Coevolutionsteori, typer och exempel

3471
Sherman Hoover

De samevolution det är en ömsesidig evolutionär förändring som involverar två eller flera arter. Fenomenet härrör från interaktionen mellan dem. De olika interaktioner som sker mellan organismer - konkurrens, exploatering och mutualism - leder till viktiga konsekvenser i utvecklingen och diversifieringen av de här linjerna..

Några exempel på evolutionära system är förhållandet mellan parasiter och deras värdar, växter och växtätare som matar dem, eller de antagonistiska interaktioner som uppstår mellan rovdjur och deras byte..

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

Samevolution anses vara ett av de fenomen som är ansvariga för den stora mångfald som vi beundrar idag, producerad av interaktioner mellan arter.

I praktiken är det inte lätt att bevisa att en interaktion är en coevolution-händelse. Även om interaktionen mellan två arter uppenbarligen är perfekt, är det inte ett tillförlitligt bevis på den samevolutionära processen.

Ett tillvägagångssätt är att använda fylogenetiska studier för att testa om det finns ett liknande mönster för diversifiering. I många fall, när fylogenierna av två arter är kongruenta, antas det att det finns samevolution mellan båda linjerna..

Artikelindex

  • 1 Typer av interaktion
    • 1.1 Tävling
    • 1.2 Drift
    • 1.3 Ömsesidighet
  • 2 Definition av samevolution
    • 2.1 Definition av Janzen
    • 2.2 Villkor för samutveckling
  • 3 Teorier och hypoteser
    • 3.1 Geografisk mosaikhypotes
    • 3.2 Hypotesen om den röda drottningen
  • 4 typer
    • 4.1 Specifik samutveckling
    • 4.2 Diffus samevolution
    • 4.3 Flykt och strålning
  • 5 Exempel
    • 5.1 Ursprung av organeller i eukaryoter
    • 5.2 Ursprunget till matsmältningssystemet
    • 5.3 Koevolutionära relationer mellan fågeln och skatten
  • 6 Referenser

Interaktionstyper

Innan du går in på frågorna relaterade till samevolution är det nödvändigt att nämna vilka typer av interaktioner som sker mellan arter, eftersom dessa har mycket viktiga evolutionära konsekvenser..

Kompetens

Arter kan tävla, och denna interaktion leder till negativa effekter på tillväxten eller reproduktionen av de involverade individerna. Tävling kan vara intraspecifik, om den förekommer mellan medlemmar av samma art, eller interspecifik, när individer tillhör olika arter.

I ekologi används "principen om konkurrensutsättning". Detta koncept föreslår att arter som tävlar om samma resurser inte kan konkurrera på ett stabilt sätt om resten av de ekologiska faktorerna förblir konstanta. Med andra ord upptar två arter inte samma nisch..

I denna typ av interaktion slutar en art alltid att utesluta den andra. Eller så är de uppdelade i någon dimension av nischen. Till exempel, om två fågelarter matar på samma sak och har samma viloplatser, för att fortsätta samexistera kan de ha sina toppar av aktivitet vid olika tidpunkter på dagen..

Utnyttjande

En andra typ av interaktion mellan arter är exploatering. Här stimulerar en art X utvecklingen av en art Y, men denna Y hämmar utvecklingen av X. Typiska exempel inkluderar interaktioner mellan rovdjuret och dess byte, parasiter med värdar och växter med växtätare..

När det gäller växtätare sker en ständig utveckling av avgiftningsmekanismer inför de sekundära metaboliter som växten producerar. På samma sätt utvecklas växten till toxiner mer effektivt för att driva bort dem.

Detsamma inträffar i rovdjur-bytesinteraktion, där byten ständigt förbättrar sin förmåga att fly och rovdjur ökar sina attackförmågor..

Ömsesidighet

Den sista typen av relation innebär en fördel eller en positiv relation för båda arterna som deltar i interaktionen. Man talar sedan om ett "ömsesidigt utnyttjande" mellan arten.

Exempelvis översätter ömsesidigheten mellan insekter och deras pollinerare fördelar för båda: insekter (eller någon annan pollinator) drar nytta av växtnäringsämnen, medan växter får spridning av sina könsceller. Symbiotiska förhållanden är ett annat välkänt exempel på mutualism..

Definition av coevolution

Samevolution sker när två eller flera arter påverkar den andras utveckling. Strikt taget avser coevolution det ömsesidiga inflytandet mellan arter. Det är nödvändigt att skilja det från en annan händelse som kallas sekventiell utveckling, eftersom det vanligtvis förekommer förvirring mellan båda fenomenen.

Sekventiell utveckling inträffar när en art påverkar utvecklingen hos den andra, men detsamma händer inte i omvänd riktning - det finns ingen ömsesidighet.

Termen användes först 1964 av forskarna Ehrlich och Raven.

Ehrlich och Ravens arbete med interaktionen mellan lepidoptera och växter inspirerade successiva undersökningar av "samevolution". Men termen blev förvrängd och förlorade betydelse över tiden..

Men den första personen som genomförde en studie relaterad till samevolutionen mellan två arter var Charles Darwin, när han var i Arternas ursprung (1859) nämnde förhållandet mellan blommor och bin, även om han inte använde ordet "coevolution" för att beskriva fenomenet..

Definition av Janzen

På 60- och 70-talet fanns det ingen specifik definition tills Janzen 1980 publicerade en anteckning som lyckades korrigera situationen.

Denna forskare definierade termen coevolution som: "en egenskap hos individerna i en befolkning som förändras som svar på en annan egenskap hos individerna i en andra befolkning, följt av ett evolutionärt svar i den andra befolkningen på den förändring som produceras i den första".

Även om denna definition är mycket exakt och syftar till att klargöra de möjliga tvetydigheterna i det coevolutionära fenomenet är det inte praktiskt för biologer, eftersom det är svårt att bevisa.

På samma sätt innebär enkel samanpassning inte en process för samevolution. Med andra ord är observationen av en interaktion mellan båda arterna inte ett robust bevis för att säkerställa att vi står inför en coevolution-händelse..

Villkor för samutveckling

Det finns två krav för att fenomenet för coevolution ska äga rum. Den ena är specificitet, eftersom utvecklingen av varje karakteristik eller drag hos en art beror på det selektiva trycket som ålagts av egenskaperna hos de andra arter som är inblandade i systemet..

Det andra villkoret är ömsesidighet - karaktärerna måste utvecklas tillsammans (för att undvika förvirring med sekventiell utveckling).

Teorier och hypoteser

Det finns ett par teorier relaterade till fenomen för samutveckling. Bland dem finns hypoteserna om den geografiska mosaiken och den röda drottningens..

Geografisk mosaikhypotes

Denna hypotes föreslogs 1994 av Thompson och tar hänsyn till de dynamiska fenomenen för samevolution som kan förekomma i olika befolkningar. Med andra ord presenterar varje geografiskt område eller region sina lokala anpassningar.

Migrationsprocessen för individer spelar en grundläggande roll, eftersom in- och utgången av varianterna tenderar att homogenisera de lokala fenotyperna hos befolkningarna.

Dessa två fenomen - lokala anpassningar och migreringar - är de krafter som är ansvariga för den geografiska mosaiken. Resultatet av händelsen är möjligheten att hitta olika befolkningar i olika koevolutionära stater, eftersom var och en följer sin egen bana över tiden..

Tack vare förekomsten av den geografiska mosaiken kan tendensen till samutvecklingsstudier som genomförs i olika regioner men med samma art vara oförenlig med varandra eller i vissa fall motsägelsefulla förklaras..

Röda drottninghypotesen

Röda drottninghypotesen föreslogs av Leigh Van Valen 1973. Forskaren inspirerades av boken skriven av Lewis Carrol Alice genom spegeln. I ett avsnitt i berättelsen berättar författaren hur karaktärerna springer så fort de kan och fortfarande förblir på samma plats.

Van Valen utvecklade sin teori baserad på den ständiga sannolikheten för utrotning som upplevs av organismer av organismer. Det vill säga, de kan inte "förbättras" över tiden och sannolikheten för utrotning är alltid densamma..

Till exempel upplever rovdjur och byte ett konstant vapenlopp. Om rovdjuret förbättrar sin förmåga att attackera på något sätt bör bytet förbättras i liknande utsträckning - om detta inte händer kan de utrotas..

Detsamma inträffar i förhållandet mellan parasiter och deras värdar eller i växtätare och växter. Denna ständiga förbättring av båda inblandade arterna kallas Red Queen-hypotesen..

Typer

Specifik samevolution

Uttrycket "samevolution" innefattar tre bastyper. Den enklaste formen kallas "specifik coevolution", där två arter utvecklas som svar på den andra och vice versa. Till exempel ett enda byte och ett enda rovdjur.

Denna typ av interaktion ger upphov till ett evolutionärt vapenlopp, vilket resulterar i divergens i vissa egenskaper eller också kan producera konvergens hos mutualistiska arter..

Denna specifika modell, där få arter är inblandade, är bäst lämpade för att demonstrera existensen av evolution. Om det selektiva trycket har varit tillräckligt starkt, bör vi förvänta oss att anpassningar och motanpassningar uppträder i arten.

Diffus samevolution

Den andra typen kallas ”diffus coevolution”, och den inträffar när det finns flera arter som är inblandade i interaktionen och effekterna av varje art inte är oberoende. Till exempel kan genetisk variation i motståndet hos en värd mot två olika arter av parasiter relateras.

Detta fall är mycket vanligare. Det är emellertid mycket svårare att studera än specifik coevolution, eftersom förekomsten av flera inblandade arter gör experimentell design väldigt svår..

Fly och strålning

Slutligen har vi fallet med "flykt och strålning", där en art utvecklar en typ av försvar mot en fiende, om den lyckas kan den sprida sig och härstamningen kan diversifieras, eftersom trycket från fiendearten inte är så starkt.

Till exempel, när en växtart utvecklar en viss kemisk förening som visar sig vara mycket framgångsrik, kan den bryta sig loss från konsumtionen av olika växtätare. Därför kan växtens släktlinje diversifieras.

Exempel

Samevolutionära processer anses vara källan till biologisk mångfald på planeten jorden. Detta mycket speciella fenomen har funnits i de viktigaste händelserna i organismernas utveckling.

Därefter kommer vi att beskriva mycket generella exempel på coevolution-händelser mellan olika släkter och sedan kommer vi att prata om mer specifika fall på artnivå..

Ursprunget till organeller i eukaryoter

En av de viktigaste händelserna i livets utveckling var innovationen av den eukaryota cellen. Dessa kännetecknas av att ha en sann kärna avgränsad av ett plasmamembran och presentera subcellulära avdelningar eller organeller.

Det finns mycket robusta bevis som stöder ursprunget till dessa celler genom samevolution med symbiotiska organismer som gav plats för nuvarande mitokondrier. Denna idé är känd som endosymbiotisk teori..

Detsamma gäller växternas ursprung. Enligt den endosymbiotiska teorin, uppstod kloroplaster tack vare en symbioshändelse mellan en bakterie och en annan större organism som slutade svälja upp den minsta.

Båda organellerna - mitokondrier och kloroplaster - har vissa egenskaper som påminner om bakterier, såsom typen av genetiskt material, cirkulärt DNA och deras storlek..

Ursprunget till matsmältningssystemet

Matsmältningssystemet hos många djur är ett helt ekosystem som bebos av extremt varierande mikrobiell flora.

I många fall spelar dessa mikroorganismer en avgörande roll i matsmältningen, hjälper till vid matsmältningen och i vissa fall kan de syntetisera näringsämnen för värden..

Coevolutionära relationer mellan fågeln och skatten

Hos fåglar finns det ett mycket speciellt fenomen, relaterat till äggläggning i andras bon. Detta coevolution-system består av crialoClamator glandarius) och dess värdslag, skatet (Pica pica).

Äggläggningen sker inte slumpmässigt. Däremot väljer kalvarna de skottpar som investerar mest i föräldravård. Således kommer den nya individen att få bättre vård från sina adoptivföräldrar..

Hur gör du det? Använda ledtrådar relaterade till värdens sexuella urval, till exempel ett större bo.

Som svar på detta beteende minskade skater sin boendestorlek med nästan 33% i de områden där de unga finns. På samma sätt har de också ett aktivt försvar av boet.

Brödet kan också förstöra skata ägg, för att gynna uppfödningen av sina kycklingar. Som svar ökade skatter antalet ägg per bo för att öka deras effektivitet..

Den viktigaste anpassningen är att kunna känna igen det parasitära ägget för att utvisa det från boet. Även om parasitfåglar har utvecklat ägg som mycket liknar skatter.

Referenser

  1. Darwin, C. (1859). Om arternas ursprung med hjälp av naturligt urval. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolutionär analys. Prentice hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). Evolution . Sinauer.
  4. Janzen, D. H. (1980). När är det coevolution. Evolution3. 4(3), 611-612.
  5. Langmore, N. E., Hunt, S. och Kilner, R. M. (2003). Upptrappning av ett koevolutionärt vapenlopp genom värdavvisning av yngelparasitiska unga. Natur422(6928), 157.
  6. Soler, M. (2002). Evolution: The Biology Basis. Södra projektet.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.