Tratti senza funzione
Non tutte le caratteristiche di un organismo sono adattamenti. Potrebbe aver bisogno di indagini sul campo o di esperimenti per scoprire se ha una funzione nella vita della specie.
Gli adattamenti tendono a riflettere la vita passata di una specie. Se una specie ha recentemente cambiato il suo stile di vita, un adattamento un tempo prezioso può diventare una vestigia in diminuzione. Gli animali che vivono in grotte buie spesso perdono, per un lungo periodo, i colori e la vista.
I motivi possono variare. La perdita di struttura e funzione può essere un adattamento positivo che fa risparmiare energia e materiali. Ma può essere semplicemente un sottoprodotto di geni selezionati per altre funzioni (pleiotropia). Oppure la struttura può essere legata allo sviluppo, e influenzata dalla selezione per qualche altra struttura.
È regola generale che gli adattamenti che non sono più utili diventino organivestigiali (vedi appendice vermiforme), oppure possano essere selezionati e adattati ad altre funzioni (vedi ossicini auricolari).
Adattamenti con molteplici funzioni
Molti adattamenti servono a più di una funzione. Questo è spesso il motivo per cui alcuni tratti diventano così evidenti da definire quasi la specie interessata. Anche le zampe di un cavallo sono una difesa principale: il calcio di un cavallo è molto distruttivo. Le corna dei cervi maschi svolgono una funzione sessuale e di difesa contro i predatori. Il grande cervello dell'uomo non serve solo per il linguaggio, ma anche per pensare e risolvere i problemi. Le piume degli uccelli non sono usate solo per volare, ma sono alla base della sua conservazione del calore, della regolazione della temperatura e della segnalazione.
Compromesso e conflitto tra gli adattamenti
È una verità profonda che la Natura non conosce meglio; che l'evoluzione genetica... è una storia di sprechi, di fortuna, di compromessi e di errori. Peter Medawar.
Gli adattamenti non sono mai perfetti. Ci sono sempre dei compromessi tra le varie funzioni e strutture di un corpo. È l'organismo nel suo insieme che vive e si riproduce, quindi è l'insieme completo degli adattamenti che viene trasmesso alle generazioni future.
Tutti gli adattamenti hanno un lato negativo: le zampe dei cavalli sono ottime per correre sull'erba, ma non possono grattarsi la schiena; i peli dei mammiferi aiutano a regolare la temperatura, ma offrono una nicchia per gli ectoparassiti. I compromessi e i cambiamenti si verificano spesso, non la perfezione. Le pressioni di selezione tirano in diverse direzioni, e l'adattamento che ne risulta è una sorta di compromesso.
Poiché il fenotipo nel suo insieme è l'obiettivo della selezione, è impossibile migliorare contemporaneamente tutti gli aspetti del fenotipo nella stessa misura. Ernst Mayr. p589
Pavoni
La mimetizzazione per evitare il rilevamento viene distrutta quando al momento dell'accoppiamento vengono visualizzati colori vivaci. Qui il rischio per la vita è controbilanciato dalla necessità di riproduzione. Il treno ornamentale del pavone (cresciuto di nuovo in tempo per ogni stagione degli amori) è un famoso adattamento. Deve ridurre la sua manovrabilità e il suo volo, ed è enormemente vistoso; inoltre, la sua crescita costa risorse alimentari.
La spiegazione di Darwin del suo vantaggio era in termini di selezione sessuale: "dipende dal vantaggio che alcuni individui hanno rispetto ad altri individui dello stesso sesso e della stessa specie, in relazione alla riproduzione". Il tipo di selezione sessuale rappresentato dal pavone è chiamato "scelta del compagno", che significa che il processo seleziona il più in forma rispetto al meno in forma, e quindi ha un valore di sopravvivenza. In pratica, il pavone azzurro Pavo cristatus è una specie piuttosto riuscita, con un grande areale naturale in India, quindi il risultato complessivo del loro sistema di accoppiamento è abbastanza valido.
Nascita umana
La dimensione del cervello fetale umano alla nascita significa che il cervello di un neonato è piuttosto immaturo. Il cervello del neonato non può essere più grande di circa 400 cc, altrimenti non passerà attraverso il bacino della madre. Eppure la dimensione necessaria per un cervello adulto è di circa 1400 cc.
Le cose più vitali della vita umana (la locomozione, la parola) devono solo aspettare che il cervello cresca e maturi. Questo è il risultato del compromesso sulla nascita. Gran parte del problema deriva dalla nostra posizione bipedica eretta, senza la quale il nostro bacino potrebbe essere modellato in modo più adeguato alla nascita. I Neanderthal avevano un problema simile.
Cambio di funzione nel tempo
La funzione di un tratto può, e spesso lo fa, cambiare nel tempo. Per descriverlo sono stati usati diversi termini: preadattamento, esaptazione, cooptazione. Preadattamento è il termine più comune usato quando una struttura o un tratto preesistente ereditato da un antenato evolve una funzione diversa. Era il termine usato da Julian Huxley e Ernst Mayr. Il termine "pre" non significa nessuna previsione, significa solo che l'adattamento era già disponibile, e serviva a qualche funzione più antica. "Esaptazione" era la parola di Stephen J. Gould.
Un esempio di preadattamento è quello dei dinosauri, che hanno evoluto le piume con la funzione di termoisolamento e di visualizzazione molto prima che fossero utilizzate per il volo dai primi uccelli. Le ghiandole sudoripare dei mammiferi si sono poi trasformate in ghiandole mammarie. Un altro esempio è il lungo viaggio degli ossicini dell'orecchio dei mammiferi, che ha avuto inizio nelle coperture branchiali dei pesci antichi, poi è diventato parte della mascella inferiore dei rettili, e poi è diventato parte dell'orecchio interno dei mammiferi. Un altro esempio sono le ali dei pinguini. Un tempo utilizzate per il volo, ora vengono utilizzate per "volare" sott'acqua.
Il cambiamento di funzione negli organi e nelle strutture è estremamente comune nell'evoluzione. Molte delle caratteristiche dei tetrapodi (vertebrati terrestri) si sono evolute a partire da caratteristiche con funzioni diverse nei pesci a lobi ancestrali (Sarcopterygii).
