A Fitness csodákra képes
hirdetés
A fitnesz vagy rátermettség (gyakran angolosan: fitness), (populációgenetikai modellekben gyakran w) az evolúcióelmélet központi fogalma.
Az evolúcióbiológiában egy adott típusú egyed szelekciós sikerét fejezi ki. Legszemléletesebb megfogalmazásban a rátermettség egy típushoz tartozó egyedek átlagos, felnőtt utódszáma. Más megfogalmazásban a típushoz tartozó egyedek összességének növekedési rátája. Amennyiben az egyedek fenotípusa közti különbség befolyásolja azok fitneszét, és a fenotípus öröklődik – azaz van genetikai alapja – úgy a fenotípust létrehozó genotípusok gyakorisága az idők folyamán változni fog: a későbbi nemzedékekben a magasabb fitnesz-értékű genotípusok lesznek a gyakoribbak. Ezt az evolúciós folyamatot természetes szelekciónak vagy természetes kiválasztódásnak hívják. Mivel a szelekció a fenotípusra hat, így a fitneszt is a fenotípusra (típusra) definiáljuk. A fenotípust a genotípus és a környezet egyaránt befolyásolhatják. Evolúciós változást a szelekció csak akkor okozhat, ha a fenotípusnak van genetikai alapja (azaz öröklődik). A rátermettséget mindig egy típushoz tartozó egyedek halmazára adjuk meg, sohasem egy egyedre. Bár a definíció egy egyedre vetíti a várható utódszámot, de értelme csak akkor van, ha több egyed átlagát nézzük. Mivel a fitnesz azt méri, hogy a típus milyen sikeresen adódik át a következő generációba, az nem fontos, hogyan érkeznek meg a gének a következő generációba. Így tehát mindegy, hogy egy egyed reprodukálja magát, vagy épp segít a hasonló típusba tartozó - s így azonos génállományú - rokon egyedeknek a reprodukcióban – a lényeg, hogy a gének eljussanak a következő generációba. Azt a szelekciós mechanizmust, ami ezt a fajta segítő jellegű viselkedést támogatja, rokonszelekciónak nevezik.
hirdetés
A fitnesz-tájkép koncepcióját Sewall Wright vezette be, aki elképzelte a fitnesz értékeit egy háromdimenziós környezetben. A csúcsok itt a lokális fitneszmaximumnak felelnek meg. Ezt továbbgondolva ki lehet mondani, hogy a természetes szelekció mindig "hegynek felfelé" halad, de csak lokálisan, azaz elképzelhető olyan helyzet, amikor egy lokális fitneszmaximum stabilizálódik annak ellenére, hogy nem jelent optimális állapotot, mivel a szelekció nem tud "visszafelé" haladni, azaz a lokális maximum felől a "kevésbé fitt" állapotot képviselő völgyek felé. A fitneszhez kapcsolódik a genetikai teher vagy genetikai beszűkülés (angolul genetic load) fogalma, amely egy, különféle genotípust képviselő egyedekből álló populáció fitneszét hasonlítja össze egy olyan, elméleti populációval, amelynek egyedei csak legfittebb genotípust hordozzák. Maynard Smith a következőképpen adta meg a fitnesz fogalmát: "A fitnesz nem egyéneket, hanem egyének egy csoportját jellemző tulajdonság. Ennek következtében a kifejezés "túlélő ivadékok várt száma" nem egy egyed utódainak számát jelenti, hanem az adott csoportra vonatkoztatott átlagot. Ha az első emberi csecsemőt, aki rendelkezik a lebegés génjével, villámcsapás érne, ez nem azt jelentené, hogy az új genotípus kevésbé fitt, mint az előzőek, hanem azt, hogy az adott csecsemőnek nincs szerencséje." Ez a meghatározás kimondottan hasznos lehet például tenyésztési programokban, de nem az evolúciós modellekben, mivel így nincs lehetőség meghatározni, hogy egy adott egyed kiválasztódik vagy sem. 1981-ben Hartl fogalmazott meg egy újabb definíciót: "Az egyedek fitnesze - aki egy x fenotípussal rendelkezik - az a valószínűség, s(x), amely kifejezi az egyed esélyét arra nézve, hogy a következő generáció szülői közé kerüljön." Ennek megfelelően az átlagos fitneszt egy adott populáció egyedeinek fitneszéből lehet meghatározni.