Fitness (biologie)
Fitheid in de biologie is het relatieve vermogen van een organisme om te overleven en zijn genen door te geven aan de volgende generatie. p160 Het is een centraal idee in de evolutietheorie. Geschiktheid is gewoonlijk gelijk aan het aandeel van de genen van het individu in alle genen van de volgende generatie.
Zoals alle termen in de evolutiebiologie, wordt fitness gedefinieerd in termen van een kruisingspopulatie, die al dan niet een hele soort kan zijn. Als verschillen in individuele genotypes van invloed zijn op de fitness, dan zullen de frequenties van de genotypes over de generaties heen veranderen; de genotypes met een hogere fitness komen vaker voor. Dit is het proces dat natuurlijke selectie wordt genoemd.
De fitness van een individu wordt veroorzaakt door zijn fenotype, en doorgegeven door zijn genotype. De fitheid van verschillende individuen met hetzelfde genotype is niet noodzakelijk gelijk. Ze hangt af van de omgeving waarin de individuen leven, en van toevallige gebeurtenissen. Aangezien de fitness van het genotype echter een gemiddelde grootheid is, weerspiegelt zij de reproductieve resultaten van alle individuen met dat genotype.
Verwantschap
Geschiktheid meet het aantal kopieën van de genen van een individu in de volgende generatie. Het maakt niet echt uit hoe de genen in de volgende generatie terechtkomen. Voor een individu is het even "voordelig" om zichzelf voort te planten, of om verwanten met soortgelijke genen te helpen zich voort te planten, zolang maar een vergelijkbaar aantal kopieën van de genen van het individu wordt doorgegeven aan de volgende generatie. Selectie die dit soort helpergedrag bevordert, wordt verwantenselectie genoemd.
Onze naaste verwanten (ouders, broers en zussen, en onze eigen kinderen) delen gemiddeld 50% (de helft) van onze genen. Een stap verder weg zijn de grootouders. Met elk van hen delen we gemiddeld 25% (een kwart) van onze genen. Dat is een maat voor onze verwantschap met hen. Daarna komen de achterneven en achternichten (kinderen van broers en zussen van onze ouders). Wij delen 12,5% (1/8) van hun genen. p100
Hamilton's regel
William Hamilton voegde verschillende ideeën toe aan het begrip fitness. Zijn regel stelt voor dat een kostbare actie moet worden uitgevoerd als:
C < R × B {\a6 C<R maal B} waarbij:
- c {\an5}de
voortplantingskosten voor de altruïst, - b
is het reproductieve voordeel voor de ontvanger van het altruïstische gedrag, en - r
is de waarschijnlijkheid, boven het populatiegemiddelde, dat de individuen een altruïstisch gen delen - de "graad van verwantschap".
De kosten en baten van geschiktheid worden gemeten in vruchtbaarheid.
Inclusieve fitness
Inclusieve fitness is een term die in wezen hetzelfde is als fitness, maar met de nadruk op de groep genen in plaats van individuen.
Biologische fitness zegt hoe goed een organisme zich kan voortplanten, en zijn genen kan verspreiden onder zijn nakomelingen. De theorie van inclusieve fitness zegt dat de fitness van een organisme ook toeneemt naarmate zijn naaste verwanten zich ook voortplanten. Dit komt doordat verwanten genen delen in verhouding tot hun verwantschap.
Een andere manier om het te zeggen: de algemene fitness van een organisme is geen eigenschap van zichzelf, maar een eigenschap van zijn genenpakket. Zij wordt berekend uit het voortplantingssucces van het individu, plus het voortplantingssucces van zijn verwanten, elk gewogen met een passende verwantschapscoëfficiënt.
Geschiedenis
De Britse sociaal filosoof Herbert Spencer bedacht de uitdrukking "survival of the fittest" in zijn werk "Principles of biology" (Principes van de biologie) uit 1864 om aan te geven wat Charles Darwin natuurlijke selectie noemde. De oorspronkelijke uitdrukking was "survival of the best fitted".
Vragen en antwoorden
V: Wat is fitness in de biologie?
A: Fitness is in de biologie het relatieve vermogen van een organisme om te overleven en zijn genen door te geven aan de volgende generatie.
V: Is fitness een belangrijk idee in de evolutietheorie?
A: Ja, fitness is een centraal idee in de evolutietheorie.
V: Hoe wordt fitness meestal gemeten?
A: Fitness is meestal gelijk aan het aandeel van de genen van het individu in alle genen van de volgende generatie.
V: Hoe treedt natuurlijke selectie op?
A: Als verschillen in individuele genotypes de fitness beïnvloeden, dan zullen de frequenties van de genotypes in de loop van de generaties veranderen; de genotypes met een hogere fitness komen vaker voor. Dit is het proces dat natuurlijke selectie genoemd wordt.
V: Wat bepaalt de fitness van een individu?
A: De fitness van een individu wordt veroorzaakt door zijn fenotype, en doorgegeven door zijn genotype.
V: Is de fitness van verschillende individuen met hetzelfde genotype noodzakelijkerwijs gelijk?
A: Nee, de fitness van verschillende individuen met hetzelfde genotype is niet noodzakelijk gelijk. Dit hangt af van de omgeving waarin de individuen leven, en van toevallige gebeurtenissen.
V: Wat geeft de fitness van het genotype weer?
A: Aangezien de fitness van het genotype een gemiddelde grootheid is, weerspiegelt het de voortplantingsresultaten van alle individuen met dat genotype.
