W teorii ewolucji , egzaptacja jest oportunistycznym selektywne adaptacja faworyzowanie cech, które są przydatne dla nowej funkcji, dla których nie zostały one pierwotnie wybrany. Na przykład pióra teropodów , początkowo dobrane ze względu na ich termoregulację , pozwalały na adaptację do lotu. Dwunożność lub słowo byłoby również exaptations.
Pochodzenie tego terminu przypisuje się biologowi zajmującemu się egzaptacją Stephenowi J. Gouldowi i Elizabeth Vrba (w :) w artykule wyjaśniającym, w jaki sposób mogą pojawiać się i ewoluować postacie lub złożone funkcje z prostych początkowych struktur.
Exaptacja to koncepcja, która wspiera krytykę adaptacjonizmu . Jest to jeden z wymiarów ewolucji, który interesuje biologię syntetyczną . Chciałby zainspirować się nim do tworzenia genów, szlaków metabolicznych lub nowych organizmów z istniejących systemów, które mają zostać zmodyfikowane lub przeniesione.
W latach 1901 i 1909, Lucien Cuénot rozwija teorię wstępnej adaptacji, które spełniają mniej skuteczne niż egzaptacja „bardziej spójne ze standardami naukowymi XX th Century” , sformułowanie jest zbyt celowościowa Cuénot przez Gould i Vrba. Te dwie koncepcje okazują się komplementarne: „przedadaptacja dotyczyłaby charakteru z jego pierwotną funkcją, zaś egzaptacja dotyczyłaby charakteru z jego funkcją pochodną” .
Chociaż terminy adaptacja i egzaptacja są często kojarzone, mają różne znaczenia:
Bardzo często w literaturze mówi się o egzaptacji jako zjawisku wtórnym w stosunku do adaptacji. Jednak adaptacja może również nastąpić w wyniku egzaptacji. Następnie mówimy, że postać przechodzi pierwotną egzaptację, po której następuje wtórna adaptacja.
Ogólnie rozważamy dwa główne rodzaje egzaptacji:
Dwa możliwe źródła egzaptacji zostały wysunięte przez naukowców Paul W. Andrews, Steven W. Gangestad i Dan Matthews:
Przykładem, w którym egzaptacja ma sens, jest przypadek pojawienia się piór do lotu w teropodach . Archaeopteryx (pierwsze gatunki ptaków teropoda Discovery) zawsze była kluczem agencja wyjaśnić ewolucję teropodów, zwłaszcza ze względu znaleziono liczne skamieniałości i stosunkowo dobrze zachowane z XIX th wieku. Badanie dziesięciu odzyskanych skamieniałości wykazało, że gatunek ten miał ograniczoną zdolność lotu z powodu węższej średnicy kolców . Jednak jedenasty egzemplarz odkryty w Bawarii w 2011 roku i szczególnie dobrze zachowany wykazuje pióra z mocnymi kłami. Ponadto rozmieszczenie piór na ostatniej skamielinie sugeruje silne podobieństwo do rozmieszczenia piór u współczesnych ptaków. Więc jak to się dzieje, że morfologia skrzydeł Archeopteryksa jest podobna do współczesnych ptaków, mimo że Archeopteryx ma ograniczoną zdolność lotu? Sugeruje to, że pióra mogłyby pełnić zupełnie inną funkcję niż wcześniejszy lot. Rzeczywiście, teropody najpierw rozwinęłyby upierzenie, aby umożliwić termoregulację. Te pióra prawdopodobnie również odgrywały rolę kamuflażu i balansowania podczas podróży.
Znaleziska archeologiczne pokazują również szeroką gamę kolorów i wzorów piór. Dlatego wielu badaczy uważa, że mogły one początkowo służyć do ekspozycji w okresach reprodukcji. Zostałyby wówczas ponownie wykorzystane do lotu, poprzez wybranie ich właściwości mechanicznych.
W czworonogów , że płuca (wymiana skrzela ) i nogi (zastępując płetwy ) pojawił się zanim woda wyszedł i podbój suchym lądzie, to znaczy organy te zostały pierwotnie opracowane dla organizmów wodnych:
Ponadto rozwój kości jest cechą charakterystyczną przejścia kręgowców z życia wodnego do lądowego. Dlaczego te organizmy miały kości, zanim zmienił się styl życia? Na ten temat postawiono wiele hipotez, chociaż żadna nie została jeszcze formalnie udowodniona. Niektórzy naukowcy twierdzą, że kości najpierw odegrały rolę w osmoregulacji organizmów wodnych. Inni natomiast trzymają się teorii, że kości odgrywały rolę ochronną przed drapieżnikami, działając jak zbroja. Wreszcie, niektórzy badacze są raczej zdania, że kości pełniły podstawową funkcję magazynowania fosforanów umożliwiających pracę mięśni. Teoria ta jest obecnie szczególnie potwierdzona, biorąc pod uwagę, że „u ludzi 90% fosforu występuje w fazie mineralnej kości”. Kości spełniałyby zatem różne funkcje, takie jak magazynowanie fosforu, i ewoluowałyby, aby umożliwić organizmom wzajemne wspieranie się.
W ssaków , mleko prawdopodobnie wytwarzane przez modyfikowane gruczołów potowych (gruczoły sutkowe). Na ciele synapsydów (przodków ssaków), które w przeciwieństwie do zauropsydów, których jaja są zwapnione , rozwinęły się jaja z miękką i przepuszczalną skorupą, rodzaj potu musiał się sączyć . Po urodzeniu młode przylgnęły do matki i dlatego często miały kontakt z tą wydzieliną o właściwościach ochronnych i odżywczych. Przekształcenie tego „potu” lub specjalnej wydzieliny w mleko mogło być dokonane przez kilka następujących po sobie egzaptacji. Również związek α-laktalbumina, dzięki któremu możliwa jest synteza laktozy , wynika z adaptacji do laktacji. Badania wykazały, że budowa tego białka jest genetycznie powiązana ze strukturą lizosomów . Lizosomy to organelle komórkowe, których funkcją jest liza komórek. Są bardzo przydatne w obronie organizmów, w szczególności poprzez niszczenie ściany mukopolisacharydowej bakterii . Według niektórych badaczy silne podobieństwo lizosomów do α-laktoalbuminy sugeruje nowy przypadek egzaptacji.
Łechtaczka cętkowanej hienyInny przykład pojęcia egzaptacji, choć dziś nadal kwestionowany naukowo, można zobaczyć u hieny cętkowanej ( Crocuta crocuta ). W przeciwieństwie do większości innych ssaków, genitalia samic nie różnią się morfologicznie od genitaliów samców. Kobiety rzeczywiście mają łechtaczkę, której rozmiar jest porównywalny z penisem mężczyzny. Kobiece górne wargi można również łatwo pomylić z moszną.
Uwypuklenie narządów kobiecych przypisuje się nadmiernie wysokiemu poziomowi hormonów androgenowych w organizmie. Dlatego żeńskie hieny są często nazywane hermafrodytami, a naukowcy przypisują to podobieństwo genitaliów formie mimikry seksualnej.
Przydatność tego podobieństwa jest nadal słabo rozumiana przez społeczność naukową. Według naukowców, samice początkowo opracowały tę mimikę na potrzeby ceremonii spotkania . Chociaż hieny prowadzą przeważnie samotny tryb życia, zwierzęta te łączą się w klany z różnych powodów, takich jak drapieżnictwo. Uroczyste spotkanie jest formą rytuału rozpoznawania wykonywanej przez samotnych hien do grupy razem, podczas którego każda osoba pachnie i liże genitalia swoich kolegów. Podczas ewolucji ta forma mimikry rozwinęłaby się, aby umożliwić kobietom uzyskanie wyższego statusu społecznego. Niektórzy autorzy twierdzą, że większy rozmiar genitaliów jest pozytywnie skorelowany z akceptacją rówieśników, co może również przynosić indywidualną przewagę sprawności .
Exaptacja jest sprzeczna z myślą Arystotelesa, że funkcja tworzy narząd. Ten pomysł nie ustąpi dziś, mimo że została obalona od I st wieku pne. AD przez Lukrecji .
Exaptacja pokazuje zatem, że ewolucja nie ma z góry ustalonego planu, ale raczej ma tendencję do „majstrowania” przy tym, co już istnieje. Dlatego nie powinniśmy zadawać pytania „dlaczego”, ale raczej „jak”. Dwunożność nie wydawała się widzieć ponad krzakami, ani oko nie wydawało się widzieć: „funkcja nie stwarza organu” . W przeciwieństwie do tego umiejętności te zostały rozwinięte, ponieważ zapewniały selektywną przewagę .