Coevolutionsteori, typer og eksempler



den koevolusjon Det er en gjensidig evolusjonær endring som involverer to eller flere arter. Fenomenet kommer fra samspillet mellom dem. De ulike samspillene som oppstår mellom organismer - konkurranse, utnyttelse og mutualisme - fører til viktige konsekvenser i utviklingen og diversifiseringen av de aktuelle linjene.

Noen eksempler på evolusjonære systemer er forholdet mellom parasitter og deres verter, planter og plantelevende dyr som lever på dem, eller de antagonistiske samspill som oppstår mellom rovdyr og deres byttedyr..

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

I praksis er det ikke en lett oppgave å bevise at et samspill er en samevolusjon. Selv om samspillet mellom to arter ser ut til å være perfekt, er det ikke pålitelig bevis på den koevolusjonære prosessen.

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

index

  • 1 Typer av interaksjon
    • 1.1 Konkurranse
    • 1.2 Utnyttelse
    • 1.3 Mutualisme
  • 2 Definisjon av samvikling
    • 2.1 Definisjon av Janzen
    • 2.2 Forutsetninger for samutviklingen skal forekomme
  • 3 Teorier og hypoteser
    • 3.1 Geografisk mosaikkhypotes
    • 3.2 Hypotesen til den røde dronningen
  • 4 Typer
    • 4.1 Spesifikk samutvikling
    • 4.2 Diffus samvikling
    • 4.3 Flykt og stråling
  • 5 eksempler
    • 5.1 Opprinnelse av organeller i eukaryoter
    • 5.2 Opprinnelsen til fordøyelsessystemet
    • 5.3 coevolutive forhold mellom críalo og magpie
  • 6 Referanser

Typer av interaksjon

Før delving i problemstillinger knyttet til samvikling, er det nødvendig å nevne hvilke interaksjoner som forekommer mellom arter, siden disse har svært viktige evolusjonære konsekvenser.

konkurranse

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

I økologien håndteres "prinsippet om konkurransedyktig utestenging". Dette konseptet foreslår at arter som konkurrerer om de samme ressursene ikke kan konkurrere på en stabil måte dersom resten av de økologiske faktorene forblir konstant. Med andre ord, opptar to arter ikke samme nisje.

I denne typen interaksjon ble en art alltid ferdig med den andre. Eller de er delt inn i noen dimensjon av nisje. For eksempel, hvis to fuglearter fôrer på det samme og har de samme hvilestedene, for å fortsette å sameksistere, kan de ha sine topper av aktivitet på forskjellige tider av dagen.

utnytting

En annen type interaksjon mellom arter er utnyttelse. Her stimulerer en art X utviklingen av en art Y, men dette Y hemmer utviklingen av X. Typiske eksempler er interaksjonene mellom rovdyret og dets byttedyr, parasitter med verter og planter med plantelevende dyr.

Når det gjelder plantelevende dyr, er det en konstant utvikling av avgiftningsmekanismer mot sekundære metabolitter som planten produserer. På samme måte utvikler anlegget seg til mer effektive toksiner for å flytte dem bort.

Det samme gjelder predator byttedyr interaksjoner, der byttedyr stadig forbedre sin evne til å unnslippe rovdyr og øke sine angrep ferdigheter.

mutualism

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

For eksempel betyr gjensidigismen mellom insekter og deres pollinatorer til fordel for begge: insekter (eller andre pollinere) drar nytte av næringsstoffene til plantene, mens plantene får spredning av deres gameter. De symbiotiske relasjonene er et annet kjent eksempel på mutualisme.

Definisjon av samvikling

Coevolution oppstår når to eller flere arter påvirker utviklingen av den andre. Strengt sett refererer coevolution til den gjensidige påvirkning mellom arter. Det er nødvendig å skille det fra en annen begivenhet kalt sekvensiell evolusjon, siden det vanligvis er forvirring mellom begge fenomenene.

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

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

Ehrlich og Ravens verk på samspillet mellom lepidoptera og planter inspirerte etterfølgende undersøkelser av "coevolution". Men begrepet ble forvrengt og mistet mening over tid.

Imidlertid var den første personen til å utføre en studie relatert til samvikling mellom to arter, Charles Darwin, når han er inne 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 således ingen spesifikk definisjon, til Janzen i 1980 publiserte et notat som klarte å rette opp situasjonen.

Denne forskeren definerte begrepet coevolution som: "En karakteristisk for individer av en befolkning som endrer seg som svar på et annet karakteristisk for individer av en andre befolkning, etterfulgt av en evolusjonær respons i den andre befolkningen til forandringen produsert i den første".

Selv om denne definisjonen er veldig presis og ment å klargjøre de mulige tvetydighetene i det koevolusjonære fenomenet, er det ikke praktisk for biologer, da det er vanskelig å bevise.

På samme måte innebærer enkel sampasning ikke en samviklingsprosess. Med andre ord er observasjonen av samspillet mellom begge artene ikke robuste bevis for at vi står overfor en samevoldsarrangement.

Betingelser for samvikling skal forekomme

Det er to krav for at samevolutionsfenomenet skal finne sted. Den ene er spesifisiteten, siden utviklingen av hver egenskap eller egenskap i en art skyldes det selektive trykket påført av tegnene til de andre artene som er involvert i systemet.

Den andre betingelsen er gjensidighet - tegnene må utvikles sammen (for å unngå forvirring med sekvensiell evolusjon).

Teorier og hypoteser

Det er et par teorier relatert til samevoldsfenomener. Blant dem er den geografiske mosaikkhypotesen og den røde dronningen.

Geografisk mosaikkhypotes

Denne hypotesen ble foreslått i 1994 av Thompson, og vurderer de dynamiske fenomenene av samvikling som kan forekomme i forskjellige populasjoner. Med andre ord presenterer hvert geografisk område eller region sine lokale tilpasninger.

Migrasjonsprosessen av individer spiller en grunnleggende rolle, siden inngang og utgang av varianter har en tendens til å homogenisere de lokale fenotyper av populasjonene.

Disse to fenomenene - lokale tilpasninger og migrasjoner - er kreftene som er ansvarlige for den geografiske mosaikken. Resultatet av hendelsen er muligheten til å finne forskjellige populasjoner i forskjellige koevolusjonære tilstander, siden ett hus følger sin egen bane med tidens gang.

Takket være eksistensen av den geografiske mosaikken, kan man forklare utviklingen av samvoldsstudier som utføres i forskjellige regioner, men med samme art som er uforenlig med hverandre, eller i noen tilfeller, motstridende.

Hypotesen om den røde dronningen

Hypotesen om den røde dronningen ble foreslått av Leigh Van Valen i 1973. Forskeren ble inspirert av boken skrevet av Lewis Carroll Alice gjennom blikket glass. I en gjennomgang av historien forteller forfatteren hvordan tegnene går så fort som de kan og fortsatt forblir på samme sted.

Van Valen utviklet sin teori basert på den konstante sannsynligheten for utryddelse som oppleves av organismernes linjer. Det vil si at de ikke kan "forbedre" over tid, og sannsynligheten for utryddelse er alltid den samme.

For eksempel opplever rovdyr og byttedyr et konstant våpenløp. Hvis rovdyret forbedrer angrepskapasiteten i noe aspekt, vil byttet bli bedre i en tilsvarende størrelse - hvis dette ikke skjer, kan de bli utryddet.

Det samme skjer i forholdet til parasitter med sine verter eller i plantelevende planter og planter. For denne konstante forbedringen av begge involverte arter, er den kjent som den røde dronningens hypotese.

typen

Spesifikk samvikling

Begrepet "coevolution" inkluderer tre grunnleggende typer. Den enkleste formen kalles "spesifikk samvikling", hvor to arter utvikler seg som svar på hverandre og omvendt. For eksempel et enkelt byttedyr og en enkelt rovdyr.

Denne type av interaksjonen fører til en evolusjonær våpen løp, noe som resulterer i visse trekk divergens eller konvergens kan også produsere mutualistic arter.

Denne spesifikke modellen, hvor få arter er involvert, er det mest hensiktsmessige å demonstrere eksistensen av evolusjon. Hvis det selektive trykket har vært sterkt nok, bør vi forvente utseendet på tilpasninger og mottilpasninger i arten.

Diffus samvikling

Den andre typen kalles "diffus coevolution", og forekommer når det er flere arter involvert i samspillet, og virkningene av hver art er ikke uavhengige. For eksempel kan genetisk variasjon i vert motstand mot to forskjellige parasitt arter være relatert.

Denne saken er mye hyppigere i naturen. Det er imidlertid mye vanskeligere å studere enn den spesifikke samviklingen, siden eksistensen av flere involverte arter gjør eksperimentelle konstruksjoner svært vanskelig..

Escape og stråling

Til slutt har vi tilfelle av "flukt og stråling", hvor en art utvikler en type forsvar mot en fiende, hvis vellykket kan dette sprede seg og linjen kan diversifiseres, siden trykket av fiendens arter ikke er så sterk.

For eksempel, når en planteart utvikler en viss kjemisk forbindelse som viser seg å være svært vellykket, kan den frigjøres fra forbruket av forskjellige plantelevende dyr. Derfor kan avlingen av planten bli diversifisert.

eksempler

De koevolusjonære prosessene regnes som kilden til planetens jordbiologiske mangfold. Dette spesielle fenomenet har vært tilstede i de viktigste hendelsene i utviklingen av organismer.

Neste vil vi beskrive svært generelle eksempler på samevirksomhetshendelser mellom forskjellige linjer og da vil vi snakke om mer spesifikke tilfeller på artnivå.

Opprinnelse av organeller i eukaryoter

En av de viktigste hendelsene i utviklingen av livet var innovasjonen av den eukaryote cellen. Disse karakteriseres ved å ha en ekte kjernen avgrenset av en plasmamembran og presenterer subcellulære rom eller organeller.

Det er svært robust bevis som støtter opprinnelsen til disse cellene gjennom samvikling med symbiotiske organismer som ga vei til de nåværende mitokondrier. Denne ideen er kjent som endosymbiotisk teori.

Det samme gjelder plantens opprinnelse. Ifølge endosymbiotisk teori oppstod kloroplaster takket være en hendelse av symbiose mellom en bakterie og en annen organisme av større størrelse som endte med å gobble den minste.

Både organeller - mitokondrier og kloroplaster - har visse egenskaper som minner om en bakterie, som for eksempel genetisk materiale, et sirkulært DNA, og dets størrelse.

Opprinnelsen til fordøyelsessystemet

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

I mange tilfeller har disse mikroorganismer en avgjørende rolle i fordøyelsen av mat, som hjelper til med fordøyelsen av næringsstoffer og i noen tilfeller kan syntetisere næringsstoffer til verten.

Coevolutive forhold mellom críalo og magpie

I fugler er det et veldig spesielt fenomen, knyttet til legging av egg i andres hekker. Dette system av coevolution er integrert av críalo (Clamator glandarius) og dens vertsarter, magpieen (Pica pica).

Egglegging er ikke gjort tilfeldig. I motsetning til dette, velger critters parene av magpies som investerer mest i foreldreomsorgen. Dermed vil det nye individet få bedre vare fra sine adoptivforeldre.

Hvordan gjør du det? Bruke signaler knyttet til seksuelt utvalg av verten, for eksempel et større rede.

Som et svar på denne oppførelsen reduserte magpies størrelsen på reiret med nesten 33% i områdene der críalo eksisterer. På samme måte har de også et aktivt forsvar for helsetjenester.

Críalo er også i stand til å ødelegge eggets egg, for å oppmuntre oppdrett av sine kyllinger. Som et svar økte magpiene antall egg per nest for å øke effektiviteten.

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

referanser

  1. Darwin, C. (1859). På opprinnelsen til arter ved naturlig utvalg. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolusjonær analyse. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D.J. (2005). Evolution . Sinauer.
  4. Janzen, D. H. (1980). Når er det coevolution. Evolution, 34(3), 611-612.
  5. Langmore, N.E., Hunt, S., & Kilner, R. M. (2003). Eskalering av et koevolusjonerende våpenløp gjennom vertsavvisning av parasitære ungdyr. natur, 422(6928), 157.
  6. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.