Skrzydła w nowym świetle
Matka pieprzowa ląduje na korze pnia drzewa i otwiera skrzydła, aby odpocząć. Głodny ptak muchołówka, który był blisko z tyłu, siada na posiłek, ale traci z oczu swoją ofiarę. Ćma wtopiła się w pień drzewa. Wtapiając się w niego pozwoliła mu uniknąć natrętnej muchołówki, dzięki czemu ćma doczekała się kolejnego dnia. To może wydawać się prostym aktem natury, ale naukowcy są dość ciekawi jak i dlaczego tego rodzaju interakcje powstają.
Mocarstwa nadrzewne są ubarwione tak, aby wtopić się w drzewa. Kliknij, aby powiększyć.
Krytyczny kolor skrzydeł ćmy pieprzowej jest oparty na kilku różnych czynnikach. Jak to się stało, że pojedyncza ćma skończyła z takim kolorem skrzydeł? I dlaczego ten gatunek ćmy w ogóle ma takie kolory skrzydeł?
The How and the Why
Naukowcy zadają tego rodzaju pytania i testują je w oparciu o wcześniejszą wiedzę i przyszłe przewidywania. Niektóre popularne pytania koncentrują się na tym, jak dana cecha się rozwija. Jest to znane jako przyczyna źródłowa. Przyczyna koloru skrzydeł u ćmy pieprzowej jest genetyczna. Określony gen koduje, czy ćmy mają jasne czy ciemne skrzydła. W ćmy, które przetrwać i reprodukcji, geny dla konkretnego koloru jest przekazywana do ich potomstwa.
Teraz, spójrzmy na większy obraz. Dlaczego zwierzę takie jak ćma pieprzowa może mieć kolorowe skrzydła? To, dlaczego dana cecha ewoluuje, znane jest jako ostateczna przyczyna. Wiemy, że skrzydła ćmy pieprzowej pomagają jej wtopić się w otoczenie. Wtapiając się w otoczenie, zwiększają swoje szanse na przeżycie. Tak więc w określonym środowisku jeden kolor skrzydeł może pomóc przetrwać większej liczbie ćm niż inny kolor skrzydeł. To bardzo ważna korzyść. Przyczyna pośrednia i przyczyna ostateczna są często obie zaangażowane w doprowadzenie do cechy, która pomaga organizmowi przetrwać w jego niszy.
Rower może być użyty jako inny przykład przyczynowości pośredniej vs. ostatecznej. Kliknij, aby uzyskać więcej szczegółów.
Zrozumienie zarówno przybliżonych, jak i ostatecznych przyczyn pomaga nam zrozumieć, dlaczego cechy zmieniają się w czasie. W niezanieczyszczonych lasach ćmy z jasnymi skrzydłami miały większe szanse na przeżycie. W zanieczyszczonych lasach ćmy z ciemnymi skrzydłami lepiej wtapiały się w otoczenie. Mniej prawdopodobne było, że zostaną zjedzone przez ptaki, a wtedy mogły się rozmnażać i przekazywać swoje kolory skrzydeł dalej.
Możemy również spojrzeć na bardziej znane problemy w kategoriach pytań przybliżonych lub ostatecznych. Pomyśl o rowerze. Aby iść do przodu, poruszasz pedałami. To obraca koła, wprawiając rower w ruch. To jest przybliżona przyczyna tego, jak działa rower.
Ale jakie są ostateczne przyczyny tego, dlaczego rower się porusza? Jedną z propozycji jest to, że ludzie potrzebowali szybszego sposobu przemieszczania się. Zaprojektowaliśmy rower, aby pomóc nam poruszać się szybciej i mądrzej wykorzystywać nasz czas.
Jeśli nadal jesteś zdezorientowany w kwestii proximate vs. ultimate, spróbuj pomyśleć o tym w inny sposób. Wyjaśnienia przybliżone i ostateczne różnią się także skalą czasową, w której działają. Wyjaśnienia przybliżone skupiają się na rzeczach, które mają miejsce podczas życia jednostki. Wyjaśnienia ostateczne koncentrują się na rzeczach, które występują w populacjach na przestrzeni wielu pokoleń. Myślisz, że masz pojęcie o tym, jak i dlaczego biologia?
Sprawdź się
Spróbuj wymyślić kilka pytań przybliżonych i ostatecznych dla następujących adaptacji: Kolor ćmy, grupowe poszukiwanie pokarmu u ptaków, rodzicielstwo u ssaków i płaczące niemowlęta.
Kliknij tutaj, aby zobaczyć nasze przykłady pytań
Pogrubioną czcionką zaznaczono nasze kategorie i przykłady pytań głównych. Niektóre pod-pytania zostały również uwzględnione.
ADAPTACJA | PROXIMATE QUESTIONS | ULTIMATE QUESTIONS |
Kolor ćmy | Jak powstaje kolor skrzydeł?
Czy kolor skrzydeł jest genetyczny? Czy różne kolory ćmy są spowodowane mutacjami DNA? Czy środowisko determinuje kolor ćmy? |
Dlaczego jeden kolor jest bardziej powszechny? Jakie zachowania lub czynniki środowiskowe determinują, który kolor skrzydeł jest bardziej powszechny? Czy dobór partnerów wpływa na kolor skrzydeł? Czy kolor skrzydeł jest pomocny tylko ze względu na kamuflaż? |
Grupowe poszukiwanie pokarmu |
Jak ptaki znajdują pokarm w grupach? – Czy ptaki sygnalizują się nawzajem? Których zmysłów używają do poszukiwania pożywienia? |
Dlaczego szukanie pożywienia w grupach jest korzystne? Czy szukanie pożywienia w grupach jest bezpieczniejsze? |
Rodzicielstwo u ssaków |
Skąd zwierzęta wiedzą, jak opiekować się swoimi młodymi? Czy uczą się tego od rodziców? Czy rodzą się wiedząc jak to robić? Czy hormony powodują to zachowanie? |
Dlaczego niektóre zwierzęta są dobrymi rodzicami? Czy posiadanie dobrych rodziców zwiększa przeżywalność? Czy zwierzęta z dobrymi rodzicami rozmnażają się częściej? |
Płaczące niemowlęta |
Jak niemowlęta decydują, kiedy płakać? Czy istnieje czynnik, który sprawia, że dziecko płacze? |
Dlaczego niemowlęta płaczą? Czy matki poświęcają więcej uwagi płaczącym niemowlętom? |
Kliknij tutaj, aby zobaczyć nasze odpowiedzi
ADAPTACJA | PROXIMATE CAUSE | ULTIMATE CAUSE |
Kolor ćmy |
Szczególny gen koduje czarny kolor skrzydeł i szczególny gen koduje biały kolor skrzydeł. Czarny kolor po raz pierwszy pojawił się jako mutacja genetyczna. |
Te kolory skrzydeł ćmy ewoluowały, ponieważ mutacje, które pomogły ćmie wtopić się w otoczenie i przetrwać, zostały przekazane następnemu pokoleniu. |
Grupowe poszukiwanie pożywienia | Ptaki używają wzroku, by znaleźć obszary pożywienia i grupy tego samego gatunku. | Grupowe żerowanie wyewoluowało, by dać więcej czasu na żerowanie, podczas gdy inne wykrywają drapieżniki. Im więcej ptaków w grupie, tym mniejsza szansa, że zostaną zjedzone przez drapieżnika. |
Rodzicielstwo u ssaków | Uwolnienie hormonu oksytocyny wyzwala instynkt rodzicielski u matek i niektórych ojców. | Dobre rodzicielstwo zwiększa przeżywalność młodych. Młode mogą następnie dorastać i rozmnażać się, przekazując swoje geny. |
Płaczące dzieci | Szczególne wyzwalacze, takie jak mokra pieluszka, sprawia, że dziecko płacze. | Ludzkie dzieci ewoluowały, aby płakać w celu ostrzeżenia rodziców o konkretnej potrzebie. |
Tying It All Together
Oba typy przyczynowości są interesujące same w sobie. Ale zdaj sobie sprawę, że są one połączone. Musimy badać naturę używając obu typów pytań. To pomoże nam zrozumieć, jak cechy ewoluują i przynoszą korzyści organizmom.
Dodatkowe zdjęcia za pośrednictwem Wikimedia Commons. Chrząszcz słoniowy autorstwa Dereka Ramsey’a.