KOEVOLIUCIJA: TEORIJA, TIPAI IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Coevolution yra abipusis evoliucinis pokytis, kuris apima du ar daugiau rūšių. Reiškinys atsiranda dėl jų sąveikos. Skirtinga organizmų sąveika - konkurencija, išnaudojimas ir abipusis ryšys - sukelia svarbių pasekmių nagrinėjamų giminių evoliucijai ir įvairinimui.

Kai kurie evoliucinių sistemų pavyzdžiai yra santykiai tarp parazitų ir jų šeimininkų, jais maitinamų augalų ir žolėdžių, arba antagonistinė sąveika, vykstanti tarp plėšrūnų ir jų grobio.

Šaltinis: Brocken Inaglory

Koevoliucija laikoma vienu iš reiškinių, atsakingų už didelę įvairovę, kuria mes šiandien žavisi, kurią sukelia rūšių sąveika.

Praktiškai įrodyti, kad sąveika yra koevoliucijos įvykis, nėra lengva. Nors akivaizdu, kad dviejų rūšių sąveika yra tobula, jis nėra patikimas koevoliucijos proceso įrodymas.

Vienas iš būdų yra naudoti filogenetinius tyrimus norint patikrinti, ar yra panašus diversifikacijos modelis. Daugeliu atvejų, kai dviejų rūšių filogenijos yra suderintos, daroma prielaida, kad tarp abiejų rūšių yra kovoliucija.

Sąveikos tipai

Prieš gilinantis į klausimus, susijusius su koevoliucija, būtina paminėti rūšių sąveikos tipus, nes jie turi labai svarbias evoliucines pasekmes.

Varzybos

Rūšys gali konkuruoti, ir ši sąveika daro neigiamą poveikį susijusių asmenų augimui ar dauginimuisi. Konkurencija gali būti skirtinga, jei ji vyksta tarp tos pačios rūšies narių, arba tarpspecifinė, kai individai priklauso skirtingoms rūšims.

Ekologijoje naudojamas „konkurencijos atskirties principas“. Ši koncepcija rodo, kad rūšys, konkuruojančios dėl tų pačių išteklių, negali stabiliai konkuruoti, jei kiti ekologiniai veiksniai išlieka nepakitę. Kitaip tariant, dvi rūšys neužima tos pačios nišos.

Tokio tipo sąveikoje viena rūšis visada išstumia kitą. Arba jie yra suskirstyti į tam tikras nišos dimensijas. Pvz., Jei dvi paukščių rūšys maitinasi tuo pačiu dalyku ir turi tas pačias poilsio vietas, jei norite tęsti sugyvenimą, jų aktyvumas gali būti didžiausias skirtingu dienos metu.

Išnaudojimas

Antrasis rūšių sąveikos tipas yra išnaudojimas. Čia X rūšis skatina Y rūšies vystymąsi, tačiau tai Y slopina X vystymąsi. Tipiški pavyzdžiai yra plėšrūno ir grobio sąveika, parazitai su šeimininkais ir augalai su žolėdžiais.

Žolėdžių augalų detoksikacijos mechanizmai nuolat vystosi, kai augalas gamina antrinius metabolitus. Panašiai augalas efektyviau virsta toksinais, kad juos pašalintų.

Tas pats pasakytina apie plėšrūnų ir grobio sąveiką, kai grobis nuolat gerina jų sugebėjimą pabėgti, o plėšrūnai padidina jų puolimo sugebėjimus.

Savitarpis

Paskutinio tipo santykiai yra naudingi arba teigiami abiem sąveikoje dalyvaujančioms rūšims. Tada kalbama apie rūšių abipusį išnaudojimą.

Pvz., Vabzdžių ir jų apdulkintojų tarpusavio supratimas yra naudingas abiems: vabzdžiams (ar bet kuriam kitam apdulkintojui) naudingos augalų maistinės medžiagos, o augalams išsisklaidžius jų lytinėms ląstelėms. Simbiotiniai santykiai yra dar vienas gerai žinomas tarpusavio santykių pavyzdys.

Koevoliucijos apibrėžimas

Koevoliucija vyksta, kai dvi ar daugiau rūšių daro įtaką kitos evoliucijai. Griežtai tariant, koevoliucija reiškia abipusę rūšių įtaką. Būtina atskirti jį nuo kito įvykio, vadinamo nuosekliąja evoliucija, nes tarp šių dviejų reiškinių paprastai būna painiavos.

Eilės evoliucija įvyksta, kai viena rūšis daro įtaką kitos evoliucijai, tačiau tas pats neįvyksta atvirkščiai - nėra abipusiškumo.

Pirmą kartą šį terminą vartojo tyrėjai Ehrlichas ir Ravenas.

Ehrlicho ir Raveno darbai dėl raupų ir augalų sąveikos įkvėpė paskesnius „koevoliucijos“ tyrimus. Tačiau laikui bėgant terminas iškreiptas ir prarado prasmę.

Tačiau pirmasis asmuo, atlikęs tyrimą, susijusį su dviejų rūšių koevoliucija, buvo Charlesas Darwinas, kai „Rūšių kilmėje“ (1859 m.) Jis paminėjo gėlių ir bičių santykį, nors nenaudojo žodžio „ koevoliucija “apibūdinti reiškinį.

Janzen apibrėžimas

Taigi 60–70-aisiais nebuvo konkretaus apibrėžimo, kol 1980 m. Janzenas išleido pastabą, kuri sugebėjo ištaisyti situaciją.

Šis tyrėjas terminą koevoliucija apibrėžė taip: „populiacijos individų savybė, kuri keičiasi reaguojant į antrą antrosios populiacijos individų savybę, po kurios eina antrosios populiacijos evoliucinis atsakas į pokyčius, atsiradusius pirmojoje“.

Nors šis apibrėžimas yra labai tikslus ir buvo skirtas išsiaiškinti galimas kovoliucinio reiškinio dviprasmybes, biologams jis nėra praktiškas, nes sunku įrodyti.

Tuo pačiu būdu paprastas pritaikymas nereiškia koevoliucijos proceso. Kitaip tariant, abiejų rūšių sąveikos stebėjimas nėra patikimi įrodymai, užtikrinantys, kad mūsų laukia koevoliucijos įvykis.

Koevoliucijos sąlygos

Koevoliucijos reiškiniui įvykti yra du reikalavimai. Viena iš jų yra specifiškumas, nes kiekvienos rūšies požymis ar bruožas vystosi dėl selektyvaus spaudimo, kurį sukelia kitų sistemoje dalyvaujančių rūšių savybės.

Antroji sąlyga yra abipusiškumas - personažai turi vystytis kartu (kad nebūtų painiojama su nuoseklia evoliucija).

Teorijos ir hipotezės

Yra kelios teorijos, susijusios su koevoliucijos reiškiniais. Tarp jų yra geografinės mozaikos ir raudonosios karalienės hipotezės.

Geografinės mozaikos hipotezė

Šią hipotezę 1994 m. Pasiūlė Thompsonas ir ji nagrinėja dinaminius koevoliucijos reiškinius, kurie gali atsirasti skirtingose ​​populiacijose. Kitaip tariant, kiekvienoje geografinėje vietovėje ar regione pateikiamos vietos adaptacijos.

Asmenų migracijos procesas vaidina esminį vaidmenį, nes įeinant ir išeinant iš variantų, yra linkę homogenizuoti vietinius populiacijų fenotipus.

Šie du reiškiniai - vietos adaptacija ir migracija - yra jėgos, atsakingos už geografinę mozaiką. Įvykio rezultatas yra galimybė rasti skirtingas populiacijas skirtingose ​​kovoliucinėse būsenose, nes kiekviena bėgant laikui eina savo trajektorija.

Dėl to, kad egzistuoja geografinė mozaika, skirtinguose regionuose, tačiau su tomis pačiomis rūšimis atlikti koevoliucijos tyrimų polinkiai prieštarauja vienas kitam ar kai kuriais atvejais yra prieštaringi.

Raudonosios karalienės hipotezė

Raudonosios karalienės hipotezę pasiūlė Leigh Van Valen 1973 m. Tyrėją įkvėpė Lewiso Carrol Alice knyga per žiūrintį stiklą. Pasakojimo ištraukoje autorius pasakoja, kaip personažai bėga taip greitai, kaip gali, ir vis tiek lieka toje pačioje vietoje.

Van Valenas sukūrė savo teoriją, pagrįstą nuolatiniu išnykimo tikimybe, kurią patiria organizmų rūšys. Tai yra, jie nesugeba "patobulėti" laikui bėgant, o išnykimo tikimybė visada yra tokia pati.

Pavyzdžiui, plėšrūnai ir grobis patiria nuolatines ginklavimosi varžybas. Jei plėšrūnas bet kokiu būdu pagerina savo sugebėjimą pulti, grobis turėtų pagerėti panašiu mastu - jei to neįvyks, jie gali išnykti.

Tas pats pasakytina apie parazitų santykius su jų šeimininkais arba žolėdžių ir augalų. Šis nuolatinis abiejų rūšių tobulėjimas yra žinomas kaip Raudonosios karalienės hipotezė.

Tipai

Specifinė koevoliucija

Sąvoka „koevoliucija“ apima tris pagrindinius tipus. Paprasčiausia forma vadinama „specifine koevoliucija“, kai dvi rūšys evoliucionuoja reaguodamos į kitą ir atvirkščiai. Pavyzdžiui, vienas grobis ir vienas plėšrūnas.

Ši sąveika sukelia evoliucinę ginklavimosi varžybas, kurios lemia tam tikrų bruožų skirtumus arba gali sukelti konvergenciją tarp savitarpio rūšių.

Šis specifinis modelis, kuriame dalyvauja nedaug rūšių, yra labiausiai tinkamas evoliucijos egzistavimui parodyti. Jei selektyvusis slėgis buvo pakankamai stiprus, turėtume tikėtis, kad rūšys prisitaikys ir priešingai prisitaikys.

Difuzinė koevoliucija

Antrasis tipas vadinamas difuzine koevoliucija, ir jis įvyksta, kai sąveikoje dalyvauja kelios rūšys, o kiekvienos rūšies poveikis nėra nepriklausomas. Pavyzdžiui, gali būti susiję genetiniai šeimininko atsparumo dviem skirtingoms parazitų rūšims skirtumai.

Šis atvejis yra daug dažnesnis. Tačiau tai yra daug sunkiau ištirti nei specifinę koevoliuciją, nes egzistuojančios kelios rūšys labai apsunkina eksperimentinius planus.

Pabėgimas ir radiacija

Galiausiai turime „pabėgimo ir radiacijos“ atvejį, kai rūšis sukuria gynybos nuo priešo tipą, o pasisekimo atveju ji gali plisti ir linija gali būti įvairesnė, nes priešo rūšims nekyla spaudimas. toks stiprus.

Pvz., Kai augalų rūšis išskiria tam tikrą cheminį junginį, kuris pasirodo esąs labai sėkmingas, jis gali atsikratyti įvairių žolėdžių augalų vartojimo. Todėl augalo kilmė gali būti įvairesnė.

Pavyzdžiai

Kogeneraciniai procesai yra laikomi Žemės planetos biologinės įvairovės šaltiniu. Šis ypatingas reiškinys buvo svarbiausių organizmų evoliucijos įvykių metu.

Dabar aprašysime labai bendrus skirtingų rūšių koevoliucijos įvykių pavyzdžius ir tada kalbėsime apie konkretesnius atvejus rūšių lygiu.

Organelių kilmė eukariotuose

Vienas iš svarbiausių įvykių gyvenimo evoliucijoje buvo eukariotinės ląstelės inovacija. Joms būdingas tikrasis branduolys, kurį riboja plazminė membrana ir kuriame yra tarpląsteliniai skyriai arba organelės.

Yra labai patikimų įrodymų, patvirtinančių šių ląstelių kilmę per kovoliuciją su simbiotiniais organizmais, kurie užleido vietą dabartinėms mitochondrijoms. Ši idėja yra žinoma kaip endosimbiotinė teorija.

Tas pats pasakytina apie augalų kilmę. Remiantis endosimbiotikų teorija, chloroplastai atsirado dėka simbiozės įvykio tarp bakterijos ir kito didesnio organizmo, kuris baigėsi apimančiu mažesnįjį.

Abi organelės - mitochondrijos ir chloroplastai - turi tam tikras savybes, primenančias bakterijas, tokias kaip genetinės medžiagos rūšis, žiedinė DNR ir jų dydis.

Virškinimo sistemos kilmė

Daugelio gyvūnų virškinimo sistema yra visa ekosistema, kurioje gyvena nepaprastai įvairi mikrobinė flora.

Daugeliu atvejų šie mikroorganizmai vaidina lemiamą vaidmenį virškinant maistą, padeda virškinti maistines medžiagas, o kai kuriais atvejais jie gali sintetinti maistines medžiagas šeimininkui.

Koevoliuciniai ryšiai tarp mažylio ir paukščio

Paukščiams būdingas ypatingas reiškinys, susijęs su kiaušinių dėjimu kitų žmonių lizduose. Šią koevoliucijos sistemą sudaro gvazdikas (Clamator glandarius) ir jo šeimininkės rūšys, taurė (Pica pica).

Kiaušinio padėjimas nėra atliekamas atsitiktinai. Veršeliai, priešingai, pasirenka tokias porų rūšis, kurios daugiausia investuoja į tėvų globą. Taigi naujas asmuo geriau prižiūrės iš savo įtėvių.

Kaip tu tai darai? Naudojant signalus, susijusius su seksualine šeimininko atranka, pavyzdžiui, didesnį lizdą.

Reaguodami į šį elgesį, haupai sumažino savo lizdo dydį beveik 33% tose vietose, kur yra jauniklių. Panašiai jie taip pat aktyviai gina lizdo priežiūrą.

Veislė taip pat sugeba sunaikinti stebuklingus kiaušinius, kad būtų lengviau auginti viščiukus. Atsakydami, magnitai padidino kiaušinių skaičių lizde, kad padidintų jų efektyvumą.

Svarbiausia adaptacija yra sugebėjimas atpažinti parazitinį kiaušinį, kad jis galėtų išstumti iš lizdo. Nors parazitinių paukščių kiaušiniai išsivystė labai panašiai kaip ir šaržų.

Nuorodos

1. Darwinas, C. (1859). Apie rūšių kilmę natūralios atrankos būdu. Murray.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoliucijos analizė. Prentice salė.
3. Futuyma, DJ (2005). Evoliucija. Sinaueris.
4. Janzen, DH (1980). Kada tai koevoliucija. Evolution, 34 (3), 611–612.
5. Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). Kovoliucinių ginklavimosi lenktynių eskalavimas, atmetus parazituojančių jauniklių šeimininko atmetimą. „Nature“, 422 (6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evoliucija: biologijos pagrindas. Pietų projektas.