Plik koewolucja jest to wzajemna zmiana ewolucyjna, która obejmuje dwa lub więcej gatunków. Zjawisko to wynika z interakcji między nimi. Różne interakcje zachodzące między organizmami - konkurencja, eksploatacja i mutualizm - prowadzą do ważnych konsekwencji w ewolucji i dywersyfikacji omawianych linii..
Niektóre przykłady systemów ewolucyjnych to relacje między pasożytami a ich żywicielami, roślinami i roślinożercami, które się nimi żywią, lub antagonistyczne interakcje zachodzące między drapieżnikami a ich ofiarami..
Koewolucja jest uważana za jedno ze zjawisk odpowiedzialnych za ogromną różnorodność, którą dziś podziwiamy, spowodowaną interakcjami między gatunkami.
W praktyce udowodnienie, że interakcja jest wydarzeniem koewolucji, nie jest łatwym zadaniem. Chociaż interakcja między dwoma gatunkami jest pozornie doskonała, nie jest to wiarygodny dowód na proces koewolucyjny.
Jedną z metod jest wykorzystanie badań filogenetycznych w celu sprawdzenia, czy istnieje podobny wzorzec zróżnicowania. W wielu przypadkach, gdy filogenia dwóch gatunków są przystające, zakłada się, że istnieje koewolucja między obiema liniami..
Indeks artykułów
Zanim zagłębimy się w kwestie związane z koewolucją, należy wspomnieć o typach interakcji zachodzących między gatunkami, ponieważ mają one bardzo ważne konsekwencje ewolucyjne..
Gatunki mogą ze sobą konkurować, a ta interakcja prowadzi do negatywnych skutków dla wzrostu lub reprodukcji zaangażowanych osobników. Konkurencja może być wewnątrzgatunkowa, jeśli występuje między członkami tego samego gatunku, lub międzygatunkowa, gdy osobniki należą do różnych gatunków.
W ekologii stosuje się „zasadę wykluczenia konkurencyjnego”. Koncepcja ta zakłada, że gatunki, które konkurują o te same zasoby, nie mogą konkurować w sposób stabilny, jeśli pozostałe czynniki ekologiczne pozostaną niezmienne. Innymi słowy, dwa gatunki nie zajmują tej samej niszy..
W tego rodzaju interakcji jeden gatunek zawsze kończy się wykluczeniem drugiego. Albo są podzielone na jakiś wymiar niszy. Na przykład, jeśli dwa gatunki ptaków żywią się tym samym i mają te same miejsca odpoczynku, aby nadal współistnieć, mogą osiągać szczyty aktywności w różnych porach dnia..
Drugim rodzajem interakcji między gatunkami jest eksploatacja. Tutaj gatunek X stymuluje rozwój gatunku Y, ale ten Y hamuje rozwój X. Typowe przykłady obejmują interakcje między drapieżnikiem a jego ofiarą, pasożytami z żywicielami i roślinami z roślinożercami..
W przypadku roślinożerców następuje ciągła ewolucja mechanizmów detoksykacji w obliczu wtórnych metabolitów wytwarzanych przez roślinę. Podobnie, roślina wydajniej ewoluuje w toksyny, aby je wypędzić.
To samo dzieje się w interakcji drapieżnik-ofiara, gdzie ofiara stale poprawia swoją zdolność ucieczki, a drapieżniki zwiększają swoje zdolności ataku..
Ostatni rodzaj relacji wiąże się z korzyścią lub pozytywnym związkiem dla obu gatunków uczestniczących w interakcji. Mówi się wtedy o „wzajemnej eksploatacji” między gatunkami.
Na przykład mutualizm między owadami a ich zapylaczami przekłada się na korzyści dla obu: owady (lub jakikolwiek inny zapylacz) czerpią korzyści ze składników odżywczych roślin, podczas gdy rośliny uzyskują rozproszenie swoich gamet. Relacje symbiotyczne to kolejny dobrze znany przykład mutualizmu..
Koewolucja ma miejsce, gdy dwa lub więcej gatunków wpływa na ewolucję drugiego. Ściśle mówiąc, koewolucja odnosi się do wzajemnego wpływu między gatunkami. Konieczne jest odróżnienie go od innego zdarzenia zwanego ewolucją sekwencyjną, ponieważ zwykle występuje pomieszanie obu zjawisk.
Ewolucja sekwencyjna ma miejsce, gdy jeden gatunek ma wpływ na ewolucję drugiego, ale to samo nie dzieje się w odwrotnym kierunku - nie ma wzajemności.
Termin został po raz pierwszy użyty w 1964 roku przez badaczy Ehrlicha i Ravena.
Praca Ehrlicha i Ravena nad interakcją między lepidopterami a roślinami zainspirowała kolejne badania nad „koewolucją”. Jednak z czasem termin ten został zniekształcony i stracił znaczenie..
Jednak pierwszą osobą, która przeprowadziła badania związane z koewolucją między dwoma gatunkami, był Karol Darwin Pochodzenie gatunku (1859) wspomniał o związku między kwiatami a pszczołami, chociaż nie użył słowa „koewolucja” na określenie tego zjawiska..
Tak więc w latach 60. i 70. nie było konkretnej definicji, aż Janzen w 1980 roku opublikował notatkę, która zdołała naprawić sytuację..
Badacz ten zdefiniował termin koewolucja jako: „charakterystyka osobników populacji, która zmienia się w odpowiedzi na inną cechę osobników z drugiej populacji, po której następuje ewolucyjna reakcja w drugiej populacji na zmianę wywołaną w pierwszej”.
Chociaż definicja ta jest bardzo precyzyjna i miała na celu wyjaśnienie ewentualnych niejasności zjawiska koewolucyjnego, nie jest praktyczna dla biologów, ponieważ trudno ją udowodnić..
Podobnie, prosta koadaptacja nie oznacza procesu koewolucji. Innymi słowy, obserwacja interakcji między obydwoma gatunkami nie jest solidnym dowodem na to, że mamy do czynienia ze zdarzeniem koewolucji..
Istnieją dwa warunki, aby zjawisko koewolucji miało miejsce. Jedną z nich jest specyficzność, ponieważ ewolucja każdej cechy lub cechy u gatunku wynika z presji selekcyjnej narzuconej przez cechy innych gatunków zaangażowanych w system..
Drugi warunek to wzajemność - postacie muszą ewoluować razem (aby uniknąć pomyłki z sekwencyjną ewolucją).
Istnieje kilka teorii związanych ze zjawiskami koewolucji. Wśród nich są hipotezy mozaiki geograficznej i czerwonej królowej..
Hipoteza ta została zaproponowana w 1994 roku przez Thompsona i dotyczy dynamicznych zjawisk koewolucji, które mogą wystąpić w różnych populacjach. Innymi słowy, każdy obszar geograficzny lub region przedstawia swoje lokalne adaptacje.
Proces migracji osobników odgrywa fundamentalną rolę, ponieważ wejście i wyjście wariantów ma tendencję do homogenizacji lokalnych fenotypów populacji.
Te dwa zjawiska - lokalne adaptacje i migracje - są siłami odpowiedzialnymi za mozaikę geograficzną. Wynikiem tego wydarzenia jest możliwość znalezienia różnych populacji w różnych stanach koewolucyjnych, ponieważ każda z nich podąża własną trajektorią w czasie..
Dzięki istnieniu mozaiki geograficznej można wytłumaczyć tendencję badań koewolucji prowadzonych w różnych regionach, ale z udziałem tych samych gatunków, do niespójnych lub w niektórych przypadkach sprzecznych..
Hipotezę Czerwonej Królowej zaproponował Leigh Van Valen w 1973 roku. Badacz zainspirował się książką napisaną przez Lewisa Carrola Alice przez lustro. We fragmencie opowieści autor opowiada, jak bohaterowie biegają tak szybko, jak potrafią, i nadal pozostają w tym samym miejscu.
Van Valen rozwinął swoją teorię opartą na stałym prawdopodobieństwie wyginięcia, jakiego doświadczają rodowody organizmów. Oznacza to, że nie są one w stanie „poprawić” w czasie, a prawdopodobieństwo wyginięcia jest zawsze takie samo..
Na przykład drapieżniki i ofiary doświadczają ciągłego wyścigu zbrojeń. Jeśli drapieżnik w jakikolwiek sposób poprawi swoją zdolność do ataku, w podobnym stopniu polepszy się ofiara - jeśli tak się nie stanie, mogą wyginąć..
To samo dzieje się w stosunku pasożytów do ich żywicieli lub roślinożerców i roślin. To ciągłe doskonalenie obu zaangażowanych gatunków jest znane jako hipoteza Czerwonej Królowej..
Termin „koewolucja” obejmuje trzy podstawowe typy. Najprostsza forma to „specyficzna koewolucja”, w której dwa gatunki ewoluują w odpowiedzi na drugi i odwrotnie. Na przykład pojedyncza zdobycz i jeden drapieżnik.
Ten rodzaj interakcji prowadzi do ewolucyjnego wyścigu zbrojeń, który skutkuje rozbieżnościami w pewnych cechach lub może również prowadzić do konwergencji u gatunków mutualizmów..
Ten konkretny model, w którym zaangażowanych jest kilka gatunków, najlepiej nadaje się do wykazania istnienia ewolucji. Jeśli presja selekcyjna była wystarczająco silna, powinniśmy spodziewać się pojawienia się adaptacji i kontradaptacji u gatunku.
Drugi typ nazywany jest „rozproszoną koewolucją” i występuje, gdy w interakcję zaangażowanych jest kilka gatunków, a skutki każdego z nich nie są niezależne. Na przykład można powiązać zmienność genetyczną w odporności żywiciela na dwa różne gatunki pasożytów.
Ten przypadek ma znacznie częstszy charakter. Jednak jest to znacznie trudniejsze do zbadania niż specyficzna koewolucja, ponieważ istnienie wielu zaangażowanych gatunków sprawia, że projekty eksperymentalne są bardzo trudne..
Wreszcie mamy przypadek „ucieczki i napromieniowania”, w którym gatunek rozwija rodzaj obrony przed wrogiem, jeśli się powiedzie, może się rozmnażać, a ród może być zróżnicowany, ponieważ presja gatunku wroga nie jest tak silna.
Na przykład, gdy gatunek rośliny wyewoluuje pewien związek chemiczny, który okazuje się bardzo skuteczny, może uwolnić się od spożycia różnych roślinożerców. Dlatego ród rośliny można zróżnicować.
Za źródło bioróżnorodności na planecie Ziemi uważa się procesy koewolucyjne. To bardzo szczególne zjawisko było obecne w najważniejszych wydarzeniach w ewolucji organizmów.
Następnie opiszemy bardzo ogólne przykłady zjawisk koewolucji między różnymi liniami, a następnie porozmawiamy o bardziej konkretnych przypadkach na poziomie gatunku..
Jednym z najważniejszych wydarzeń w ewolucji życia była innowacja komórki eukariotycznej. Charakteryzują się prawdziwym jądrem otoczonym błoną plazmatyczną i prezentującymi przedziały subkomórkowe lub organelle.
Istnieją bardzo mocne dowody potwierdzające pochodzenie tych komórek poprzez koewolucję z organizmami symbiotycznymi, które ustąpiły miejsca obecnym mitochondriom. Idea ta jest znana jako teoria endosymbiotyczna..
To samo dotyczy pochodzenia roślin. Zgodnie z teorią endosymbiotyczną chloroplasty powstały w wyniku symbiozy między bakterią a innym większym organizmem, który ostatecznie pochłonął najmniejszy.
Oba organelle - mitochondria i chloroplasty - mają pewne cechy przypominające bakterie, takie jak rodzaj materiału genetycznego, kolisty DNA i ich wielkość..
Układ pokarmowy wielu zwierząt to cały ekosystem zamieszkały przez niezwykle różnorodną florę bakteryjną.
W wielu przypadkach te mikroorganizmy odgrywają kluczową rolę w trawieniu pożywienia, wspomagając trawienie składników odżywczych, aw niektórych przypadkach mogą syntetyzować składniki odżywcze dla gospodarza..
U ptaków występuje bardzo szczególne zjawisko związane ze składaniem jaj w gniazdach innych ludzi. Ten system koewolucji składa się z crialoClamator glandarius) i jej gatunek żywicielski, sroka (Pica Pica).
Składanie jaj nie odbywa się przypadkowo. Natomiast cielęta wybierają pary sroki, które najwięcej inwestują w opiekę rodzicielską. W ten sposób nowa osoba otrzyma lepszą opiekę od rodziców adopcyjnych..
Jak ty to robisz? Korzystanie ze wskazówek związanych z doborem płciowym gospodarza, takich jak większe gniazdo.
W odpowiedzi na to zachowanie sroki zmniejszyły rozmiar swoich gniazd o prawie 33% na obszarach, na których występują młode. Podobnie też aktywnie bronią opieki nad gniazdem.
Lęg jest również zdolny do niszczenia jaj sroki, co sprzyja odchowie piskląt. W odpowiedzi sroki zwiększyły liczbę jaj na gniazdo, aby zwiększyć ich skuteczność..
Najważniejszą adaptacją jest zdolność rozpoznawania pasożytniczego jaja w celu wydalenia go z gniazda. Chociaż ptaki pasożytnicze rozwinęły jaja bardzo podobne do srok.
Jeszcze bez komentarzy