פוטנציאל ביוטי: מהו וכיצד הוא בא לידי ביטוי באבולוציה הביולוגית

המטרה של כל יצור חי על הפלנטה הזו היא הרחבת הגנים שלהם, בצורה כזו או אחרת. בעלי חיים מפתחים את ההתנהגויות, ההתנהגויות וההתאמות האנטומיות שלהם על בסיס הנחה פשוטה מאוד: להשאיר חותם על הדורות הבאים בדמות צאצאיהם שלהם או של קרובי דם אחרים (בני דודים, אחים, וכו.). גם אם זה עולה לו בחייו, הדבר היחיד שהיצור החי מבקש בסופו של דבר הוא, ללא ספק, להביא ילדים לעולם.

על פי תורת הברירה הטבעית, האבולוציה הביולוגית של יצורים חיים תלויה בלחצים סביבתיים ובאינטראקציות עם מינים אחרים. כאשר בעל חיים סובל ממוטציה ספונטנית בהתפתחותו, יתכן ויש לו יתרון ביולוגי בהשוואה לשאר, למשל, שחרק נולד עם לסתות מעט גדולות יותר גָדוֹל. אם חרק זה חי יותר מהשאר מכיוון שהוא מקבל אוכל ביתר קלות והדמות תורשתית, ניתן לצפות שיהיו לו יותר ילדים מהאחרים.

לפיכך, ניתן להרחיב את הדמות "לסתות גדולות" באוכלוסייה מכיוון שהיא מגבירה את הכושר הביולוגי של המין: החרקים המציגים את המוטציה הזו יתרבו ביתר קלות, כך שהילדים בעלי התכונה הזו יהיו יותר ויותר מְשׁוּתָף. מה קורה כשמין מגיע לשיא הסתגלותי על בסיס הסתגלות מצטברת? האם יש גבול להתפשטותו של מין? אנו עוסקים בנושאים אלה ועוד רבים בשורות הבאות, שכן נספר לכם הכל אודותיהם פוטנציאל ביוטי.

• מאמר קשור: "תורת האבולוציה הביולוגית: מהי ומה היא מסבירה"

פוטנציאל הרבייה של היצור החי

לפני שעוברים על כף המאזניים של אוכלוסיות ומינים, יש לבחון את הפוטנציאל של כל אחד מחבריהם. מהסיבה הזו, הגיע הזמן לערוך סיור כללי בכושר, כושר או כושר.

כושר מוגדר כייצוג כמותי של מנגנוני הברירה הטבעית הפועלים בהתאמה של יצורים חיים לסביבה. במילים פשוטות יותר, פרמטר זה מראה את שיעור הגנים שאדם ממין משאיר בדור הבא, ביחס למאגר הגנים הכולל הקיים באוכלוסייה בה הוא חי.

באופן דיבור, מספר הילדים שיש לאב במהלך חייו נתפס ככושר, אך אחים, בני דודים וקרובי משפחה אחרים הם גם חלק ממאגר הגן אִישִׁי. לכן, קצב הכושר של אורגניזם מוגדר לפעמים לא רק על ידי כמה שהוא מושך לנקבות, אלא גם על ידי היכולת שהיא מציגה לשמור על חברה או תא משפחתי.

ניתן לחשב מונח זה בנוסחה המתמטית הבאה:

W: L x M

מאחר ש- W הוא הכושר המוחלט או ההלימה המוחלטת, ניתן לחשב בערך את יכולת ההישרדות של האדם ואת פוריותו. לבסוף, יש לציין שכושר יכול להיות מוחלט (מספר הצאצאים הצפוי ליחיד) או יחסי (מספר הצאצאים ביחס למין אחר). באופן כללי, ככל שכושר הכושר של כל אחד מבני האוכלוסייה גבוה יותר, כך ביצועי המין במערכת האקולוגית שלו טובים יותר.

• אתה עשוי להתעניין ב: "Speciation: מה זה ואיך הוא מתפתח באבולוציה ביולוגית"

מהו הפוטנציאל הביוטי?

באופן דיבור ניתן לומר שהפוטנציאל הביוטי הוא התוצאה של כושר גבוה לאורך זמן באוכלוסייה ממין נתון. אם ניקח גישה טכנית יותר ברמה הביולוגית, ניתן להגדיר מונח זה כצמיחה לא מינים מוגבלים של מינים במערכת אקולוגית, עד לנקודה בה מגיעים לשיעור האוכלוסייה מַקסִימוּם.

כפי שאתה יכול לדמיין, זה לא קורה בטבע, למעט מקרים נדירים מאוד שנראים מושפע מגורמים אקסוגניים למערכת האקולוגית (כגון שחרור מינים אקזוטיים בסביבה שאינה שלך). על מנת לפתח את הפוטנציאל הביוטי, על המין המדובר להיות נטול טורפים, לא לשאת מחלות ולהיות בעל זמינות כמעט בלתי מוגבלת של משאבים. מנגנוני הברירה הטבעית עצמם מונעים זאת מכיוון שאם לא כן, מערכות אקולוגיות בסופו של דבר קורסות.

ברמה מתמטית ניתן להשיג את הפוטנציאל הביוטי ולהשתמשו בשתי הנוסחאות הבאות:

• מספר אנשים = פוטנציאל ביוטי / עמידות בפני הסביבה (חי + שאינו חי)
• אינדקס חיוני = (מספר לידות / מספר מקרי מוות) x 100

ההסתברות להגיע לפוטנציאל ביוטי מגדילה ככל שהמין צריך להתמודד עם יותר התאמות או כלים הברירה הטבעית וההיסחפות הגנטית, שני התהליכים העיקריים המעצבים את התפתחותם של יצורים חיים לאורך הדורות. מאות שנים. בכל מקרה, כפי שאמרנו, התאמה מושלמת לסביבה אינה אפשרית, מכיוון שהטלות הטבעיות עצמן מונעות זאת.

מרכיבי הפוטנציאל הביוטי

כפי שצוין אקולוגים שפיתחו פרמטר זה (כגון R.N Chapman), הפוטנציאל הביוטי הוא מורכב משני חלקים שונים: פוטנציאל הרבייה ופוטנציאל ההישרדות.

הראשון במונחים קשור קשר הדוק לכושר גופני: ככל שלכל פרט יש יותר צאצאים, כך טוב יותר, שכן שיעור הילודה נוטה לחרוג משיעור התמותה.

ובכל זאת, דגימה מתאימה במיוחד עשויה להטיל 2,700 ביצים בישיבה אחת, אך כולן נגמרות בנגיסה אחת בתוך קיבה של טורף. לכן, לא רק שניתן לקחת בחשבון את מספר הצאצאים: חיוני גם לרשום שהוא שורד לאורך זמן.

פוטנציאל ביוטי = פוטנציאל רבייה + פוטנציאל הישרדות

מדוע מינים אינם משיגים פוטנציאל ביוטי?

כדי לענות על שאלה זו, עלינו לחזור שנים אחורה, לחוק התנועה השלישי של אייזיק ניוטון:

אם עצם A מפעיל כוח על עצם B, אז על חפץ B להפעיל כוח בגודל שווה בכיוון ההפוך על עצם A.

בואו נשתמש בהנחה זו בסביבה ביולוגית. אם אוכלוסיית ארנבים מתחילה לגדול בגלל ששינויי האקלים עודדו התפתחות של מינים עשבוניים מסוימים שעגומורפים אלה ניזונים מהם, טורפים צפויים לצמוח באופן אקספוננציאלי במערכת האקולוגית ניתנת בתגובה לנוכחות יותר אוכלי עשב.

אם יש יותר ויותר ארנבות, הנקבות יוכלו לאכול יותר לפני הלידה, כך שאני מקווה שהמלטות יהיו גדולות יותר. בנוסף, מכיוון שיש יותר טרף, שיעור ההישרדות של הגורים יהיה גבוה יותר, שכן הדגימות החלשות יותר לא ימותו מרעב. אם יש יותר טורפים בגלל עליית הטרף, הדבר ההגיוני הוא שמספר הטרף פוחת עם הזמן ובכך נוטה לייצב את האיזון שוב.

במערכת האקולוגית, לכל פעולה יש תגובה הפוכה לחלוטיןאלא אם כן הדינמיקה אינה נתפסת בתוך הסביבה באופן טבעי. בואו ניקח דוגמא אחרת לגמרי: האדם.

כפי שאתה יכול לדמיין, בני אדם הם הדוגמה היחידה למין שהגיע באופן פוטנציאלי וברור לפוטנציאל ביוטי. מספר האוכלוסייה של המינים שלנו גדל בצורה מופרזת, אך מכיוון שנפטרנו מטורפים, יש לנו מערכות של ייצור יעיל ביותר וקשה למחלות להרוג אותנו, אין מנגנון רגולציה שמחזיר את האיזון הביולוגי ל נוֹרמָלִי.

לכן, המין שלנו נמצא בנקודה של פוטנציאל ביוטי, לפחות בינתיים. ככל שאנחנו מפתחים טכנולוגיה ומתרחקים ממנגנוני הברירה הטבעית, דבר אחד ברור: המשאבים עדיין אינם מוגבלים.

קורות חיים

לפיכך, אנו יכולים לסיים עם הרעיון הבא: הפוטנציאל הביוטי הוא השלב אליו מגיעים לישויות בחיים הם משוחררים מכל הטלות סביבתיות וגדלים ככל שהם יכולים ברמת האוכלוסייה עד למקסימום אפשרי. כדי שהפוטנציאל הביוטי יתקיים, בעלי חיים לא רק צריכים להתרבות הרבה, אלא גם הצאצאים חייבים לשרוד בזמן.

במערכת אקולוגית טבעית לא מתקבל על הדעת שמין ישיג פוטנציאל ביוטי לטווח ארוך: בשלב מסוים משאבים, ואם זה לא המקרה, טורפים באזור או מינים אחרים יהיו אחראים למניעת התפשטות האוכלוסייה דאדאיסט. למרבה המזל או למרבה הצער, אנחנו היחידים שנמצאים במצב הרחבה מתמשך זה אלפי שנים, עם כל הטוב והרע שיש בזה.