Adaptasi ialah hati dan jiwa evolusi. Niles Eldredge [22]

Perubahan dalam habitat

Sebelum Darwin, adaptasi dilihat sebagai hubungan tetap antara organisme dan habitatnya, tanpa mengambil kira bahawa habitat berubah mengikut perubahan iklim; dan biota turut berubah mengikut perubahan habitat. Selain itu, habitat juga terdedah kepada perubahan biotanya, seperti pelanggaran spesies asing dari kawasan lain. Bilangan relatif spesies dalam habitat tertentu sentiasa berubah. Perubahan adalah kemestian, itupun tertakluk pada sepantas dan sejauh mana perubahan itu.

Apabila habitat berubah, mungkin berlakunya tiga perkara dalam populasi penghuninya: penjejakan habitat, perubahan genetik atau kepupusan. Sebenarnya, ketiga-tiga perkara ini boleh berlaku berturut-turut. Antara ketiga-tiga kesan ini, hanya perubahan genetik yang membawa kepada adaptasi.

Penjejakan habitat

Apabila sesebuah habitat berubah, perkara yang paling banyak berlaku adalah populasi penghuni berpindah ke tempat lain yang lebih sesuai untuk hidup; misalnya serangga terbang atau hidupan laut yang menikmati ruang yang amat luas untuk berpindah-randah.[23] Tindakbalas ini dipanggil penjejakan habitat, dan inilah satu penjelasan yang dikemukakan untuk menerangkan apa yang kelihatan sebagai kala berstasis dalam rekod fosil (tesis keseimbangan selang).[24]

Perubahan genetik

Perubahan genetik berlaku dalam populasi apabila pemilihan semula jadi bertindak terhadap kebolehubahan genetik populasi itu. Dengan ini, populasi beradaptasi secara genetik dengan keadaannya.[25] Perubahan genetik mungkin menyebabkan perubahan struktur yang ketara, atau menyelaraskan kegiatan fisiologi agar sesuai dengan habitat yang berubah.

Jelas sekali bahawa habitat dan biota sentiasa berubah. Dengan erti kata lain, proses adaptasinya tidak sesekali berkesudahan.[26] Dari masa ke semasa, alam sekeliling mungkin tidak banyak berubah, dan spesiesnya semakin berupaya menyesuaikan diri dengan persekitarannya. Sebaliknya, perubahan dalam alam sekeliling mungkin agak ketara, menyebabkan spesiesnya kurang berupaya menyesuaikan dirinya. Oleh yang demikian, adaptasi ialah proses penjejakan genetik yang sentiasa berlaku sejauh yang mana, khususnya apabila populasi tidak mampu berpindah ke tempat yang lebih senang. Begitu juga, proses ini sedikit sebanyak mempengaruhi setiap spesies dalam ekosistem tertentu.[27][28]

Van Valen percaya bahawa birapun dalam persekitaran stabil, spesies yang bersaing terpaksa sentiasa beradaptasi untuk mengekalkan kedudukan relatifnya. Inilah hipotesis Red Queen.

Hubungan rapat: adaptasi bersama

Dalam ilmu evolusi bersama, yang mana kewujudan satu spesies amat terikat dengan kehidupan satu spesies lain, adaptasi baru atau 'diperbaharui' yang berlaku dalam satu spesies selalu diikuti oleh penampilan dan penyebaran ciri-ciri yang sepadan di kalangan spesies lain. Terdapat banyak contoh adaptasi bersama yang menekankan bahawa hidup mati segala hidupan saling berhubungan rapat, bukan sahaja dengan persekitaran fizikal, malah dengan kehidupan spesies lain. Perhubungan sedemikian dinamik dan intrinsik, dan akan berterusan selama jutaan tahun, seperti mana hubungan antara tumbuhan berbunga dan serangga (pendebungaan).

Kemalaran pendebunga: lebah madu ini memilih bunga dari satu spesies sahaja, seperti yang dilihat pada warna debung dalam kantungnya:

Kandungan usus, struktur kepak, dan morfologi bahagian mulut pada fosil kumbang dan lalat menunjukkan bahawa serangga-serangga purba ini berfungsi sebagai pendebunga. Hubungan antara kumbang dan angiosperma pada awal zaman Batu Kapur membawa kepada penyebaran angiosperma dan serangga secara serentak hingga akhir zaman Batu Kapur. Evolusi nektari dalam bunga-bunga akhir zaman Batu Kapur menandakan bermulanya kesalingan antara himenoptera dan angiosperma.[29]

Kemimikan

Gambar A dan B memaparkan tebuan sebenar; yang selebihnya sekadar mimik: tiga ekor lalat bunga dan seekor kumbang.

Hasil kajian mengenai kupu-kupu Amazon oleh Henry Walter Bates memanggilnya untuk menyediakan laporan sains pertama mengenai kemimikan, lebih-lebih lagi jenis kemimikan yang membawa namanya: kemimikan Bates.[30] Dalam hal ini, spesies jinak bermimik sebagai spesies berbahaya. Contohnya, lalat bunga yang ditemui dalam kawasan beriklim sederhana, kebanyakannya memakai corak warna hitam kuning seperti serangga himenoptera (tebuan dan lebah) tanpa penyengat. Kemimikan sebegini tidak semestinya perlu disempurnakan untuk mencerahkan peluang hidup spesies jinak ini.[31]

Bates, Wallace dan Müller percaya bahawa kemimikan Bates dan Müller mengemukakan bukti berlakunya tindakan pemilihan semula jadi yang kini diterima sebulat suara di kalangan ahli biologi.[32] Segala aspek situasi ini boleh dijadikan subjek penyelidikan.[33] Kerja lapangan dan eksperiman mengenai kemimikan masih diteruskan hingga ke hari ini; topik ini berkiat rapat dengan penspesiesan, genetik dan perkembangan evolusi.[34]

Jentera asas: adaptasi dalaman

Ada sesetengah adaptasi amat penting yang berkenaan dengan keseluruhan koordinasi sistem-sistem dalam badan. Misalnya, dalam tubuh haiwan vertebrata, adanya kawalan suhu, atau peningkatan fungsi otak, ataupun sistem imun yang lebih berkesan. Bagi tumbuhan pula, contohnya ialah perkembangan sistem pembiakan dalam tumbuhan berbunga.[35] Adaptasi sebegini boleh menyebabkan kladnya (kelompok monofiletik) lebih berdaya hidup dalam berbagai-bagai habitat. Tindakan adaptasi besar sebegini sering menjadi pencetus penyebaran menyesuai yang berjaya menampung kehidupan seluruh kelompok haiwan dan tumbuhan untuk jangka masa yang lama.

Kompromi dan konflik antara adaptasi

Amat benar bahawa Alam Semula Jadi bukannya tahu segalanya; bahawa evolusi genetik... ialah kisah pembaziran, ganti-berganti, kompromi dan kekhilafan besar. Peter Medawar [36]

Sebagus mana pun semua adaptasi tetap ada pincangnya: kaki kuda sesuai sekali untuk berlari atas rumput, sayangnya kuda tidak boleh menggaru belakangnya; bulu mamalia membantu mengawal suhunya, tetapi membuka peluang kepada gangguan ektoparasit; dan burung penguin hanya mampu "terbang" dalam air. Apatah lagi, adaptasi-adaptasi yang berbeza fungsinya boleh saling bercanggah. Tidak jarang terjadinya kompromi dan ganti-berganti, maka tidak tercapainya kesempurnaan. Selection pressures pull in different directions, and the adaptation that results is some kind of compromise.[37]

Memandangkan seluruh fenotip menjadi sasaran pemilihan (semula jadi), maka adalah mustahil untuk memperbaiki segala aspek fenotip itu serentak ke tahap yang sama. Ernst Mayr [38]

Perhatikan tanduk rusa elk Ireland (yang sering dianggap terlampau besar; saiz tanduk rusa biasanya berhubungan alometri dengan saiz badan). Jelas sekali, tanduk rusa berguna sebagai alat pertahanan terhadap pemangsa, serta berjaya mencari teman dalam musim mengawan tahunan; namun mahal sekali harga yang terpaksa dibayar untuk tanduk-tanduk sebegitu. Saiz tanduk pada zaman glasier akhir dipercayai bergantung pada untung rugi keupayaan membiak yang relatif dalam populasi rusa elk ketika itu.[39] Satu lagi contoh: ciri-ciri penyamaran untuk mengelakkan diri daripada dikesan hilang apabila warna-warni badan diserlahkan pada musim mengawan, iaitu ancaman kepada nyawa diimbangi oleh keperluan untuk membiak.

An Indian Peacock's train
in full display

Misalnya, ekor berwarna-warni burung merak (yang tanggal berganti tepat pada setiap musim mengawan) bukan sahaja terlalu menonjol, bahkan membantutkan daya gerak dan terbangnya, tidak lupa juga banyak menggunakan sumber makanan. Darwin menjelaskan kelebihan ekor itu dari segi pemilihan seks: "bergantung pada kelebihan yang ada pada individu tertentu berbanding individu lain yang sama jantina dan spesiesnya, berkaitan dengan pembiakan sahaja." [40] Pemilihan seks sedemikian yang dipaparkan oleh burung merak ini dipanggil 'pilih pasangan', yang membayangkan bahawa prosesnya memilih individu yang lebih tegap, iaitu yang lebih bernilai kemandiriannya berbanding yang kurang tegap.[41] Sudah sekian lama gagasan pemilihan seks tidak diabaikan, tetapi kini diterima semula.[42] Biasanya, burung merak biru Pavo cristatus merupakan spesies yang agak cemerlang kerana taburan semula jadinya yang luas di India, maka keseluruhan sistem pengawanannya memastikan burung ini cukup berdaya hidup.

Konflik antara saiz otak janin manusia ketika lahir, (yang tidak boleh melebihi 400ccs, agar senang untuk melalui pelvis ibu) dan saiz yang diperlukan untuk otak dewasa (kira-kira 1400ccs), bererti otak bayi baru lahir nyata belum matang. Perkara-perkara terpenting dalam kehidupan manusia (pergerakan, perbualan) terpaksa menunggu sehingga otak membesar hingga matang. Beginilah kesan kompromi kelahiran. Masalahnya berpunca daripada cara manusia berdiri tegak dengan berkaki dua, seandainya tidak bentuk pelvis manusia pasti lebih senang untuk kelahiran bayi. Masalah ini juga dialami oleh orang purba Neanderthal.[43][44][45]