kupu-kupu.

Perilaku lain yang dapat berubah adalah pacaran atau pacaran. Variannya bisa sangat kompleks. Tujuan hewan ini adalah untuk mendapatkan pasangan dan mengarahkannya untuk kawin.

Selama periode kawin, sebagian besar spesies memiliki perilaku berbeda yang dianggap sebagai ritual. Ini termasuk memamerkan, membuat suara, atau menawarkan hadiah.

Dengan demikian, kita dapat mengamati bahwa beruang hibernasi untuk menghindari hawa dingin, burung dan paus bermigrasi ke iklim yang lebih hangat saat musim dingin, dan hewan gurun aktif di malam hari selama cuaca musim panas. Contoh-contoh ini adalah perilaku yang membantu hewan bertahan hidup.

Seringkali, adaptasi perilaku membutuhkan studi yang cermat dari lapangan dan laboratorium untuk mengungkapnya. Mereka biasanya melibatkan mekanisme fisiologis.

Jenis adaptasi ini juga terlihat pada manusia. Ini menggunakan adaptasi budaya sebagai bagian dari adaptasi perilaku. Misalnya, di mana orang yang tinggal di lingkungan tertentu belajar cara memodifikasi makanan yang mereka butuhkan untuk menghadapi iklim tertentu.

Apakah semua fitur merupakan adaptasi?

Saat mengamati makhluk hidup kita akan melihat bahwa itu penuh dengan karakteristik yang membutuhkan penjelasan. Pertimbangkan seekor burung: warna bulu, nyanyian, bentuk kaki dan paruhnya, tarian pacaran yang rumit, dapatkah kita semua menganggapnya sebagai karakteristik adaptif?

Tidak. Meskipun benar bahwa alam ini penuh dengan adaptasi, kita tidak boleh langsung menyimpulkan bahwa sifat yang kita amati adalah salah satunya. Suatu sifat mungkin ada terutama karena alasan berikut:

Mereka bisa menjadi konsekuensi kimiawi atau fisik

Banyak sifat hanyalah konsekuensi dari peristiwa kimiawi atau fisik. Warna darah pada mamalia adalah merah dan tidak ada yang mengira bahwa warna merah itu sendiri adalah adaptasi.

Darah berwarna merah karena komposisinya: sel darah merah menyimpan protein yang bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen yang disebut hemoglobin - yang menyebabkan pewarnaan karakteristik cairan tersebut.

Mungkin akibat dari pergeseran gen

Drift adalah proses acak yang menghasilkan perubahan frekuensi alel, dan mengarah pada fiksasi atau eliminasi alel tertentu dengan cara stokastik. Karakteristik ini tidak memberikan keuntungan apapun dan tidak meningkatkan kebugaran individu.

Misalkan kita memiliki populasi beruang putih dan beruang hitam dari spesies yang sama. Pada titik tertentu, populasi penelitian mengalami penurunan jumlah organisme akibat bencana lingkungan dan sebagian besar individu kulit putih mati secara kebetulan.

Dengan berlalunya waktu, ada kemungkinan besar bahwa alel yang mengkode bulu hitam akan diperbaiki dan seluruh populasi akan terdiri dari individu kulit hitam.

Namun, ini bukanlah adaptasi karena tidak memberikan keuntungan apapun pada individu yang memilikinya. Perhatikan bahwa proses penyimpangan gen tidak mengarah pada pembentukan adaptasi, ini hanya terjadi melalui mekanisme seleksi alam.

Ini mungkin berkorelasi dengan karakteristik lain

Gen kita berdampingan dan dapat bergabung dengan berbagai cara dalam proses yang disebut rekombinasi. Dalam beberapa kasus, gen dihubungkan dan diwariskan bersama.

Untuk memberi contoh situasi ini, kita akan menggunakan kasus hipotetis: gen yang mengkode mata biru terkait dengan gen untuk rambut pirang. Logikanya, ini adalah penyederhanaan, mungkin ada faktor lain yang terlibat dalam pewarnaan struktur, namun kami menggunakannya sebagai contoh didaktik.

Misalkan rambut pirang organisme hipotetis kita memberikan beberapa keuntungan: kamuflase, perlindungan terhadap radiasi, terhadap dingin, dll. Individu berambut pirang akan memiliki lebih banyak anak daripada teman sebayanya yang tidak memiliki karakteristik ini.

Keturunannya, selain berambut pirang, akan memiliki mata biru karena gennya saling terkait. Sepanjang generasi kita dapat mengamati bahwa mata biru meningkat frekuensinya meskipun tidak memberikan keuntungan adaptif apa pun. Fenomena ini dikenal dalam literatur sebagai “tumpangan genetik”.

Mungkin akibat dari riwayat filogenetik

Beberapa karakter mungkin merupakan konsekuensi dari riwayat filogenetik. Jahitan tengkorak pada mamalia berkontribusi dan memfasilitasi proses persalinan, dan dapat diartikan sebagai adaptasi untuk itu. Namun, sifat tersebut mewakili garis keturunan lain dan merupakan sifat leluhur.

Pra-adaptasi dan eksaptasi

Selama bertahun-tahun, ahli biologi evolusioner telah memperkaya terminologi berkenaan dengan ciri-ciri organisme, termasuk konsep baru seperti "pra-adaptasi" dan "eksaptasi".

Menurut Futuyma (2005), pra-adaptasi adalah “sifat yang secara kebetulan memiliki fungsi baru”.

Misalnya, paruh kuat dari beberapa burung mungkin telah dipilih untuk mengonsumsi jenis makanan tertentu. Tetapi dalam kasus yang tepat, struktur ini juga dapat berfungsi sebagai adaptasi untuk menyerang domba. Perubahan fungsi yang tiba-tiba ini adalah pra-adaptasi.

Pada tahun 1982, Gould dan Vrba memperkenalkan konsep "exaptation" untuk mendeskripsikan pra-adaptasi yang telah dipilih untuk penggunaan baru.

Misalnya, bulu burung perenang tidak dibentuk oleh seleksi alam di bawah tekanan selektif berenang, tetapi secara kebetulan mereka berfungsi untuk itu.

Sebagai analogi proses ini kami memiliki hidung kami, meskipun itu pasti dipilih karena menambah beberapa keuntungan dalam proses pernapasan, sekarang kami menggunakannya untuk memegang kacamata kami.

Contoh eksaptasi yang paling terkenal adalah ibu jari panda. Spesies ini secara khusus memakan bambu dan untuk memanipulasinya mereka menggunakan “ibu jari keenam” yang berasal dari pertumbuhan struktur lain.

Contoh adaptasi

Penerbangan pada vertebrata

Burung, kelelawar, dan pterosaurus yang sekarang sudah punah secara bersamaan memperoleh alat penggerak mereka: terbang. Berbagai aspek morfologi dan fisiologi hewan ini nampaknya merupakan adaptasi yang meningkatkan atau mengunggulkan kemampuan terbang.

Tulang memiliki rongga yang membuatnya ringan, tetapi memiliki struktur yang tahan. Konformasi ini dikenal sebagai tulang pneumatik. Dalam garis keturunan terbang hari ini - burung dan kelelawar - sistem pencernaan juga memiliki kekhasan tertentu.

Ususnya jauh lebih pendek, dibandingkan dengan hewan yang tidak bisa terbang dengan ukuran yang sama, mungkin untuk mengurangi berat badan selama penerbangan. Dengan demikian, pengurangan permukaan penyerapan nutrisi memilih peningkatan jalur penyerapan sel.

Adaptasi pada burung turun ke tingkat molekuler. Telah diusulkan bahwa ukuran genom telah dikurangi sebagai adaptasi untuk terbang, mengurangi biaya metabolisme yang terkait dengan memiliki genom yang besar, dan oleh karena itu, sel besar.

Ekolokasi pada kelelawar

Sumber: Oleh Shung, dari Wikimedia Commons

Pada kelelawar ada adaptasi tertentu yang memungkinkan mereka untuk menyesuaikan diri secara spasial saat bergerak: ekolokasi.

Sistem ini terdiri dari emisi suara (manusia tidak dapat melihatnya) yang memantul dari objek dan kelelawar mampu memahami dan menerjemahkannya. Demikian pula morfologi telinga spesies tertentu dianggap sebagai adaptasi untuk dapat menerima gelombang secara efektif.

Leher jerapah yang panjang

Sumber: Oleh John Storr, dari Wikimedia Commons

Tidak ada yang meragukan bahwa jerapah memiliki morfologi yang tidak biasa: leher memanjang yang menopang kepala kecil dan kaki panjang yang menopang berat badan mereka. Desain ini membuat berbagai aktivitas dalam kehidupan hewan menjadi sulit, seperti minum air dari kolam.

Penjelasan untuk leher panjang spesies Afrika ini telah menjadi contoh favorit ahli biologi evolusi selama beberapa dekade. Sebelum Charles Darwin memahami teori seleksi alam, naturalis Prancis Jean-Baptiste Lamarck telah menggunakan konsep - meskipun keliru - tentang perubahan dan evolusi biologis.

Bagi Lamarck, leher jerapah itu memanjang karena hewan ini terus menerus meregangkannya hingga bisa mencapai tunas akasia. Tindakan ini akan diterjemahkan menjadi perubahan yang diwariskan.

Dalam terang biologi evolusioner modern, penggunaan dan pembatalan karakter dianggap tidak berpengaruh pada keturunan. Adaptasi leher panjang pasti muncul karena individu yang membawa mutasi untuk karakteristik tersebut meninggalkan lebih banyak keturunan daripada rekan-rekan mereka dengan leher yang lebih pendek.

Secara intuitif kita dapat berasumsi bahwa leher yang panjang membantu jerapah mendapatkan makanan. Namun, hewan ini biasanya mencari makan di semak-semak rendah.

Jadi untuk apa leher jerapah?

Pada tahun 1996, peneliti Simmons dan Scheepers mempelajari hubungan sosial kelompok ini dan membantah interpretasi tentang bagaimana jerapah mendapatkan lehernya.

Bagi ahli biologi ini, leher berevolusi sebagai "senjata" yang digunakan jantan dalam pertempuran untuk mendapatkan betina, dan bukan untuk mendapatkan makanan di tempat tinggi. Berbagai fakta mendukung hipotesis ini: leher laki-laki lebih panjang dan lebih berat daripada leher perempuan.

Kita dapat menyimpulkan bahwa, bahkan jika sebuah adaptasi memiliki makna yang tampak jelas, kita harus mempertanyakan interpretasi dan menguji semua hipotesis yang mungkin menggunakan metode ilmiah.

Beda dengan evolusi

Baik konsep, evolusi dan adaptasi tidak bertentangan. Evolusi dapat terjadi melalui mekanisme seleksi alam dan ini menghasilkan adaptasi. Perlu ditekankan bahwa satu-satunya mekanisme yang menghasilkan adaptasi adalah seleksi alam.

Ada proses lain, yang disebut pergeseran gen (disebutkan di bagian sebelumnya), yang dapat mengarah pada evolusi suatu populasi tetapi tidak menghasilkan adaptasi.

Kebingungan tentang adaptasi

Meskipun adaptasi tampaknya menjadi fitur yang dirancang tepat untuk penggunaannya, evolusi, dan akibatnya konsepsi adaptasi, tidak memiliki tujuan atau tujuan yang disengaja. Juga tidak identik dengan kemajuan.

Sebagaimana proses erosi tidak dimaksudkan untuk menciptakan pegunungan yang indah, evolusi tidak dimaksudkan untuk menciptakan organisme yang secara sempurna beradaptasi dengan lingkungannya.

Organisme tidak berusaha untuk berkembang, jadi seleksi alam tidak memberikan apa yang dibutuhkan seseorang. Sebagai contoh, mari kita bayangkan serangkaian kelinci yang, karena perubahan lingkungan, harus bertahan dalam cuaca beku yang parah. Kebutuhan hewan akan bulu yang melimpah tidak akan membuatnya muncul dan menyebar dalam populasi.

Sebaliknya, beberapa mutasi acak pada materi genetik kelinci dapat menghasilkan bulu yang lebih melimpah, sehingga pembawanya memiliki lebih banyak anak. Anak-anak ini mungkin mewarisi bulu ayah mereka. Dengan demikian, bulu yang melimpah dapat meningkatkan frekuensinya dalam populasi kelinci dan kelinci tidak pernah menyadari hal ini.

Selain itu, seleksi tidak menghasilkan struktur yang sempurna. Mereka hanya perlu menjadi cukup "baik" untuk dapat diwariskan ke generasi berikutnya.

Referensi

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, TJ, Lavin, SR, Chediack, JG, Tracy, CR, & Karasov, WH (2007). Adaptasi pencernaan vertebrata terbang: penyerapan paraseluler usus yang tinggi mengkompensasi usus yang lebih kecil. Prosiding National Academy of Sciences, 104 (48), 19132-19137.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusioner. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
4. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exaptation-istilah yang hilang dalam ilmu bentuk. Paleobiologi, 8 (1), 4-15.
5. Organ, CL, Shedlock, AM, Meade, A., Pagel, M., & Edwards, SV (2007). Asal mula ukuran dan struktur genom burung pada dinosaurus non-unggas. Alam, 446 (7132), 180.