Funkcija (biologija)

U evolucijskoj biologiji, funkcija je uzrok zbog kojeg se neki objekt ili proces dogodio u sistemu koji se razvio putem prirodnog odabiranja. Taj je obično postizanje određenog rezultata, kao što je hlorofil koji pomaže u prihvatanju energije sunčeve svetlosti u fotosintezi. Stoga je veća vjerovatnoća da će organizam koji ga sadrži preživjeti i razmnožiti se, drugim riječima, funkcija povećava sposobnost kondiciju organizma. Karakteristika koja pomaže u evoluciji naziva se adaptacija; druge mogu biti nefunkcionalne, iako će i one evolucijom kasnije biti kooptirane za obavljanje i novih funkcija.

U biologiji, funkcija je definirana na mnogo načina. U fiziologiji je jednostavno ono što radi organ, tkivo, ćelija, organela ili molekula.

U filozofiji biologije, funkcija neizbježno sugerira neku vrstu teleološke svrhe, iako prirodna selekcija djeluje bez ikakvog cilja za budućnost. Svejedno, biolozi se često koriste teleološkim jezikom, kao skraćenicom za funkciju. U suvremenoj filozofiji biologije postoje tri glavna shvatanja funkcije u biološkom svijetu: teorije o uzročnoj ulozi, odabranom učinku i doprinosu cilju.

U fiziologiji, funkcija je aktivnost ili proces koji provodi sistem u organizmu, kao što je osjetila ili kretanje životinja.^[1] Ovaj koncept funkcije, za razliku od oblika (odnosno Aristotelov ergon i morfê^[2]) bio je ključan u biološkim objašnjenjima u klasičnoj antici. U modernije doba bio je dio Cuvier – Geoffroyeve debate, 1830., kada je Cuvier tvrdio da je struktura životinje vođena njezinim funkcionalnim potrebama, dok je Geoffroy predložio da se struktura svake životinje modificira iz općeg plana građe.^[3][4][5]

Funkcija se može definirati na razne načine,^[6][7] uključujući adaptaciju,^[8] kao doprinos evolucijskoj kondiciji, u ponašanju životinja i, kao što je objašnjeno u nastavku, također kao neka uzročna uloga ili cilj u filozofiji biologije.^[9]

Funkcijska karakteristika poznata je u evolucijskoj biologiji kao adaptacija, a strategija istraživanja da li je svojstvo prilagodljivo poznata je kao adaptacionizam. Iako pretpostavka da osobina može biti korisna u istraživanju, neke karakteristike organizama su nefunkcionalne, formirane kao slučajne nuspojave susjednih grupa organa i svojstzava u funkcijskim sistemima.^[8]

Sa stanovišta prirodne selekcije, biološke funkcije postoje da bi doprinijele fitnesu, povećavajući šansu da organizam preživi do reprodukcije.^[10][11] Naprimjer, funkcija hlorofila u biljci je hvatanje energije sunčeve svjetlosti za fotosintezu,^[12] što doprinosi evolucijskom uspjehu.^[13]

Etolog Niko Tinbergen imenovao je četiri pitanja na osnovu Aristotelova četiri uzroka,^[14] da bi biolozi mogli tražiti pomoć u objašnjavanju ponašanja, iako su generalizirani u širem opsegu.

• 1) Mehanizam: Koji mehanizmi uzrokuju da se životinja ponaša onako kako se ponaša?
• 2) Ontogeneza: Koji je mehanizmi razvoja u životinjskoj embriologiji (i njenoj mladosti ako uči) stvorio strukture koje uzrokuju ponašanje?
• 3) Funkcija / adaptacija: Koja je evolucijska funkcija ponašanja?
• 4) Evolucija: Kakva je filogenija ponašanja, ili drugim rečima, kada se prvi put pojavilo u evolucionoj historiji životinje? Pitanja su međusobno ovisna, tako da je, naprimjer, adaptivna funkcija ograničena embrionskiim razvojem.^{[15][16][17][18]}

Funkcija nije isto što i svrha u teleološkom smislu, to jest posjedovanje svjesne mentalne namjere za postizanjem cilja. U filozofiji biologije, evolucija je slijepi proces koji nema 'cilj' za budućnost. Naprimjer, drvo ne stvara cvjetove ni u koju svrhu, ali to čini jednostavno zato što je evoluiralo da to čini. Reći „drvo stvara cvjetove da bi privuklo oprašivače“ bilo bi netačno ako „to“ podrazumijeva svrhu. Funkcija opisuje šta nešto "radi", a ne koja je njegova "svrha". Međutim, teleološki jezik biolozi često koriste kao stenografski način opisivanja funkcije, iako se osporava njegova primjenjivost.^[9]

U suvremenoj filozofiji biologije postoje tri glavna prikaza funkcije u biološkom svijetu: teorije o uzročnoj ulozi,^[20] odabranom efektu,^[21] i doprinos cilju.

Teorije uzročnih uloga biološke funkcije vuku porijeklo od članka Roberta Cumminsa iz 1975.^[20] Cummins definira funkcionalnu ulogu komponente sistema kao uzročni učinak koji komponenta ima na veći sistem koji sadrži. Naprimjer, srce ima stvarnu uzročnu ulogu pumpanja krvi u cirkulacijski sistem; stoga je funkcija srca pumpanje krvi. Protiv ovog viđenja prigvara se obrazloženjem da je suviše labav pojam funkcije. Naprimjer, srce također ima uzročni učinak stvaranja zvuka, ali ne bismo smatrali da je stvaranje zvuka funkcija srca.^[22][23]

Teorije odabranih efekata bioloških funkcija smatraju da je funkcija biološke osobine funkcija koja je svojstvo bila prirodno odabran a, kako tvrdi Ruth Millikan.^[21] Naprimjer, funkcija srca pumpa krv, jer je to radnja za koju je srce evolucijom odabrano. Drugim riječima, pumpanje krvi je razlog što je srce evoluiralo. Ovo je kritizirano zbog previše restriktivnog pojma funkcije. Nije uvijek jasno koje je ponašanje doprinijelo odabirsnju neke osobine, jer biološka svojstva mogu imati funkcije, čak i ako nisu odabrana za njih. Korisne mutacije u početku nisu odabrane, ali kasnije imaju funkcije.^[24]

Teorije doprinosa ciljevima, pokušavaju stvoriti sredinu između uzročne uloge i teorija odabranja efekata, kao kod Boorsea (1977).^[25] Boorse definira funkciju biološke osobine kao statistički tipski uzročni doprinos te osobine preživljavanju i reprodukciji. Tako se, naprimjer, za zebrine pruge ponekad govorilo da djeluju zbunjivanjem predatora. Ova uloga zebrinih pruga pridonijela bi preživljavanju i razmnožavanju zebri, i zato bi se reklo da su zbunjivanja grabljivica u funkciji zebrinih pruga. Prema ovome, da li je određena uzročna uloga neke osobine njegova funkcija ovisi o tome doprinosi li ta uzročna uloga preživljavanju i razmnožavanju tog organizma.^[26]

• Preadaptacija

Portal Biologija