În teoria evoluției , exaptarea este o adaptare selectivă oportunistă, favorizând trăsături care sunt utile pentru o nouă funcție, pentru care nu au fost selectate inițial. De exemplu, penele teropodelor , selectate inițial pentru că le-ar asigura termoreglarea , au permis adaptarea la zbor. Bipedalism sau cuvântul ar fi , de asemenea , exaptations.
Originea termenului este atribuită biologului de exaptare Stephen J. Gould și Elizabeth Vrba (în) , într-un articol care explică modul în care personajele sau funcțiile complexe pot apărea și evolua din structuri inițiale simple.
Adaptarea este un concept care susține critica adaptării . Este una dintre dimensiunile evoluției care interesează biologia sintetică . Ar dori să se inspire din acesta pentru a crea gene, căi metabolice sau organisme noi din sistemele existente care să fie modificate sau deturnate.
Între 1901 și 1909, Lucien Cuénot dezvoltă teoria preadaptării care îndeplinesc mai puțin succes decât exaptation „mai consistent cu standardele științifice ale XX - lea secol“ , formularea este prea teleologică Cuénot de Gould și Vrba. Aceste două concepte se dovedesc a fi complementare: „preadaptarea ar viza personajul cu funcția sa originală, în timp ce exaptarea ar viza personajul cu funcția sa derivată” .
Deși termenii adaptare și exaptare sunt adesea asociați, aceștia au semnificații distincte:
Foarte des, literatura vorbește despre exaptare ca fenomen secundar adaptării. Cu toate acestea, adaptarea poate avea loc și ca urmare a exaptării. Spunem apoi că un personaj suferă o exaptare primară, urmată de o adaptare secundară.
În general, luăm în considerare două tipuri principale de exaptare:
Două origini posibile ale exaptării au fost prezentate de oamenii de știință Paul W. Andrews, Steven W. Gangestad și Dan Matthews:
Un exemplu în care adaptarea are sens este cazul apariției penelor pentru zbor în teropode . Archaeopteryx (primele specii de descoperire theropod) cu pene a fost întotdeauna agenția cheie pentru a explica evoluția theropods, mai ales din cauza numeroaselor fosile descoperite și relativ bine conservate din XIX - lea secol. Examinarea celor zece fosile recuperate a arătat că această specie a redus capacitatea de zbor datorită diametrului mai îngust al coloanei vertebrale . Cu toate acestea, un al unsprezecelea exemplar descoperit în Bavaria în 2011 și deosebit de bine conservat prezintă pene cu rahise puternice. În plus, distribuția penelor pe ultima fosilă sugerează o asemănare puternică cu distribuția penelor la păsările moderne. Deci, cum se face că morfologia aripilor Archeopteryx este similară cu cea a păsărilor moderne, chiar dacă Archeopteryx are o capacitate de zbor redusă? Acest lucru sugerează că penele ar putea avea o funcție complet diferită de zborul dinainte. Într-adevăr, teropodele ar fi dezvoltat mai întâi penajul pentru a permite termoreglarea. Aceste pene au jucat probabil, de asemenea, un rol de camuflaj și echilibrare atunci când călătoresc.
Descoperirile arheologice arată, de asemenea, o gamă largă de culori și modele pentru pene. Astfel, mulți cercetători sunt de părere că acestea ar fi putut fi utilizate inițial pentru afișare în perioadele de reproducere. Acestea ar fi fost apoi refolosite pentru zbor, prin selectarea caracteristicilor lor mecanice.
La tetrapode , plămânii (înlocuind branhiile ) și picioarele (înlocuind aripioarele ) au apărut înainte ca apa să iasă și să cucerească uscatul, adică aceste organe au fost inițial dezvoltate pentru viața acvatică:
În plus, dezvoltarea osoasă este un semn distinctiv al tranziției de la viața acvatică la cea terestră la vertebrate. De ce aceste organisme aveau oase înainte ca acest stil de viață să se schimbe? S-au făcut multe ipoteze cu privire la acest subiect, deși niciuna nu a fost încă dovedită formal. Unii oameni de știință susțin că oasele au jucat mai întâi un rol în osmoregularea organismelor acvatice. În schimb, alții aderă la teoria conform căreia oasele au jucat un rol protector împotriva prădătorilor, acționând ca o armură. În cele din urmă, unii cercetători sunt mai degrabă de părere că oasele au avut ca funcție primară depozitarea fosfatului permițând activități musculare. Această teorie este susținută în special în zilele noastre, considerând că „la om, 90% din fosfor este prezent în faza minerală a osului”. Prin urmare, oasele ar fi îndeplinit diverse funcții, cum ar fi stocarea fosforului și ar fi evoluat pentru a permite organismelor să se susțină reciproc.
La mamifere , laptele este produs probabil de glandele sudoripare modificate (glandele mamare). Un corp de transpirație trebuie să fi pătruns pe corpul sinapsidelor (strămoșii mamiferelor), care au dezvoltat ouă cu coaja moale și permeabilă, spre deosebire de sauropsidele ale căror ouă sunt calcificate. Când s-au născut, tinerii s-au lipit de mama lor și, prin urmare, erau deseori în contact cu această secreție cu proprietăți protectoare și nutritive. Transformarea acestei „transpirații” sau secreții speciale în lapte s-ar fi putut face prin mai multe exaperații succesive. De asemenea, compusul α-lactalbumină, datorită căruia este posibilă sinteza lactozei , rezultă dintr-o adaptare la lactație. Studiile au arătat că structura acestei proteine este legată genetic de cea a lizozomilor . Lizozomii sunt organite celulare a căror funcție este liza celulelor. Acestea sunt foarte utile în apărarea organismelor, în special prin distrugerea peretelui mucopolizaharidic al bacteriilor . Potrivit unor cercetători, asemănarea puternică a lizozomilor cu α-lactalbumina sugerează un nou caz de exaptare.
Clitorisul hienei patateUn alt exemplu al conceptului de exaptare, deși rămâne contestat științific astăzi, poate fi văzut în hienele pete ( Crocuta crocuta ). Spre deosebire de majoritatea celorlalte mamifere, organele genitale ale femelelor nu diferă morfologic de cele ale masculilor. Femelele au într-adevăr un clitoris a cărui dimensiune este comparabilă cu cea a penisului masculin. Buzele superioare feminine pot fi confundate cu ușurință cu scrotul.
Proeminența organelor feminine este atribuită unui nivel excesiv de ridicat de hormoni androgeni din organism. Astfel, hienele feminine sunt adesea denumite hermafrodite, iar oamenii de știință atribuie această asemănare genitală cu o formă de mimetism sexual.
Utilitatea acestei asemănări este încă slab înțeleasă de comunitatea științifică. Potrivit cercetătorilor, femeile au dezvoltat inițial acest mimetism pentru ceremonia întâlnirii . Deși hienele au un stil de viață predominant solitar, aceste animale sunt reunite în clanuri din diverse motive, cum ar fi prădarea. Ceremonia de întâlnire este o formă de recunoaștere ritual efectuat de hiene solitare regruparea, în timpul căreia fiecare individ miroase și își linge organele genitale ale colegilor lor. În timpul evoluției, această formă de mimică ar fi evoluat pentru a permite femeilor să acceseze un statut social mai înalt. Unii autori susțin că dimensiunea mai mare a organelor genitale este corelată pozitiv cu acceptarea colegilor, ceea ce poate conferi și un avantaj individual de fitness .
Adaptarea se opune gândului lui Aristotel că funcția creează organul. Această idee persistă încă astăzi, deși a fost respins din I st sec î. AD de Lucretia .
Adaptarea arată astfel că evoluția nu are un plan prestabilit, ci mai degrabă tinde să „treacă” cu existentul. Prin urmare, nu ar trebui să ne punem întrebarea „de ce” ci mai degrabă cea a „cum”. Bipedalismul nu părea să vadă peste tufișuri și nici ochiul nu părea să vadă: „funcția nu creează organul” . În schimb, aceste abilități au fost dezvoltate deoarece au oferit un avantaj selectiv .