Adaptasi

Prinsip am

Erti adaptasi hanya boleh difahami apabila dikaitkan dengan seluruh biologi spesies. Julian Huxley 
Pertama sekali, adaptasi merupakan proses, bukan anggota tubuh badan. Perbezaannya boleh dilihat dalam sesejenis parasit dalaman (seperti cacing), yang struktur tubuhnya amat ringkas, namun organisme itu sendiri amat mampu menyesuaikan diri dengan persekitaran luar biasa. Dengan ini, dapat kita perhatikan bahawa adaptasi ini bukan sekadar perihal trait (sifat-sifat) yang nyata di mata kita: bagi parasit sebegini, proses adaptasi yang terpenting berlaku dalam kitaran hidup yang selalunya agak rumit. Namun begitu, secara praktiknya, adaptasi selalunya memaksudkan hasilnya, iaitu ciri-ciri spesies yang timbul daripada proses tersebut. Kebanyakan ciri-ciri sesejenis haiwan atau tumbuhan boleh dipanggil adaptasi begitu sahaja, tetapi selalunya memang ada ciri-ciri yang diragui fungsinya. Dengan menggunakan istilah adaptasi untuk proses evolusi, dan sifat adaptasi untuk anggota atau fungsi tubuh (hasil), maka bolehlah dibezakannya kedua-dua erti istilah tersebut.
Adaptasi boleh dilihat sebagai satu aspek dalam proses dua peringkat. Pertama sekali ialah penspesiesan (pemecahan spesies atau kladogenesis) yang disebabkan oleh pemencilan geografi atau lain-lain mekanisme. Keduanya ialah adaptasi yang dipacu oleh pemilihan semula jadi. Proses sedemikian mungkin pernah berlaku dalam spesies burung Ciak Darwin, antara lainnya. Contoh terbaik masa kini ialah evolusi ikan siklid yang hidup di tasik-tasik Afrika, yang mana persoalan kepencilan pembiakannya lebih rumit lagi.
Satu lagi prinsip utama adalah bahawa sesejenis organisme mesti berdaya hidup di semua peringkat perkembangan dan semua peringkat evolusinya. Ini memang benar, walaupun terdapat kekangan pada evolusi perkembangan, kelakuan dan struktur organisme. Adalah dipercayai bahawa kekangan utamanya ialah keperluan yang berubah-ubah dalam sistem ketika evolusi sepatutnya kecil-kecilan sahaja, kerana sistem tubuh amat kompleks dan saling brsambungan. Kukuh sekali prinsip ini, selain adanya pengecualian yang jarang ditemui, seperti poliploidi dalam tumbuhan biasa ditemui, begitu juga dengan simbiosis mikroorganisme yang membentuk eukariota.
Semua jenis adaptasi membantu organisme bermandiri dalam ceruk ekologinya. Sifat adaptasi ini boleh bersifat struktur, kelakuan atau fisiologi. Adaptasi struktur ialah ciri-ciri fizikal organisme (bentuk, litupan badan, atau kelengkapan pertahanan atau serangan); dan juga susunan anggota dalamannya). Adaptasi kelakuan terdiri daripada rantaian kelakuan (terutamanya naluri) dan/atau keupayaan belajar yang boleh diwarisi. Contohnya: pencarian makanan, mengawan, penyuaraan. Adaptasi fisiologil pula membolehkan organisme melakukan fungsi istimewa (contoh: menghasilkan bisa, merembeskan lendir, fototropisme); bahkan juga fungsi-fungsi biasa seperti membesar dan berkembang, mengawal suhu badan, mengimbangkan ion dan lain-lain lagi aspek homeostasis. Oleh itu, adaptasi mempengaruhi semua aspek kehidupan organisme.

Jenis adaptasi

Adaptasi ialah hati dan jiwa evolusi. Niles Eldredge

Perubahan dalam habitat

Sebelum Darwin, adaptasi dilihat sebagai hubungan tetap antara organisme dan habitatnya, tanpa mengambil kira bahawa habitat berubah mengikut perubahan iklim; dan biota turut berubah mengikut perubahan habitat. Selain itu, habitat juga terdedah kepada perubahan biotanya, seperti pelanggaran spesies asing dari kawasan lain. Bilangan relatif spesies dalam habitat tertentu sentiasa berubah. Perubahan adalah kemestian, itupun tertakluk pada sepantas dan sejauh mana perubahan itu.
Apabila habitat berubah, mungkin berlakunya tiga perkara dalam populasi penghuninya: penjejakan habitat, perubahan genetik atau kepupusan. Sebenarnya, ketiga-tiga perkara ini boleh berlaku berturut-turut. Antara ketiga-tiga kesan ini, hanya perubahan genetik yang membawa kepada adaptasi.

Penjejakan habitat

Apabila sesebuah habitat berubah, perkara yang paling banyak berlaku adalah populasi penghuni berpindah ke tempat lain yang lebih sesuai untuk hidup; misalnya serangga terbang atau hidupan laut yang menikmati ruang yang amat luas untuk berpindah-randah. Tindakbalas ini dipanggil penjejakan habitat, dan inilah satu penjelasan yang dikemukakan untuk menerangkan apa yang kelihatan sebagai kala berstasis dalam rekod fosil (tesis keseimbangan selang).

Perubahan genetik

Perubahan genetik berlaku dalam populasi apabila pemilihan semula jadi bertindak terhadap kebolehubahan genetik populasi itu. Dengan ini, populasi beradaptasi secara genetik dengan keadaannya. Perubahan genetik mungkin menyebabkan perubahan struktur yang ketara, atau menyelaraskan kegiatan fisiologi agar sesuai dengan habitat yang berubah.
Jelas sekali bahawa habitat dan biota sentiasa berubah. Dengan erti kata lain, proses adaptasinya tidak sesekali berkesudahan. Dari masa ke semasa, alam sekeliling mungkin tidak banyak berubah, dan spesiesnya semakin berupaya menyesuaikan diri dengan persekitarannya. Sebaliknya, perubahan dalam alam sekeliling mungkin agak ketara, menyebabkan spesiesnya kurang berupaya menyesuaikan dirinya. Oleh yang demikian, adaptasi ialah proses penjejakan genetik yang sentiasa berlaku sejauh yang mana, khususnya apabila populasi tidak mampu berpindah ke tempat yang lebih senang. Begitu juga, proses ini sedikit sebanyak mempengaruhi setiap spesies dalam ekosistem tertentu.
Van Valen percaya bahawa birapun dalam persekitaran stabil, spesies yang bersaing terpaksa sentiasa beradaptasi untuk mengekalkan kedudukan relatifnya. Inilah hipotesis Red Queen.

Jentera asas: adaptasi dalaman

Ada sesetengah adaptasi amat penting yang berkenaan dengan keseluruhan koordinasi sistem-sistem dalam badan. Misalnya, dalam tubuh haiwan vertebrata, adanya kawalan suhu, atau peningkatan fungsi otak, ataupun sistem imun yang lebih berkesan. Bagi tumbuhan pula, contohnya ialah perkembangan sistem pembiakan dalam tumbuhan berbunga. Adaptasi sebegini boleh menyebabkan kladnya (kelompok monofiletik) lebih berdaya hidup dalam berbagai-bagai habitat. Tindakan adaptasi besar sebegini sering menjadi pencetus penyebaran menyesuai yang berjaya menampung kehidupan seluruh kelompok haiwan dan tumbuhan untuk jangka masa yang lama.

Anjakan fungsi

Adaptasi dan fungsi ialah dua segi dalam satu masalah. Julian Huxley

Pra-adaptasi

Ini berlaku apabila sesebuah spesies atau populasi mempunyai ciri-ciri yang (secara kebetulannya) sesuai untuk keadaan yang belum timbul. Misalnya, rumput poliploid Spartina townsendii lebih tersuai dengan habitat rawang masin dan kukup berbanding kedua-dua spesies induknya (Spartina maritima dan Spartina alterniflora). Sementara itu, ayam White Leghorn jauh lebih daya tahan kekurangan vitamin B berbanding baka lain. Jika diberi makanan kaya tiada bezanya, tetapi diberi makanan terhad pula maka pra-adaptasi ini menjadi penentunya.
Pra-adaptasi mungkin berlaku kerana fenomena alam membanyakkan kebolehubahan genetik. Contohnya, dalam sel eukariot diploid, inilah kesan sistem pembiakan seks yang menyaksikan alel mutan mendapatkan perlindungan separa oleh kebaikan terpilih heterozigot. Mikroorganisme yang berribu-juta populasinya juga membawa kebolehubahan genetik yang besar.
Bukti uji kaji pertama mengenai sifat pra-adaptasi pembolehubah genetik dalam mikroorganisme disumbangkan oleh Salvador Luria dan Max Delbrück yang membangunkan analisa turun naik, iaitu kaedah menunjukkan turun naik perubahan genetik sedia ada secara rambang yang memberikan kekalisan virus bakteriofaj kepada bakteria Escherichia coli.