Katarzyna Adamala   
10.III.2003    
  

Co to jest adaptacja?
Na tak postawione pytanie nie ma dziś jednoznacznej odpowiedzi. Istnieje dużo teoretycznie równorzędnych definicji tego pojęcia.

Ogólnie można powiedzieć - pomijając szczególne przypadki i wyjątki - że adaptacja to efekt działania doboru naturalnego na naturalną zmienność cech dziedzicznych.
Według "Leksykonu biologicznego": adaptacja, czyli przystosowanie, to zmiana struktury lub funkcji organizmu zwiększająca szanse przeżycia i wydania potomstwa w warunkach danego środowiska.

Wszystkie organizmy żywe pozostają w ścisłym związku ze środowiskiem, w którym żyją. Aby przetrwać, rozmnożyć się i odchować potomstwo - przekazać swoje geny, czyli osiągnąć sukces ewolucyjny - organizm musi dynamicznie reagować na zmiany środowiska, które go otacza. W celu maksymalizacji dostosowania (fitness) organizm musi albo aktywnie przeciwstawić się zmianom, albo zmienić - przystosować - się samemu.

Potocznie przystosowaniem możemy nazwać zmiany dokonujące się w ciągu życia osobnika pod wpływem działania określonych bodźców (np. aklimatyzacja do nowych warunków).

Z biologicznego punktu widzenia przystosowanie to jednak zmiana genotypowa - nie tylko modyfikacja osobniczego fenotypu. Aby przystosowanie można było nazwać adaptacją ewolucyjną musi być trwałe, przekazywane w populacji z pokolenia na pokolenie - musi więc być zawarte w genach.

Aktywne przeciwstawianie się zmianom jest dobrą strategią wtedy, gdy zmiana środowiska jest krótkotrwała i/lub bardzo radykalna.
W takiej sytuacji w populacji nie ma cechy mogącej ułatwić przeżycie - zakres możliwych naturalnych mutacji jest bowiem ograniczony.
Trudno np. wymagać od populacji chomików, których norki nagle zatopiła wiosenna powódź, aby nauczyły się oddychać pod wodą - byłaby to zbyt daleko idąca zmiana, wymagająca zbyt dużych modyfikacji genotypu - nie mogłaby pojawić się jako jedna przypadkowa mutacja i "akurat" być wykorzystana podczas powodzi. Ułatwić przeżycie wiosennej powodzi może adaptacja behawioralna - chomiki mogą nauczyć się pływać wykorzystując gałęzie lub liście na powierzchni wody. Cecha ta nie będzie jednak, oczywiście, dziedziczna. (chociaż skłonność do niej może być wrodzona...)

Chomiki podczas powodzi doskonale ilustrują różnice między lamarkowskim a neodarwinowskim myśleniem o powstawaniu mutacji.
W modelu lamarkowskim skupiamy się na możliwości zareagowania przez chomiki na powódź i wykształceniem "na poczekaniu" przystosowania, które może być następnie wzmacniane w kolejnych pokoleniach.
W modelu neodarwinowskim w ogóle nas to nie interesuje (tj. nawet gdyby jakiś chomik siłą woli nauczył się oddychać po wodą, wiemy, że i tak nie przekaże tego dalej). Patrzymy natomiast na populację chomików, spodziewając się, że niektóre chomiki w toku przypadkowych mutacji nabyły cechy, które okażą się przydatne podczas powodzi (mniej nasiąkające futerko, bardziej błoniaste łapki, większe płuca, mięśnie zaciskające nozdrza, instynkt ucieczki w wyżej położone miejsca po obfitych opadach itp.) i sprawdzamy, czy poprawiły one przeżywalność swych nosicieli. Spodziewamy się, że po powodzi ocalałe chomiki będą częściej wykazywać te właśnie zmodyfikowane cechy.

Adaptacja powstaje na skutek presji selekcyjnej, czyli sumy nacisków środowiskowych na organizm. Dzięki zmienności genetycznej w populacji zwykle znajdzie się kilka osobników, które przypadkiem posiadają cechę akurat ułatwiającą radzenie sobie w nowym, zmienionym środowisku.

Cecha ta mogła występować jako neutralny bagaż - w "starych" warunkach jej posiadacz nie miał z niej ani szkody, ani pożytku - była neutralna selekcyjnie. Mogła też być, w poprzednich warunkach, negatywna - nosiciel miał z jej powodu kłopoty - działa ujemnie na fitness i, gdyby nie zmiana środowiska, zniknęłaby by z puli genowej.
Po zmianie warunków posiadacze tej cechy radzą sobie w nowym środowisku lepiej, niż inni, mają większe szanse na rozród - a więc okazują się najlepiej przystosowanymi, gdyż staje cecha adaptacją i utrwala się w populacji.

Adaptacje odgrywają kluczową rolę w procesie ewolucji.

Modyfikacje zwiększające szanse przeżycia i rozrodu mogą być niewielkie - wtedy powoli rozprzestrzeniają się w populacji i pomagają jej lepiej sobie radzić w lokalnym środowisku; albo bardzo głębokie - prowadzące do wyodrębnienia się nowej grupy systematycznej. Gatunek może się wyodrębnić nawet przy minimalnych różnicach przystosowawczych... np. w wyniku doboru płciowego (i odwrotnie drastyczne zmiany - np. u psów - nie prowadzą zaraz do specjacji).

Zmiany adaptacyjne mogą być drobne, dotyczyć jednej szczególnej cechy danego organizmu. Mogą też być wręcz rewolucyjne i wpływać na przyszłość całego ekosystemu (sprzężenie zwrotne: środowisko wymusza adaptację, zmodyfikowany organizm zmienia środowisko).