SAMEVOLUTION: TEORI, TYPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI

Den coevolution en gensidig evolutionær forandring, der involverer to eller flere arter. Fænomenet er resultatet af samspillet mellem dem. De forskellige interaktioner, der forekommer mellem organismer - konkurrence, udnyttelse og gensidighed - fører til vigtige konsekvenser i udviklingen og diversificeringen af de pågældende linjer.

Nogle eksempler på evolutionære systemer er forholdet mellem parasitter og deres værter, planterne og planteædere, der lever af dem, eller de antagonistiske interaktioner, der forekommer mellem rovdyr og deres bytte.

Kilde: Brocken Inaglory

Samudvikling betragtes som et af de fænomener, der er ansvarlige for den store mangfoldighed, som vi beundrer i dag, produceret ved interaktion mellem arter.

I praksis er det ikke en let opgave at bevise, at en interaktion er en coevolution-begivenhed. Selv om samspillet mellem to arter tilsyneladende er perfekt, er det ikke pålideligt bevis for den coevolutionære proces.

En fremgangsmåde er at bruge fylogenetiske undersøgelser til at teste, om der er et lignende mønster af diversificering. I mange tilfælde, når fylogenierne af to arter er kongruente, antages det, at der er coevolution mellem begge linjer.

Typer af interaktion

Inden man undersøger de spørgsmål, der er forbundet med coevolution, er det nødvendigt at nævne de typer interaktioner, der opstår mellem arter, da disse har meget vigtige evolutionære konsekvenser.

Konkurrence

Arter kan konkurrere, og denne interaktion fører til negative effekter på væksten eller reproduktionen af de involverede personer. Konkurrence kan være intraspecifik, hvis den forekommer mellem medlemmer af den samme art eller interspecifik, når individer hører til forskellige arter.

I økologi bruges "princippet om konkurrencemæssig ekskludering". Dette koncept foreslår, at de arter, der konkurrerer om de samme ressourcer, ikke kan konkurrere på en stabil måde, hvis resten af de økologiske faktorer forbliver konstante. Med andre ord optager to arter ikke den samme niche.

I denne type interaktion ender den ene art altid med at ekskludere den anden. Eller de er opdelt i en eller anden dimension af nichen. For eksempel, hvis to fuglearter lever af den samme ting og har de samme hvileområder, kan de for at fortsætte sameksistere have deres toppe af aktivitet på forskellige tidspunkter af dagen.

Udnyttelse

En anden type interaktion mellem arter er udnyttelse. Her stimulerer en art X udviklingen af en art Y, men denne Y hæmmer udviklingen af X. Typiske eksempler inkluderer interaktioner mellem rovdyr og byttedyr, parasitter med værter og planter med planteetere.

I tilfælde af planteetere er der en konstant udvikling af afgiftningsmekanismer over for sekundære metabolitter, som planten producerer. På lignende måde udvikler planten sig til toksiner mere effektivt for at fjerne dem.

Det samme er tilfældet i samspil mellem rovdyr og byttedyr, hvor byttedyr konstant forbedrer deres evne til at flygte, og rovdyr øger deres angrebsevner.

mutualisme

Den sidste type forhold involverer en fordel eller et positivt forhold for begge arter, der deltager i interaktionen. Der er derefter tale om en "gensidig udnyttelse" mellem arten.

F.eks. Oversætter gensidigheden mellem insekter og deres pollinatorer fordele for begge: insekter (eller enhver anden pollinator) drager fordel af plantenæringsstoffer, mens planter får spredning af deres gameter. Symbiotiske forhold er et andet velkendt eksempel på gensidighed.

Definition af coevolution

Samevolution opstår, når to eller flere arter påvirker udviklingen af den anden. Strengt taget refererer coevolution til den gensidige indflydelse mellem arter. Det er nødvendigt at skelne den fra en anden begivenhed kaldet sekventiel evolution, da der normalt er forvirring mellem de to fænomener.

Sekventiel evolution sker, når den ene art påvirker udviklingen af den anden, men det samme sker ikke omvendt - der er ingen gensidighed.

Udtrykket blev brugt for første gang i 1964 af forskerne Ehrlich og Raven.

Ehrlich og Ravens arbejde med samspillet mellem lepidoptera og planter inspirerede successive undersøgelser af "coevolution". Imidlertid blev udtrykket forvrænget og mistet mening over tid.

Den første person, der gennemførte en undersøgelse, der var relateret til koevolutionen mellem to arter, var imidlertid Charles Darwin, da han i The Origin of Species (1859) nævnte forholdet mellem blomster og bier, selvom han ikke brugte ordet " coevolution ”for at beskrive fænomenet.

Definition af Janzen

I 60'erne og 70'erne var der således ingen specifik definition, indtil Janzen i 1980 offentliggjorde en note, der formåede at rette op på situationen.

Denne forsker definerede udtrykket coevolution som: "en karakteristik for individerne i en befolkning, der ændrer sig som respons på en anden karakteristik af individerne i en anden befolkning, efterfulgt af en evolutionær respons i den anden befolkning på den ændring, der blev frembragt i den første".

Selvom denne definition er meget præcis og har til formål at afklare de mulige uklarheder i det coevolutionære fænomen, er det ikke praktisk for biologer, da det er vanskeligt at bevise.

På samme måde indebærer simpel coadaptation ikke en coevolution-proces. Med andre ord er observationen af en interaktion mellem begge arter ikke et robust bevis for at sikre, at vi står over for en coevolution-begivenhed.

Betingelser for, at coevolution kan forekomme

Der er to krav til, at coevolution-fænomenet finder sted. Den ene er specificitet, da udviklingen af hver egenskab eller egenskab hos en art skyldes det selektive pres, der pålægges af karakteristika for de andre arter, der er involveret i systemet.

Den anden betingelse er gensidighed - karaktererne skal udvikle sig sammen (for at undgå forvirring med sekventiel udvikling).

Teorier og hypoteser

Der er et par teorier relateret til coevolution fænomener. Blandt dem er hypoteserne om den geografiske mosaik og den røde dronnings.

Geografisk mosaikhypotese

Denne hypotese blev foreslået i 1994 af Thompson og overvejer de dynamiske fænomener i samevolution, der kan forekomme i forskellige populationer. Med andre ord præsenterer hvert geografisk område eller region sine lokale tilpasninger.

Individeres migrationsproces spiller en grundlæggende rolle, da indgangen og udgangen af varianterne har en tendens til at homogenisere de lokale fænotyper af populationerne.

Disse to fænomener - lokale tilpasninger og migrationer - er de kræfter, der er ansvarlige for den geografiske mosaik. Resultatet af begivenheden er muligheden for at finde forskellige populationer i forskellige samevolutionære stater, da hver enkelt følger sin egen bane over tid.

Takket være eksistensen af den geografiske mosaik er det muligt at forklare tendensen til de coevolutionsundersøgelser, der er udført i forskellige regioner, men med den samme art til at være uforenelige med hinanden eller i nogle tilfælde modstridende.

Rød dronninghypotese

Den røde dronninghypotese blev foreslået af Leigh Van Valen i 1973. Forskeren blev inspireret af bogen af Lewis Carrol Alice gennem det kiggende glas. I en passage i historien fortæller forfatteren, hvordan karaktererne løber så hurtigt som de kan og stadig forbliver på samme sted.

Van Valen udviklede sin teori baseret på den konstante sandsynlighed for udryddelse, der opleves af afstamninger af organismer. Det vil sige, de er ikke i stand til at "forbedre sig" over tid, og sandsynligheden for udryddelse er altid den samme.

For eksempel oplever rovdyr og bytte et konstant våbenløb. Hvis rovdyret forbedrer sin evne til at angribe på nogen måde, bør byttet forbedres i lignende grad - hvis dette ikke sker, kan de uddøde.

Det samme forekommer i forholdet mellem parasitter og deres værter eller i planteetere og planter. Denne konstante forbedring af begge involverede arter er kendt som Red Queen-hypotesen.

typer

Specifik coevolution

Udtrykket "coevolution" inkluderer tre basistyper. Den enkleste form kaldes "specifik coevolution", hvor to arter udvikler sig som respons på den anden og vice versa. For eksempel et enkelt bytte og et enkelt rovdyr.

Denne type interaktion giver anledning til et evolutionært våbenløb, som resulterer i divergens i visse træk eller også kan skabe konvergens hos gensidige arter.

Denne specifikke model, hvor få arter er involveret, er den bedst egnede til at demonstrere eksistensen af evolution. Hvis det selektive tryk har været stærkt nok, må vi forvente, at tilpasninger og mod-tilpasninger hos arten ser ud.

Diffus coevolution

Den anden type kaldes "diffus coevolution", og den forekommer, når der er flere arter involveret i interaktionen, og virkningen af hver art ikke er uafhængige. F.eks. Kan genetisk variation i en værts resistens over for to forskellige arter af parasitter være relateret.

Denne sag er meget hyppigere i naturen. Det er imidlertid meget vanskeligere at studere end specifik coevolution, da eksistensen af flere involverede arter gør eksperimentelle design meget vanskelige.

Flugt og stråling

Endelig har vi sagen om "flugt og stråling", hvor en art udvikler en type forsvar mod en fjende, i tilfælde af at det er en succes, kan dette spredes, og afstamningen kan diversificeres, da fjendens art ikke er presset så stærk.

Når en planteart f.eks. Udvikler sig en bestemt kemisk forbindelse, der viser sig at være meget vellykket, kan den bryde fri fra forbruget af forskellige planteetere. Derfor kan anlæggets afstamning diversificeres.

eksempler

Co-evolutionære processer betragtes som kilden til den biologiske mangfoldighed af planeten jorden. Dette helt specielle fænomen har været til stede i de vigtigste begivenheder i udviklingen af organismer.

Vi vil nu beskrive meget generelle eksempler på coevolution begivenheder mellem forskellige linjer, og så vil vi tale om mere specifikke tilfælde på artsniveau.

Organelleres oprindelse i eukaryoter

En af de vigtigste begivenheder i livets udvikling var innovationen af den eukaryote celle. Disse er kendetegnet ved at have en ægte kerne afgrænset af en plasmamembran og præsentere subcellulære rum eller organeller.

Der er meget robuste beviser, der støtter disse cellers oprindelse gennem coevolution med symbiotiske organismer, der gav plads til aktuelle mitokondrier. Denne idé er kendt som endosymbiotisk teori.

Det samme gælder planternes oprindelse. I henhold til den endosymbiotiske teori stammede kloroplaster takket være en symbiosehændelse mellem en bakterie og en anden større organisme, der endte med at opsuge den mindre.

Begge organeller - mitokondrier og kloroplaster - har visse egenskaber, der minder om bakterier, såsom typen af genetisk materiale, cirkulært DNA og deres størrelse.

Oprindelsen af fordøjelsessystemet

Fordøjelsessystemet hos mange dyr er et helt økosystem beboet af ekstremt forskelligartet mikrobiel flora.

I mange tilfælde spiller disse mikroorganismer en afgørende rolle i fordøjelsen af mad og hjælper med fordøjelsen af næringsstoffer, og i nogle tilfælde kan de syntetisere næringsstoffer til værten.

Samevolutionære forhold mellem babyfuglen og den næse

Hos fugle er der et meget specielt fænomen relateret til æglægning i andres reder. Dette coevolution-system består af crialo (Clamator glandarius) og dets værtsart, Skalden (Pica pica).

Ulægningen af æg sker ikke tilfældigt. I modsætning hertil vælger kalverne de par af skurringer, der investerer mest i forældrepleje. Således vil den nye person få bedre pleje af sine adoptivforældre.

Hvordan gør du det? Brug af signalerne relateret til den seksuelle valg af værten, såsom et større rede.

Som svar på denne opførsel formindskede skurrede deres redenstørrelse med næsten 33% i de områder, hvor de unge findes. Tilsvarende har de også et aktivt forsvar af redepleje.

Hvalen er også i stand til at ødelægge skøns æg for at favorisere opdræt af dets kyllinger. Som svar øgede skurrede antallet af æg pr. Reden for at øge deres effektivitet.

Den vigtigste tilpasning er at være i stand til at genkende det parasitære æg for at udvise det fra reden. Skønt parasitfugle har udviklet æg, der ligner maven.

Referencer

Darwin, C. (1859). Om artenes oprindelse ved hjælp af naturlig udvælgelse. Murray.
Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalyse. Prentice Hall.
Futuyma, DJ (2005). Udvikling. Sinauer.
Janzen, DH (1980). Hvornår er det coevolution. Evolution, 34 (3), 611-612.
Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). Optrapping af et samevolutionært våbenløb gennem værtsafvisning af ungt parasitisk ungt. Nature, 422 (6928), 157.
Soler, M. (2002). Evolution: grundlaget for biologi. Sydprojekt.

SAMEVOLUTION: TEORI, TYPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025