Teorija koevolucije, vrste in primeri



The koevolucijo gre za vzajemno evolucijsko spremembo, ki vključuje dve ali več vrst. Pojav izhaja iz interakcije med njimi. Različne interakcije med organizmi - konkurenca, izkoriščanje in vzajemnost - vodijo do pomembnih posledic pri razvoju in diverzifikaciji zadevnih rodov..

Nekateri primeri evolucijskih sistemov so razmerje med paraziti in njihovimi gostitelji, rastlinami in rastlinojedci, ki se jih hranijo, ali antagonističnimi interakcijami, ki se pojavljajo med plenilci in njihovim plenom..

Koevolucija velja za enega od pojavov, ki so odgovorni za veliko raznolikost, ki jo danes občudujemo, ki jo proizvajajo interakcije med vrstami.

V praksi dokazovanje, da je interakcija dogodek koevolucije, ni lahka naloga. Čeprav se zdi, da je interakcija med dvema vrstama popolna, to ni zanesljiv dokaz za koevolucijski proces.

Eden od pristopov je uporaba filogenetskih študij za preverjanje, ali obstaja podoben vzorec diverzifikacije. V mnogih primerih, ko so filogenije dveh vrst skladne, se predpostavlja, da koevolucija obstaja med obema rodovoma.

Indeks

  • 1 Vrste interakcij
    • 1.1 Konkurenca
    • 1.2 Izkoriščanje
    • 1.3 Mutualizem
  • 2 Opredelitev koevolucije
    • 2.1 Opredelitev pojma Janzen
    • 2.2 Pogoji za koevolucijo
  • 3 Teorije in hipoteze
    • 3.1 Geografska mozaična hipoteza
    • 3.2 Hipoteza Rdeče kraljice
  • 4 Vrste
    • 4.1 Poseben koevolucija
    • 4.2 Razpršena koevolucija
    • 4.3 Pobeg in sevanje
  • 5 Primeri
    • 5.1 Izvor organelov pri evkariontih
    • 5.2 Izvor prebavnega sistema
    • 5.3 koevolutivni odnosi med crilo in srakom
  • 6 Reference

Vrste interakcij

Preden se lotimo vprašanj, povezanih s koevolucijo, je treba omeniti vrste interakcij, ki se pojavljajo med vrstami, saj imajo te zelo pomembne evolucijske posledice..

Konkurenca

Vrste lahko tekmujejo in ta interakcija povzroča negativne učinke na rast ali razmnoževanje vpletenih posameznikov. Konkurenca je lahko intraspecifična, če se pojavlja med člani iste vrste ali med vrstami, kadar posamezniki pripadajo različnim vrstam..

V ekologiji se obravnava "načelo konkurenčne izključenosti". Ta koncept predlaga, da vrste, ki tekmujejo za iste vire, ne morejo stabilno konkurirati, če ostali ekološki dejavniki ostanejo konstantni. Z drugimi besedami, dve vrsti nimata iste niše.

Pri tej vrsti interakcije je ena vrsta vedno končana brez druge. Ali pa so razdeljene na nekaj dimenzij niše. Na primer, če se dve vrsti ptic hranita na istem in imata enaka počivališča, da lahko še naprej sobivata, lahko imata svoj vrh aktivnosti v različnih obdobjih dneva.

Izkoriščanje

Druga vrsta interakcije med vrstami je izkoriščanje. Tukaj vrsta X spodbuja razvoj vrste Y, vendar ta Y zavira razvoj X. Tipični primeri vključujejo interakcije med plenilcem in njegovim plenom, paraziti z gostitelji in rastline z rastlinojedci.

Pri rastlinojedih živalih obstaja nenehen razvoj mehanizmov razstrupljanja proti sekundarnim metabolitom, ki jih proizvaja rastlina. Na enak način se rastlina razvije v učinkovitejše toksine, da jih odmakne.

Enako se zgodi v interakciji s plenilsko plenijo, kjer plen nenehno izboljšuje svojo zmogljivost pobega in plenilci povečujejo svoje sposobnosti napada.

Mutualizem

Zadnja vrsta odnosa vključuje korist ali pozitiven odnos za obe vrsti, ki sodelujeta v interakciji. Govorimo o "vzajemnem izkoriščanju" med vrstami.

Na primer, vzajemnost, ki obstaja med žuželkami in njihovimi opraševalci, pomeni koristi za oba: žuželke (ali kateri koli drugi opraševalci) imajo koristi od hranil rastlin, medtem ko rastline pridobivajo svoje gamete. Simbiotski odnosi so še en znan primer vzajemnosti.

Opredelitev koevolucije

Koevolucija se pojavi, ko dve ali več vrst vpliva na razvoj drugega. Strogo rečeno, koevolucija se nanaša na vzajemni vpliv med vrstami. Razlikovati ga je treba od drugega dogodka, ki se imenuje sekvenčna evolucija, saj je med obema pojavoma ponavadi zamenjava.

Sekvenčna evolucija se pojavi, ko ena vrsta vpliva na razvoj drugega, vendar se ne dogaja v nasprotni smeri - ni vzajemnosti.

Ta izraz so leta 1964 prvič uporabili raziskovalci Ehrlich in Raven.

Dela Ehrlicha in Ravena o interakciji med listnatimi in rastlinami so navdihnila zaporedne preiskave "koevolucije". Vendar je bil izraz čez čas izkrivljen in izgubljen.

Vendar pa je prva oseba, ki je izvedla študijo, povezano s koevolucijo med dvema vrstama, Charles Darwin, ko je bil v Izvor vrste (1859) omenil odnos med cvetjem in čebelami, čeprav ni uporabil besede "koevolucija" za opis fenomena.

Opredelitev Janzena

Tako v šestdesetih in sedemdesetih letih ni bilo posebne opredelitve, dokler Janzen leta 1980 ni objavil opombe, ki je uspela popraviti situacijo..

Ta raziskovalec je izraz koevolucijo opredelil kot: "značilnost posameznikov populacije, ki se spreminja kot odziv na drugo značilnost posameznikov druge populacije, ki ji sledi evolucijski odziv pri drugi populaciji na spremembo, ki je nastala v prvem"..

Čeprav je ta definicija zelo natančna in je namenjena pojasnitvi morebitnih dvoumnosti koevolucijskega pojava, za biologe ni praktično, saj je težko dokazati.

Na enak način preprosta skupna prilagoditev ne pomeni procesa koevulacije. Z drugimi besedami, opazovanje interakcije med obema vrstama ni zanesljiv dokaz za zagotovitev, da se soočamo s koevolucijskim dogodkom.

Pogoji za koevolucijo

Obstajata dve zahtevi za pojav koevolucije. Eden od njih je specifičnost, saj je razvoj vsake značilnosti ali lastnosti v vrsti posledica selektivnih pritiskov, ki jih povzročajo znaki drugih vrst, vključenih v sistem..

Drugi pogoj je vzajemnost - znaki se morajo razvijati skupaj (da bi se izognili zmedi z zaporednim razvojem).

Teorije in hipoteze

Obstaja nekaj teorij, povezanih s pojavom koevolucije. Med njimi so tudi geografska mozaična hipoteza in rdeča kraljica.

Geografska mozaična hipoteza

To hipotezo je leta 1994 predlagal Thompson in razmišlja o dinamičnih pojavih koevolucije, ki se lahko pojavijo v različnih populacijah. Z drugimi besedami, vsako geografsko območje ali regija predstavlja svoje lokalne prilagoditve.

Proces migracije posameznikov ima ključno vlogo, saj vstop in izstop variantov homogenizira lokalne fenotipe populacij..

Ta dva pojava - lokalne prilagoditve in migracije - so sile, odgovorne za geografski mozaik. Rezultat dogodka je možnost iskanja različnih populacij v različnih koevolucionarnih državah, saj ena hiša s časom sledi lastni poti.

Zaradi obstoja geografskega mozaika je mogoče pojasniti trend študij koevolucije, ki so bile izvedene v različnih regijah, vendar je ista vrsta v neskladju med seboj ali v nekaterih primerih protislovna..

Hipoteza Rdeče kraljice

Hipotezo o Rdeči kraljici je predlagal Leigh Van Valen leta 1973. Raziskovalca je navdihnila knjiga Lewisa Carrolla. Alice skozi ogledalo. Avtor v odlomku pripoveduje, kako liki tečejo čim hitreje in še vedno ostanejo na istem mestu.

Van Valen je razvil svojo teorijo, ki temelji na konstantni verjetnosti izumrtja, ki ga doživljajo rodovnice organizmov. To pomeni, da se sčasoma ne morejo "izboljšati" in verjetnost izumrtja je vedno ista.

Na primer, plenilci in plen doživljajo nenehno oborožitev. Če plenilka izboljša svojo napadalno zmogljivost v nekem vidiku, se mora plen izboljšati v podobnem obsegu - če se to ne zgodi, lahko izumrejo.

Enako se dogaja v odnosu parazitov z njihovimi gostitelji ali v rastlinojedih rastlinah. Za to stalno izboljševanje obeh vključenih vrst je znana kot hipoteza Rdeče kraljice.

Vrste

Posebna koevolucija

Izraz "koevolucija" vključuje tri osnovne tipe. Najenostavnejša oblika se imenuje "specifična koevolucija", kjer se dve vrsti razvijajo kot odziv drug na drugega in obratno. Na primer en plen in en sam plenilec.

Ta vrsta interakcije vodi v evolucijsko oboroževalno tekmo, ki povzroča razhajanja v nekaterih značilnostih ali pa lahko vodi tudi v zbliževanje v vzajemnih vrstah..

Ta posebni model, kjer je vključenih malo vrst, je najprimernejši za dokaz obstoja evolucije. Če so selektivni pritiski dovolj močni, lahko pričakujemo pojavljanje prilagoditev in nasprotnih prilagoditev vrste.

Razpršena koevolucija

Drugi tip se imenuje "razpršena koevolucija" in se pojavi, ko je v interakciji vključenih več vrst in učinki vsake vrste niso neodvisni. Na primer, genetske variacije odpornosti gostitelja na dve različni vrsti parazitov bi lahko bile povezane.

Ta primer je v naravi veliko pogostejši. Vendar pa je precej težje preučevati kot specifična koevolucija, saj obstoj večkratnih zadevnih vrst zelo otežuje eksperimentalne načrte..

Pobeg in sevanje

Končno imamo primer "pobeg in sevanja", kjer vrsta razvija vrsto obrambe proti sovražniku, če se to uspe, se lahko razmnožuje in rodovitnost je lahko raznolika, saj pritisk sovražne vrste ni tako močna.

Na primer, ko rastlinska vrsta razvije določeno kemično spojino, ki se izkaže kot zelo uspešna, se lahko sprosti iz porabe različnih rastlinojedih živali. Zato se lahko linija rastline spremeni.

Primeri

Koevolucijski procesi veljajo za vir biotske raznovrstnosti planeta Zemlje. Ta pojav je prisoten v najpomembnejših dogodkih v razvoju organizmov.

V nadaljevanju bomo opisali zelo splošne primere dogodkov ko-evolucije med različnimi linijami, nato pa bomo govorili o bolj specifičnih primerih na ravni vrste.

Izvor organelov pri evkariontih

Eden najpomembnejših dogodkov v evoluciji življenja je bila inovacija evkariontske celice. Za njih je značilno, da imajo pravo jedro, omejeno s plazemsko membrano, in predstavljajo subcelične predelke ali organele.

Obstajajo zelo zanesljivi dokazi, ki podpirajo izvor teh celic s koevolucijo s simbiotskimi organizmi, ki so se umaknili sedanjemu mitohondriju. Ta ideja je znana kot endosimbiotična teorija.

Enako velja za izvor rastlin. Glede na endosimbiotično teorijo so kloroplasti nastali zaradi dogodka simbioze med bakterijo in drugim organizmom večje velikosti, ki je na koncu požrl najmanjšo..

Obe organeli - mitohondriji in kloroplasti - imajo določene značilnosti, ki spominjajo na bakterijo, kot je vrsta genskega materiala, krožna DNK in njena velikost..

Izvor prebavnega sistema

Prebavni sistem mnogih živali je celoten ekosistem, v katerem živi zelo raznolika mikrobna flora.

V mnogih primerih imajo ti mikroorganizmi ključno vlogo pri prebavi hrane, pomagajo pri prebavi hranil in v nekaterih primerih lahko sintetizirajo hranila za gostitelja..

Koevolutivni odnosi med crilo in srakom

Pri pticah obstaja zelo poseben pojav, povezan z odlaganjem jajc v gnezda drugih ljudi. Ta sistem koevolucije je združen s críalo (Clamator glandarius) in njene gostiteljske vrste, sraka (Pica pica).

Polaganje jajc ni naključno. V nasprotju s tem pa ljudje izberejo pare srakov, ki največ vlagajo v starševsko oskrbo. Tako bo novi posameznik dobil boljšo nego svojih posvojiteljev.

Kako vam uspe? Uporaba signalov, povezanih s spolno izbiro gostitelja, kot je večje gnezdo.

V odgovor na to vedenje so srake zmanjšale velikost gnezda za skoraj 33% na območjih, kjer obstaja crilo. Prav tako imajo aktivno zaščito gnezda.

Críalo lahko uniči tudi jajca srake, da spodbudi vzrejo svojih piščancev. V odgovor so srake povečale število jajc na gnezdo, da bi povečale svojo učinkovitost.

Najpomembnejša prilagoditev je, da lahko prepoznamo parazitsko jajce, da bi ga iz gnezda odstranili. Čeprav so parazitske ptice razvile jajca, zelo podobna tistim iz srakov.

Reference

  1. Darwin, C. (1859). O izvoru vrst z naravno selekcijo. Murray.
  2. Freeman, S., in Herron, J. C. (2002). Evolucijska analiza. Prenticeova dvorana.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Evolucija . Sinauer.
  4. Janzen, D.H. (1980). Kdaj je koevolucija. Evolucija, 34(3), 611-612.
  5. Langmore, N.E., Hunt, S., & Kilner, R.M. (2003). Eskalacija koevolucionarne oborožitvene tekme z zavrnitvijo gostiteljskih parazitskih mladičev. Narava, 422(6928), 157.
  6. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt South.