ศักยภาพทางชีวภาพ: มันคืออะไรและสะท้อนอย่างไรในวิวัฒนาการทางชีววิทยา

เป้าหมายของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกใบนี้คือการขยายยีนของพวกมัน ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง สัตว์พัฒนาพฤติกรรม พฤติกรรม และการปรับตัวทางกายวิภาคของพวกมันโดยอิงจากหลักฐานง่ายๆ: ทิ้งร่องรอยให้รุ่นต่อๆ ไป ในรูปของลูกหลานของตนเองหรือของญาติทางสายเลือดอื่น ๆ (ญาติพี่น้อง เป็นต้น) ต่อให้ต้องแลกด้วยชีวิต แต่สิ่งเดียวที่คนเป็นที่สุดแสวงหาคือการมีลูกอย่างไม่ต้องสงสัย

ตามทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ วิวัฒนาการทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตขึ้นอยู่กับแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมและปฏิสัมพันธ์กับสายพันธุ์อื่น. เมื่อสัตว์ประสบกับการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มันอาจมีข้อได้เปรียบ ทางชีวภาพเมื่อเทียบกับส่วนที่เหลือ เช่น แมลงเกิดมาพร้อมกับกรามที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย ใหญ่. หากแมลงชนิดนี้มีอายุยืนยาวกว่าตัวอื่นๆ เพราะได้อาหารง่ายกว่าและมีลักษณะเป็นกรรมพันธุ์ คาดว่ามันจะมีลูกมากกว่าตัวอื่นๆ

ดังนั้นอักขระ "กรามใหญ่" สามารถขยายได้ในกลุ่มประชากรเนื่องจากจะเพิ่มสมรรถภาพทางชีวภาพของสปีชีส์: แมลงที่นำเสนอการกลายพันธุ์นี้จะแพร่พันธุ์ได้ง่ายขึ้นดังนั้นเด็กที่มีลักษณะนี้จะเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ทั่วไป จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสปีชีส์ถึงจุดสุดยอดที่ปรับตัวได้จากการดัดแปลงสะสม? มีการจำกัดการแพร่กระจายของสายพันธุ์หรือไม่? เราครอบคลุมหัวข้อเหล่านี้และอื่น ๆ อีกมากมายในบรรทัดต่อไปนี้ เราจะบอกคุณทุกอย่างเกี่ยวกับ

ศักยภาพทางชีวภาพ.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวภาพ: มันคืออะไรและอธิบายอะไร"

ศักยภาพในการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต

ก่อนดำเนินการตามขนาดของประชากรและชนิดพันธุ์ จำเป็นต้องพิจารณาถึงศักยภาพของสมาชิกแต่ละคน สำหรับเหตุผลนี้, ได้เวลาพาทัวร์ฟิตเนสทั่วไปแล้ว,ฟิตเนสหรือฟิตเนส

ฟิตเนสถูกกำหนดให้เป็นการแสดงเชิงปริมาณของกลไกการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่ทำหน้าที่ในการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม พูดง่ายๆ ก็คือ พารามิเตอร์นี้ แสดงสัดส่วนของยีนที่แต่ละสปีชีส์ทิ้งไว้ในรุ่นต่อๆ ไป โดยเทียบกับกลุ่มยีนทั้งหมดที่มีอยู่ในประชากรที่มันอาศัยอยู่.

จำนวนลูกที่พ่อมีมาตลอดชีวิตนั้นนับว่าเป็นความฟิต แต่พี่น้อง ลูกพี่ลูกน้อง และญาติทางสายเลือดอื่นๆ ก็เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มยีนของ รายบุคคล. ดังนั้น ในบางครั้ง อัตราความฟิตของสิ่งมีชีวิตจึงไม่ได้กำหนดโดยความน่าดึงดูดใจของผู้หญิงเท่านั้น แต่โดย ความสามารถที่นำเสนอในการรักษาสังคมหรือหน่วยครอบครัวให้ลอยตัว.

คำนี้สามารถคำนวณได้ด้วยสูตรทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:

กว้าง: ยาว x ม

โดยที่ W เป็นความสมบูรณ์หรือความเพียงพอสัมบูรณ์ L ความอยู่รอดของแต่ละบุคคลและ M ความอุดมสมบูรณ์ของมัน ความอยู่รอดของประชากรเมื่อเวลาผ่านไปสามารถคำนวณคร่าวๆ สุดท้าย ควรสังเกตว่าความฟิตสามารถเป็นค่าสัมบูรณ์ (จำนวนลูกหลานที่คาดว่าจะเป็นรายบุคคล) หรือญาติ (จำนวนลูกหลานที่สัมพันธ์กับข้อมูลเฉพาะอื่นๆ) โดยทั่วไป ยิ่งความเหมาะสมของสมาชิกแต่ละคนในประชากรสูงเท่าใด ประสิทธิภาพของสปีชีส์ในระบบนิเวศก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

• คุณอาจสนใจ: "Speciation: มันคืออะไรและมันพัฒนาอย่างไรในวิวัฒนาการทางชีววิทยา"

ศักยภาพทางชีวภาพคืออะไร?

ในทางภาษาพูด อาจกล่าวได้ว่าศักยภาพทางชีวภาพคือ ผลที่ตามมาของการออกกำลังกายที่สูงอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาในประชากรของสปีชีส์ที่กำหนด. หากเราใช้วิธีการทางเทคนิคมากขึ้นในระดับชีวภาพ คำนี้สามารถกำหนดเป็นการเติบโตไม่ ชนิดพันธุ์จำกัดของชนิดพันธุ์ในระบบนิเวศจนถึงอัตราประชากร ขีดสุด.

อย่างที่คุณจินตนาการได้ สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เว้นแต่ในโอกาสที่หายากมากที่จะได้เห็น โดยได้รับอิทธิพลจากปัจจัยภายนอกระบบนิเวศ (เช่น การปล่อยพันธุ์ต่างถิ่นในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่ ของคุณ) เพื่อที่จะพัฒนาศักยภาพทางชีวภาพ สายพันธุ์ที่เป็นปัญหาต้องปราศจากสัตว์กินเนื้อ ไม่เป็นพาหะนำโรค และมีทรัพยากรที่มีอยู่อย่างไม่จำกัด กลไกการคัดเลือกโดยธรรมชาติป้องกันสิ่งนี้ไม่ให้เกิดขึ้นเนื่องจากไม่เช่นนั้น ระบบนิเวศน์ก็จะพังทลายลง.

ในระดับคณิตศาสตร์ สามารถหาศักยภาพทางชีวภาพและนำไปใช้โดยใช้สูตรสองสูตรต่อไปนี้:

• จำนวนบุคคล = ศักยภาพทางชีวภาพ / ความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม (มีชีวิต + ไม่มีชีวิต)
• ดัชนีสำคัญ = (จำนวนการเกิด / จำนวนผู้เสียชีวิต) x 100

ความน่าจะเป็นที่จะเข้าถึงศักยภาพทางชีวภาพจะเพิ่มการดัดแปลงหรือเครื่องมือที่สายพันธุ์ต้องรับมือมากขึ้น การคัดเลือกโดยธรรมชาติและการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ซึ่งเป็นกระบวนการหลักสองประการที่หล่อหลอมการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตตลอดช่วงวัย ศตวรรษ. ไม่ว่าในกรณีใด ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว การปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้อย่างสมบูรณ์แบบนั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากการจัดวางตามธรรมชาติเองป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น

องค์ประกอบของศักยภาพทางชีวภาพ

ตามที่ระบุไว้นักนิเวศวิทยาที่ได้พัฒนาพารามิเตอร์นี้ (เช่น R.N Chapman) ศักยภาพทางชีวภาพ ประกอบด้วยสองส่วนที่แตกต่างกัน: ศักยภาพการสืบพันธุ์และศักยภาพการอยู่รอด.

คำศัพท์แรกมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความเหมาะสม: ยิ่งแต่ละคนมีลูกมากเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น เนื่องจากอัตราการเกิดมักจะเกินอัตราการเสียชีวิต

ถึงกระนั้น ตัวอย่างที่พอดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งอาจวางไข่ 2,700 ฟองในการนั่งครั้งเดียว แต่พวกมันทั้งหมดจบลงด้วยการกัดเพียงครั้งเดียวในท้องของนักล่า ดังนั้น ไม่เพียงแต่จะคำนึงถึงจำนวนลูกหลานเท่านั้น แต่ยังต้องบันทึกว่ายังมีชีวิตรอดอยู่ตามกาลเวลาอีกด้วย

ศักยภาพทางชีวภาพ = ศักยภาพในการสืบพันธุ์ + ศักยภาพในการอยู่รอด

ทำไมสปีชีส์ถึงไม่ถึงศักยภาพทางชีวภาพ?

เพื่อตอบคำถามนี้ เราต้องย้อนเวลากลับไปสู่กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของไอแซก นิวตัน:

หากวัตถุ A ออกแรงกระทำต่อวัตถุ B ดังนั้นวัตถุ B ต้องใช้แรงที่มีขนาดเท่ากันในทิศทางตรงกันข้ามกับวัตถุ A.

ลองใช้สมมติฐานนี้ในการตั้งค่าทางชีววิทยา หากประชากรกระต่ายเริ่มเติบโตขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้สนับสนุนการพัฒนาของไม้ล้มลุกบางชนิดที่ลาโกมอร์ฟเหล่านี้กิน คาดว่าผู้ล่าจะเติบโตอย่างทวีคูณในระบบนิเวศ ให้ตอบสนองต่อการปรากฏตัวของสัตว์กินพืชมากขึ้น

หากมีกระต่ายมากขึ้นเรื่อย ๆ ตัวเมียจะสามารถกินได้มากขึ้นก่อนคลอด ดังนั้นหวังว่าลูกครอกจะใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ เมื่อมีเหยื่อมากขึ้น อัตราการรอดของลูกจะสูงขึ้น เนื่องจากตัวอย่างที่อ่อนแอกว่าจะไม่ตายจากความอดอยาก หากมีผู้ล่ามากขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของเหยื่อ เหตุผลก็คือจำนวนของเหยื่อลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะรักษาสมดุลอีกครั้ง

ในระบบนิเวศ ทุกการกระทำมีปฏิกิริยาตรงข้ามกันdiaเว้นแต่ว่าไดนามิกจะไม่เกิดขึ้นเองในสิ่งแวดล้อมโดยธรรมชาติ ลองมาดูตัวอย่างที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง: มนุษย์

อย่างที่คุณจินตนาการได้ มนุษย์เป็นเพียงตัวอย่างเดียวของสปีชีส์ที่มีศักยภาพทางชีวภาพอย่างต่อเนื่องและชัดเจน จำนวนประชากรของสายพันธุ์ของเราเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่เนื่องจากเรากำจัดผู้ล่าได้แล้ว เราจึงมีระบบ predator การผลิตที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและเป็นเรื่องยากสำหรับโรคที่จะฆ่าเรา ไม่มีกลไกการกำกับดูแลที่คืนสมดุลทางชีวภาพให้กับ ปกติ.

ดังนั้น สายพันธุ์ของเราอยู่ในจุดที่มีศักยภาพทางชีวภาพ อย่างน้อยก็ในตอนนี้. ตราบใดที่เราพัฒนาเทคโนโลยีและถอยห่างจากกลไกการคัดเลือกโดยธรรมชาติ สิ่งหนึ่งที่ชัดเจนคือ ทรัพยากรยังคงไม่จำกัด

เรซูเม่

ดังนั้น จึงสรุปได้ดังนี้ว่า ศักยภาพทางชีวภาพ คือ ระยะที่ไปถึงเมื่อสิ่งมีชีวิตต่างๆ มีชีวิตอยู่ พวกเขาเป็นอิสระจากการกำหนดสภาพแวดล้อมทั้งหมดและเติบโตให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ในระดับประชากรสูงสุด เป็นไปได้ สำหรับศักยภาพทางชีวภาพที่จะเกิดขึ้น สัตว์ไม่เพียงแต่ต้องสืบพันธุ์เป็นจำนวนมาก แต่ลูกหลานยังต้องอยู่รอดในเวลา

ในระบบนิเวศตามธรรมชาติ เป็นไปไม่ได้ที่สปีชีส์จะมีศักยภาพทางชีวภาพในระยะยาว: ในบางจุด ทรัพยากรและหากไม่เป็นเช่นนั้น ผู้ล่าในพื้นที่หรือสัตว์ชนิดอื่นๆ จะต้องรับผิดชอบในการป้องกันการขยายตัวของประชากร ดาดาอิสต์ โชคดีหรือโชคร้ายที่เราเป็นคนเดียวที่อยู่ในสถานะของการขยายตัวอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายพันปีพร้อมกับสิ่งที่ดีและไม่ดีทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง