Coevolution teori, typer og eksempler

3055
Egbert Haynes

De samevolusjon det er en gjensidig evolusjonær endring som involverer to eller flere arter. Fenomenet skyldes samspillet mellom dem. De forskjellige interaksjonene som forekommer mellom organismer - konkurranse, utnyttelse og mutualisme - fører til viktige konsekvenser i evolusjonen og diversifiseringen av de aktuelle linjene..

Noen eksempler på evolusjonære systemer er forholdet mellom parasitter og deres verter, planter og planteetere som spiser på dem, eller de antagonistiske interaksjonene som forekommer mellom rovdyr og byttedyr..

Kilde: Brocken Inaglory [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) eller CC BY-SA 3.0 (creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Samevolusjon regnes som et av fenomenene som er ansvarlige for det store mangfoldet vi beundrer i dag, produsert av interaksjoner mellom arter.

I praksis er det ikke en enkel oppgave å bevise at et samspill er en samevolusjonshendelse. Selv om samspillet mellom to arter tilsynelatende er perfekt, er det ikke pålitelig bevis på den co-evolusjonære prosessen.

En tilnærming er å bruke fylogenetiske studier for å teste om det er et lignende mønster for diversifisering. I mange tilfeller, når fylogeniene til to arter er kongruente, antas det at det er koevolusjon mellom begge linjer..

Artikkelindeks

  • 1 Typer av interaksjon
    • 1.1 Konkurranse
    • 1.2 Drift
    • 1.3 Gjensidighet
  • 2 Definisjon av samevolusjon
    • 2.1 Definisjon av Janzen
    • 2.2 Vilkår for samevolusjon
  • 3 Teorier og hypoteser
    • 3.1 Geografisk mosaikkhypotese
    • 3.2 Hypotesen om den røde dronningen
  • 4 typer
    • 4.1 Spesifikk samevolusjon
    • 4.2 Diffus samevolusjon
    • 4.3 Rømning og stråling
  • 5 eksempler
    • 5.1 Opprinnelse av organeller i eukaryoter
    • 5.2 Opprinnelsen til fordøyelsessystemet
    • 5.3 Koevolusjonære forhold mellom babyfuglen og skjegget
  • 6 Referanser

Interaksjonstyper

Før du går inn i problemstillingene knyttet til samevolusjon, er det nødvendig å nevne hvilke typer interaksjoner som forekommer mellom arter, siden disse har svært viktige evolusjonære konsekvenser..

Kompetanse

Arter kan konkurrere, og denne interaksjonen fører til negative effekter på veksten eller reproduksjonen av de involverte individene. Konkurranse kan være intraspesifikk, hvis den forekommer mellom medlemmer av samme art, eller interspesifikk, når individer tilhører forskjellige arter.

I økologi brukes det "konkurransedyktige utelukkelsesprinsippet". Dette konseptet foreslår at arter som konkurrerer om de samme ressursene ikke kan konkurrere på en stabil måte hvis resten av de økologiske faktorene forblir konstante. To arter har med andre ord ikke samme nisje..

I denne typen interaksjon ender alltid en art opp med å ekskludere den andre. Eller de er delt inn i en eller annen dimensjon av nisje. For eksempel, hvis to fuglearter spiser på den samme tingen og har de samme hvileområdene, kan de ha aktivitetstoppene sine til forskjellige tider på dagen for å fortsette å eksistere sammen..

Utnyttelse

En annen type interaksjon mellom arter er utnyttelse. Her stimulerer en art X utviklingen av en art Y, men denne Y hemmer utviklingen av X. Typiske eksempler inkluderer interaksjoner mellom rovdyret og dets byttedyr, parasitter med verter og planter med planteetere..

Når det gjelder planteetere, er det en konstant utvikling av avrusningsmekanismer i møte med de sekundære metabolittene som planten produserer. På samme måte utvikler planten seg til giftstoffer mer effektivt for å drive dem bort.

Det samme skjer i samspill med rovdyr og byttedyr, hvor byttedyr forbedrer evnen til å unnslippe og rovdyr øker angrepsevnen..

Gjensidig

Den siste typen forhold innebærer en fordel, eller et positivt forhold for begge artene som deltar i interaksjonen. Det er da snakk om en "gjensidig utnyttelse" mellom arten.

For eksempel oversetter gjensidigheten mellom insekter og deres bestøvere fordeler for begge deler: insekter (eller en hvilken som helst annen bestøver) drar nytte av næringsstoffer fra planter, mens planter får spredning av kjønnsceller. Symbiotiske forhold er et annet kjent eksempel på gjensidig..

Definisjon av coevolution

Samevolusjon skjer når to eller flere arter påvirker utviklingen til den andre. Strengt tatt refererer coevolution til gjensidig innflytelse mellom arter. Det er nødvendig å skille den fra en annen hendelse som kalles sekvensiell evolusjon, siden det vanligvis er forvirring mellom begge fenomenene.

Sekvensiell evolusjon oppstår når en art har en effekt på evolusjonen til den andre, men det samme skjer ikke i motsatt retning - det er ingen gjensidighet.

Begrepet ble først brukt i 1964 av forskerne Ehrlich og Raven.

Ehrlich og Ravens arbeid med samspillet mellom lepidoptera og planter inspirerte påfølgende undersøkelser av "samevolusjon". Imidlertid ble begrepet forvrengt og mistet betydningen over tid..

Imidlertid var den første personen som gjennomførte en studie relatert til koevolusjonen mellom to arter, Charles Darwin, da han var i Opprinnelsen til arten (1859) nevnte forholdet mellom blomster og bier, selv om han ikke brukte ordet "coevolution" for å beskrive fenomenet..

Definisjon av Janzen

På 60- og 70-tallet var det ingen spesifikk definisjon før Janzen i 1980 publiserte et notat som klarte å rette opp situasjonen.

Denne forskeren definerte begrepet koevolusjon som: "et kjennetegn på individene i en befolkning som endrer seg som svar på et annet kjennetegn for individene i en annen befolkning, etterfulgt av en evolusjonær respons i den andre befolkningen på endringen produsert i den første".

Selv om denne definisjonen er veldig presis og var ment å avklare mulige tvetydigheter i det koevolusjonære fenomenet, er det ikke praktisk for biologer, siden det er vanskelig å bevise.

På samme måte innebærer enkel samtilpassing ikke en prosess for samevolusjon. Med andre ord er observasjonen av et samspill mellom begge artene ikke robuste bevis for å sikre at vi står overfor en samevolusjonshendelse..

Vilkår for samevolusjon å skje

Det er to krav for at samevolusjonsfenomenet skal finne sted. Den ene er spesifisitet, siden utviklingen av hver karakteristikk eller egenskap hos en art skyldes det selektive trykket som pålegges av egenskapene til de andre artene som er involvert i systemet..

Den andre betingelsen er gjensidighet - karakterene må utvikle seg sammen (for å unngå forvirring med sekvensiell evolusjon).

Teorier og hypoteser

Det er et par teorier knyttet til samevolusjonsfenomener. Blant dem er hypotesene om den geografiske mosaikken og den røde dronningens..

Geografisk mosaikkhypotese

Denne hypotesen ble foreslått i 1994 av Thompson, og tar for seg de dynamiske fenomenene i samevolusjon som kan forekomme i forskjellige populasjoner. Med andre ord presenterer hvert geografiske område eller region sine lokale tilpasninger.

Migrasjonsprosessen til enkeltpersoner spiller en grunnleggende rolle, siden inn- og utgang av variantene har en tendens til å homogenisere de lokale fenotypene til befolkningen.

Disse to fenomenene - lokale tilpasninger og migrasjoner - er kreftene som er ansvarlige for den geografiske mosaikken. Resultatet av hendelsen er muligheten for å finne forskjellige populasjoner i forskjellige koevolusjonære stater, siden hver enkelt følger sin egen bane over tid..

Takket være eksistensen av den geografiske mosaikken, kan tendensen til coevolusjonsstudier utført i forskjellige regioner, men med samme art å være uoverensstemmende med hverandre, eller i noen tilfeller, motstridende forklares..

Hypotese av Red Queen

Red Queen-hypotesen ble foreslått av Leigh Van Valen i 1973. Forskeren ble inspirert av boka skrevet av Lewis Carrol Alice gjennom speilet. I et avsnitt i historien forteller forfatteren hvordan karakterene løper så fort de kan og fortsatt forblir på samme sted.

Van Valen utviklet sin teori basert på den konstante sannsynligheten for utryddelse opplevd av organismer. Det vil si at de ikke er i stand til å "forbedre" seg over tid, og sannsynligheten for utryddelse er alltid den samme..

For eksempel opplever rovdyr og byttedyr et konstant våpenkappløp. Hvis rovdyret forbedrer evnen til å angripe på noen måte, bør byttedyret forbedres i samme grad - hvis dette ikke skjer, kan de bli utryddet..

Det samme skjer i forholdet til parasitter med vertene eller i planteetere og planter. Denne konstante forbedringen av begge involverte arter er kjent som hypotesen om Red Queen..

Typer

Spesifikk samevolusjon

Begrepet "samevolusjon" inkluderer tre grunnleggende typer. Den enkleste formen kalles "spesifikk samevolusjon", der to arter utvikler seg som svar på den andre og omvendt. For eksempel et enkelt byttedyr og et enkelt rovdyr.

Denne typen interaksjon gir opphav til et evolusjonært våpenkappløp, som resulterer i divergens i visse egenskaper eller kan også produsere konvergens i mutualistiske arter..

Denne spesifikke modellen, hvor få arter er involvert, er best egnet til å demonstrere eksistensen av evolusjon. Hvis det selektive trykket har vært sterkt nok, bør vi forvente at det ser ut tilpasninger og mottilpasninger hos arten.

Diffus samevolusjon

Den andre typen kalles “diffus koevolusjon”, og den oppstår når det er flere arter involvert i samspillet og effekten av hver art ikke er uavhengig. For eksempel kan genetisk variasjon i motstanden til en vert mot to forskjellige arter av parasitter være relatert.

Denne saken er mye hyppigere i naturen. Imidlertid er det mye vanskeligere å studere enn spesifikk samevolusjon, siden eksistensen av flere involverte arter gjør eksperimentell design veldig vanskelig..

Rømning og stråling

Til slutt har vi tilfelle "rømning og stråling", der en art utvikler seg som en type forsvar mot en fiende, hvis den lykkes, kan den spre seg og avstamningen kan diversifiseres, siden trykket fra fiendearten ikke er så sterkt.

For eksempel, når en planteart utvikler en viss kjemisk forbindelse som viser seg å være veldig vellykket, kan den løsne seg fra forbruket av forskjellige planteetere. Derfor kan plantens avstamning diversifiseres.

Eksempler

Ko-evolusjonære prosesser regnes som kilden til biologisk mangfold på planeten jorden. Dette spesielle fenomenet har vært til stede i de viktigste hendelsene i utviklingen av organismer.

Deretter vil vi beskrive veldig generelle eksempler på koevolusjonshendelser mellom forskjellige linjer, og deretter vil vi snakke om mer spesifikke tilfeller på artsnivå..

Opprinnelse av organeller i eukaryoter

En av de viktigste hendelsene i livets utvikling var innovasjonen av den eukaryote cellen. Disse kjennetegnes ved å ha en ekte kjerne avgrenset av en plasmamembran og presentere subcellulære rom eller organeller.

Det er veldig robuste bevis som støtter opprinnelsen til disse cellene gjennom koevolusjon med symbiotiske organismer som ga vei for nåværende mitokondrier. Denne ideen er kjent som endosymbiotisk teori..

Det samme gjelder opprinnelsen til planter. I følge den endosymbiotiske teorien oppsto kloroplaster takket være en symbiosehendelse mellom en bakterie og en annen større organisme som endte med å oppsluke den minste.

Begge organellene - mitokondrier og kloroplaster - har visse egenskaper som minner om bakterier, for eksempel typen genetisk materiale, sirkulært DNA og størrelsen..

Opprinnelsen til fordøyelsessystemet

Fordøyelsessystemet til mange dyr er et helt økosystem bebodd av ekstremt mangfoldig mikrobiell flora.

I mange tilfeller spiller disse mikroorganismene en avgjørende rolle i fordøyelsen av mat, og hjelper til med fordøyelsen av næringsstoffer, og i noen tilfeller kan de syntetisere næringsstoffer for verten..

Samevolusjonære forhold mellom babyfuglen og ekteren

Hos fugler er det et veldig spesielt fenomen, relatert til egglegging i andres reir. Dette samevolusjonssystemet består av crialoClamator glandarius) og dens vertsart, skjæren (Pica pica).

Leggingen av egget gjøres ikke tilfeldig. I motsetning til det velger kalvene de parene som ligger mest på foreldrenes omsorg. Dermed vil den nye personen få bedre omsorg fra sine adoptivforeldre..

Hvordan gjør du det? Bruke signaler relatert til vertens seksuelle utvalg, for eksempel et større rede.

Som svar på denne oppførselen reduserte skjegg nestestørrelsen med nesten 33% i områdene der de unge eksisterer. På samme måte har de også et aktivt forsvar for reirpleie.

Katten er også i stand til å ødelegge skjæreeggene for å favorisere oppdrett av kyllingene. Som svar økte skjegg antall egg per rede for å øke effektiviteten..

Den viktigste tilpasningen er å kunne gjenkjenne det parasittiske egget for å utvise det fra reiret. Selv om parasittfugler har utviklet egg som ligner på skjeggene.

Referanser

  1. Darwin, C. (1859). Om artenes opprinnelse ved hjelp av naturlig utvalg. Murray.
  2. Freeman, S., og Herron, J. C. (2002). Evolusjonær analyse. Prentice hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Utvikling . Sinauer.
  4. Janzen, D. H. (1980). Når er det coevolution. Utvikling3. 4(3), 611-612.
  5. Langmore, N. E., Hunt, S., og Kilner, R. M. (2003). Opptrapping av et koevolusjonært våpenkappløp gjennom avvisning av vertsfugl. Natur422(6928), 157.
  6. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.