En la teoría de la evolución , la exaptación es una adaptación selectiva oportunista, favoreciendo rasgos que son útiles para una nueva función, para la cual no fueron seleccionados inicialmente. Por ejemplo, las plumas de los terópodos , inicialmente seleccionadas porque garantizarían su termorregulación , permitieron la adaptación al vuelo. El bipedalismo o la palabra también serían exaptaciones.
El origen del término se atribuye al biólogo de exaptación Stephen J. Gould y Elizabeth Vrba (en) , en un artículo que explica cómo los personajes o funciones complejas pueden aparecer y evolucionar a partir de estructuras iniciales simples.
La exaptación es un concepto que apoya la crítica del adaptacionismo . Es una de las dimensiones de la evolución que interesa a la biología sintética . Le gustaría inspirarse en él para crear genes, vías metabólicas u organismos nuevos a partir de sistemas existentes para ser modificados o desviados.
Entre 1901 y 1909, Lucien Cuénot desarrolla la teoría de la adaptación previa que cumplan con menos éxito que la exaptación "más consistente con los estándares científicos del XX ° siglo" , el texto es demasiado teleológica Cuénot por Gould y Vrba. Estos dos conceptos resultan complementarios: "la preadaptación se referiría al personaje con su función original mientras que la exaptación se referiría al personaje con su función derivada" .
Aunque los términos adaptación y exaptación a menudo se asocian, tienen significados distintos:
Muy a menudo, la literatura habla de la exaptación como un fenómeno secundario a la adaptación. Sin embargo, la adaptación también puede ocurrir como resultado de una exaptación. Entonces decimos que un personaje sufre una exaptación primaria, seguida de una adaptación secundaria.
Generalmente consideramos dos tipos principales de exaptación:
Los científicos Paul W. Andrews, Steven W. Gangestad y Dan Matthews han propuesto dos posibles orígenes de la exaptación:
Un ejemplo donde la exaptación tiene sentido es el caso de la aparición de plumas para volar en terópodos . Archaeopteryx (primera especie de terópodo descubrimiento de plumas) siempre ha sido la agencia clave para explicar la evolución de los terópodos, especialmente debido a los muchos fósiles encontrados y relativamente bien conservados desde el XIX ° siglo. El examen de los diez fósiles recuperados mostró que esta especie tenía una capacidad de vuelo reducida debido al diámetro más estrecho de las espinas . Sin embargo, un undécimo espécimen descubierto en Baviera en 2011 y especialmente bien conservado muestra plumas con fuertes raquis. Además, la distribución de plumas en el último fósil sugiere un gran parecido con la distribución de plumas en las aves modernas. Entonces, ¿cómo es que la morfología de las alas del Archaeopteryx es similar a la de las aves modernas, a pesar de que Archaeopteryx tiene una capacidad de vuelo reducida? Esto sugiere que las plumas podrían tener una función completamente diferente a la del vuelo anterior. De hecho, los terópodos primero habrían desarrollado un plumaje para permitir la termorregulación. Estas plumas probablemente también desempeñaron un papel de camuflaje y equilibrio al viajar.
Los hallazgos arqueológicos también muestran una amplia gama de colores y patrones para las plumas. Por lo tanto, muchos investigadores opinan que estos podrían haberse utilizado inicialmente para la exhibición durante los períodos de reproducción. Luego se habrían reutilizado para el vuelo, seleccionando sus características mecánicas.
En los tetrápodos , los pulmones (en sustitución de las branquias ) y las patas (en sustitución de las aletas ) aparecieron antes de que saliera el agua y la conquista del secano, es decir, estos órganos se desarrollaron inicialmente para la vida acuática:
Además, el desarrollo óseo es un sello distintivo de la transición de la vida acuática a la terrestre en los vertebrados. ¿Por qué estos organismos tenían huesos antes de este cambio de estilo de vida? Se han formulado muchas hipótesis sobre el tema, aunque todavía ninguna ha sido probada formalmente. Algunos científicos afirman que los huesos jugaron por primera vez un papel en la osmorregulación de los organismos acuáticos. Otros, en cambio, se adhieren a la teoría de que los huesos desempeñan un papel protector contra los depredadores, actuando como una armadura. Finalmente, algunos investigadores opinan más bien que los huesos tenían como función principal el almacenamiento de fosfato permitiendo la actividad muscular. Esta teoría está particularmente apoyada en la actualidad, considerando que "en el ser humano, el 90% del fósforo está presente en la fase mineral del hueso". Por lo tanto, los huesos habrían cumplido varias funciones, como el almacenamiento de fósforo, y habrían evolucionado para permitir que los organismos se apoyaran entre sí.
En los mamíferos , la leche es probablemente producida por glándulas sudoríparas modificadas (glándulas mamarias). Una especie de sudor debió filtrarse en el cuerpo de los sinápsidos (ancestros de los mamíferos), que habían desarrollado huevos con una cáscara blanda y permeable, a diferencia de los saurópsidos cuyos huevos están calcificados. Cuando nacieron, las crías se pegaron a su madre y, por lo tanto, a menudo estaban en contacto con esta secreción con propiedades protectoras y nutritivas. La transformación de este "sudor" o secreción especial en leche podría haberse realizado mediante varias exaptaciones sucesivas. Además, el compuesto α-lactoalbúmina, gracias al cual es posible la síntesis de lactosa , resulta de una adaptación a la lactancia. Los estudios han demostrado que la estructura de esta proteína está genéticamente ligada a la de los lisosomas . Los lisosomas son orgánulos celulares cuya función es la lisis de las células. Son muy útiles en la defensa de organismos, en particular al destruir la pared de mucopolisacáridos de las bacterias . Según algunos investigadores, el gran parecido de los lisosomas con la α-lactoalbúmina sugiere un nuevo caso de exaptación.
El clítoris de la hiena manchadaOtro ejemplo del concepto de exaptación, aunque sigue siendo científicamente controvertido en la actualidad, se puede ver en las hienas manchadas ( Crocuta crocuta ). A diferencia de la mayoría de otros mamíferos, los genitales de las hembras no difieren morfológicamente de los de los machos. De hecho, las hembras tienen un clítoris cuyo tamaño es comparable al del pene del macho. Los labios superiores femeninos también se pueden confundir fácilmente con el escroto.
La prominencia de los órganos femeninos se atribuye a un nivel excesivamente alto de hormonas andrógenas en el cuerpo. Por lo tanto, a las hienas hembras se las conoce como hermafroditas, y los científicos atribuyen este parecido genital a una forma de mimetismo sexual.
La utilidad de esta semejanza aún es poco conocida por la comunidad científica. Según los investigadores, las hembras desarrollaron inicialmente este mimetismo para la ceremonia de la reunión . Aunque las hienas tienen un estilo de vida predominantemente solitario, estos animales se reúnen en clanes por diversas razones, como la depredación. La ceremonia del encuentro es una forma de ritual de reconocimiento que realizan las hienas solitarias para reagruparse, durante el cual cada individuo huele y lame los genitales de sus colegas. Durante la evolución, esta forma de mimetismo habría evolucionado para permitir a las hembras acceder a un estatus social superior. De hecho, algunos autores afirman que el tamaño de los genitales más grande se correlaciona positivamente con la aceptación de los compañeros, lo que también puede conferir una ventaja de aptitud a los individuos.
La exaptación se opone al pensamiento de Aristóteles de que la función crea el órgano. Esta idea aún persiste en la actualidad, a pesar de que ha sido refutado por la I er siglo antes de Cristo. AD de Lucretia .
La exaptación muestra así que la evolución no tiene un plan preestablecido, sino que tiende a "juguetear" con lo existente. Por tanto, no deberíamos plantearnos la cuestión del "por qué", sino la del "cómo". El bipedalismo no parecía ver por encima de los arbustos, ni el ojo parecía ver: "la función no crea el órgano" . Por el contrario, estas habilidades se desarrollaron porque proporcionaban una ventaja selectiva .