적응 행동(생태학)

행동 생태학에서 적응적 행동은 개인의 생식 성공에 직간접적으로 기여하는 어떤 행동이며, 따라서 자연선택의 힘에 의해 좌우된다.^[1] 예로는 이타적인 행동에서 친척을 선호하는 것, 가장 적합한 짝을 선정하는 것, 라이벌로부터 영토나 하렘을 방어하는 것 등이 있다.

반대로, 비적응적인 행동은 개인의 생존이나 생식 성공에 역효과를 내는 어떤 행동이다. 예를 들어 친척을 선호하지 않는 이타적 행동, 무관한 젊은이의 입양, 지배 계층의 하위 계층이 포함될 수 있다.

적응은 일반적으로 생존과 번식의 반복되는 환경 문제에 대한 진화된 해결책으로 정의된다.^[2] 개별적인 차이는 일반적으로 상속 가능한 적응 행동과 상속 불가능한 적응 행동을 통해 발생한다. 두 가지 모두 종들의 적응적 행동의 진화에 영향을 미친다는 것이 증명되었지만, 상속할 수 없는 적응은 여전히 논쟁의 대상이 되고 있다.^[2]

상속불능

인구는 진화의 과정을 통해 변한다. 한 집단의 각 개인은 그들의 특정한 환경에서 독특한 역할을 한다. 흔히 생태적 틈새로 알려진 이 역할은 단순히 유기체가 타인과 관련하여 환경에서 살아가는 방식이다.^[3] 연속적인 세대에 걸쳐, 그 유기체는 틈새를 개발하기 위해 주변 환경에 적응해야 한다. 유기체의 틈새 부분은 외부 환경의 변화가 일어나면서 진화할 것이다. 자연에서 가장 성공적인 종은 적응적 행동을 사용하여 사전 지식을 쌓을 수 있는 종으로, 따라서 그들의 전체적인 지식 뱅크를 증가시킨다. 결과적으로, 이것은 그들의 전반적인 생존과 생식 성공을 향상시킬 것이다.

학습

많은 종들이 학습을 통해 적응할 수 있는 능력을 가지고 있다.^[3] 유기체는 종종 작동자, 고전적 조건화 및 차별 기억과 같은 다양한 심리적 및 인지적 과정을 통해 배우게 된다.^[3] 이 학습 과정은 유기체가 예측할 수 없는 환경에서 살아남기 위해 그들의 행동을 수정할 수 있도록 한다.^[3] 유기체는 순진한 개인으로 시작하고 학습은 그들이 적응하고 생존하는데 필요한 지식을 얻을 수 있게 해준다. 학습된 적응적 행동에는 생물학적 요소뿐만 아니라 심리학적 요소가 있어야 한다는 것을 기억해야 한다. 이 두 학문이 통합되지 않으면 행동 적응이 일어날 수 없다.

킨 선택

킨 선택(일반적으로 이타주의라고 함)은 모집단의 유전적 구성에 직접적인 영향을 미치는 적응적 행동의 예다. 그것은 종종 유기체의 생존과 번식을 희생하여 유기체의 친척들의 지속성을 선호하는 진화 전략을 포함한다.^[4] 이것은 관련 개인들 간의 상호작용을 기반으로 하여 연속적인 세대에 걸쳐 모집단 유전자 빈도 변화를 초래할 것이다. 이타주의 확률은 기부자의 원가가 낮거나 수혜자의 이득이 높을 때 증가한다. 게다가, 개인은 종종 친척이 그들과 유전적으로 유사할 때 이타적인 행동을 보인다.^[4] 이것은 자손이나 형제자매가 사촌이나 이모, 삼촌과 같이 더 멀리 관계가 있는 사람보다 이타주의로부터 더 많은 이익을 얻을 수 있다는 것을 의미한다.^[5] 친족 선택은 침팬지들의 사회적 행동과 적응적 행동의 진화에 큰 역할을 했다. 밀접하게 연관된 침팬지들은 지역을 보호하기 위해 협력하는 친척 그룹을 형성할 것이고, 따라서 암컷과 자원에 대한 그들의 접근을 증가시킬 것이다.^[6] 가까운 친척들과 함께 일함으로써, 비록 상황이 그들을 번식시킬 수 없게 만들더라도, 그들은 그들의 유전자가 다음 세대에도 지속되도록 보장할 수 있다.^[6] 이러한 행동적 적응은 침팬지와 비킨을 구별하는 능력(시각적 친족 선택이라고 한다)과 일치하여 침팬지가 크고 복잡한 사회를 형성할 수 있도록 하며, 침팬지는 그들의 유전자가 미래 세대에 지속되도록 이타적인 방법을 사용한다.^[7] 사자, 꿀벌, 그리고 다른 곤충들을 포함한 다양한 종들이 적응적 행동으로서 친족 선택을 보여주었다.^[8][9][10]

영토 방위

위에서 언급했듯이, 침팬지는 그들의 영역을 보호하기 위해 밀접하게 연관된 혈족과 함께 일한다.^[11] 경쟁자들로부터 영토를 방어하는 것(영토라고 알려져 있음)은 여러 생태 종에 의해 행해지는 학습된 적응 행동이다. 영토가 된다는 장점은 관심 종에 따라 다르지만 기본 원칙은 항상 전체적인 체력을 높이는 것이다.^[12] 많은 종들이 먹이를 얻고, 짝을 얻기 위해 경쟁하거나, 가장 안전한 은신처를 갖기 위해 영토성을 보여줄 것이다. 버드송은 학습된 영토 방어의 한 예다. 수준 높은 노래를 가진 새들이 이 노래들을 그들의 영토범위에서 포식자들을 저지하기 위한 자극제로 사용할 것이라는 연구결과가 있다.^[13] 고품질의 노래는 붉은날개검은새(Agelius penieceus)와 같이 다양한 조류종에서 최고의 방어기제 역할을 하는 것으로 입증되었다.^[14] 그러므로 새의 영토 방어를 위해서는 일찍부터 새의 올바른 학습이 필요하다. 유럽 비버(Castor fiber)는 영토 방어를 사용하는 또 다른 종이다. 그들은 그 지역에 익숙해지고 서식지를 만들기 위해 많은 시간과 에너지를 소비하기 때문에 그들의 영토를 매우 보호한다. 비버는 침입자를 위협하기 위한 방법으로 향기를 표시하는 기술을 개발했다.^[15] 이 향기는 '정신적 울타리' 역할을 하므로 포식자에 의한 상해나 사망의 가능성을 감소시킨다.

논란

생태적 적응 행동에서 학습 과정과 관련된 생물학적 요소가 존재하는지 여부에 대한 논쟁이 있다. 많은 연구자들은 생물학 및 심리학 학문이 통합되어 있다고 제안하는 반면, 다른 연구자들은 상속할 수 없는 요소가 엄격히 심리학적이라고 생각한다. 그들은 상속할 수 없는 특성은 연속적인 세대에 걸쳐 진화할 수 없다고 주장한다.^[16]

헤리터블

유기체는 또한 유전적인 적응 행동을 표현할 수 있다. 이런 행동들은 유전자에 암호화되어 부모로부터 물려받는다. 이것은 유기체들에게 그들의 타고난 반응 메커니즘으로 상황에 대응할 수 있는 능력을 준다. 이러한 메커니즘을 사용하면 학습할 필요 없이 내부 및 외부 환경에 적절하게 대응할 수 있다.^[3]

자연선택

유전적 적응적 행동은 자연 선택을 통해 진화한다. 이 경우 어떤 유전자는 개인이 환경적 또는 생리학적 단서에 반응하도록 더 잘 갖추게 되어 생식 성공이 증가하고 이러한 유전자가 미래 세대에 지속되도록 한다. 비적응적인 행동은 생식 성공 감소를 야기하여 유전자는 미래 세대에서 사라진다.^[3] 이러한 적응형 및 비적응형 특성은 무작위 돌연변이, 재결합 및/또는 유전적 표류를 통해 발생한다.^[2] 본질적으로 자연 선택은 생식하는 개인의 방향 유전자 선택에 기여하는 메커니즘이다. 유기체의 더 큰 생식 성공을 야기하는 특성은 선호되는 반면, 생식 성공을 감소시키는 특성은 반대되는 것으로 선택된다.^[17][18]

학문과 대조적으로 자연 선택은 오로지 생물학적 개념이다. 적응적 행동을 환경과 아무런 연관 없이 계승할 수 있게 하는 것이 생물학적, 유전적 요소다. 이러한 적응형 행동의 형태는 생태학 연구에서 가장 일반적으로 고려되고 있으며, 따라서 자연 선택은 유기체의 생태 적응형 행동을 설명하는 데 종종 사용된다.

성선택

친족선택은 상속할 수 없고 환경의 직접적인 결과인 반면, 성적선택은 유전적인 적응행동이기 때문에 자연선택에 따라 행동할 수 있다. 성적 선택이란 특히 짝을 위한 경쟁을 말한다.^[19] 특정 종의 특징인 많은 특징이나 특징들은 적응적 행동으로서 성적 선택에 의해 설명될 수 있다. 왜냐하면 짝을 위한 경쟁은 특정한 특징들이 유전되는 결과를 낳기 때문이다.^[19] 성공적으로 경쟁하고 짝을 얻을 수 있는 종만이 번식하여 다음 세대에 유전자를 물려줄 것이다. 따라서 종 특유의 유전적 형질은 반드시 유전되어 개인은 지정된 환경에서 성공할 수 있어야 한다. 적응적 행동으로서 성적 선택을 하는 많은 환경적인 예가 있다; 한 가지 일반적인 예는 성적 이형성이다. 성적 이형성은 같은 종의 수컷과 암컷의 형태학적, 표현적 차이점이다.^[20] 성적 이형성의 일반적인 예는 신체 크기의 차이다.^[20] 성적 이형성은 특히 어종인 램파뇨에서 볼 수 있다.^[21] 이 수컷 물고기는 암컷 물고기보다 실질적으로 더 크다(^[21]때로는 60배까지). 수컷의 몸집이 커진 것은 몸집이 큰 개인이 암컷을 위해 경쟁할 수 있고, 그 후 새끼들을 방어할 수 있기 때문에 유리하며, 새끼들은 태어날 때까지 빈 달팽이 껍질 안에서 자란다.^[21] 기본적으로 수컷 물고기가 클수록 적응력이 더 크다. 몸집이 크고 힘이 세다는 이점은 남성의 경쟁력과 보호력에서 입증된다. 수컷과 대조적으로 암컷 물고기는 달팽이 껍질 안에 알을 낳기 위해 작게 남아 있어야 한다.^[21] 크기가 이 특정한 어종의 생식 성공에 중요한 역할을 한다는 것은 명백하다.^[22] 라지 사이즈는 램포도라쿠스 칼리프테루스(Lampogramus calipterus)와 다른 성 이형성 종에서 보듯이 성적 선택과 번식을 통해 유전되는 일반적인 적응적 행동 특성이다.

중요도

적응적 행동이 자연 선택 과정에서 결정적이므로 진화 과정에서 중요하다는 것이 입증되었다. 긍정적인 적응적 행동을 가진 종들은 본질적으로 진화적 이점을 얻을 것이다. 예를 들어, 적응적 행동은 인구 안정의 메커니즘이다.^[23] 자연 공동체에서 유기체는 복잡한 먹이 그물망과 포식자-프리 역학을 만들어내면서 서로 상호작용을 할 수 있다. 적응적 행동은 먹이 관계의 특징과 전략에 직접적인 영향을 미침으로써 먹이 관계의 역동성을 조절하는데 도움을 준다.^[23] 이러한 적응적 행동은 장애와 변화하는 환경 앞에서 복원력과 저항을 가능하게 한다.^[23] 생태학에서는 자연생태계의 유기체 공존과 개체군의 안정성이 중심 주제다. 현재, 우리는 빠른 속도로 큰 변화를 경험하는 세상에 살고 있는데, 대부분은 유기체와 환경에 대한 인공적인 영향 때문이다.^[23] 적응적 행동을 연구함으로써 어떻게 그것이 출현하는지, 어떻게 진화하는지, 그리고 어떻게 그것이 유지될 수 있는지 등 생태계의 복잡성을 이해할 수 있다.

측정

유기체의 행동 전략과 적응 능력은 그들이 다른 환경 조건 하에서 어떻게 반응하는지를 결정할 것이다. 피트니스는 적응적 성공의 일반적인 척도로, 한 집단이 특정한 행동 전략을 보인 후 남은 자손의 수로 정의할 수 있다.^[24] 성공적인 전략은 생존과 번식을 증가시키는 결과를 가져올 것이며, 이는 결국 수익성 있는 행동 적응으로 특징지어질 수 있다.

참조