Teorija koevolucija, tipovi i primjeri



coevolution to je uzajamna evolucijska promjena koja uključuje dvije ili više vrsta. Pojava je rezultat interakcije između njih. Različite interakcije koje se javljaju između organizama - konkurencija, eksploatacija i uzajamnost - dovode do važnih posljedica u evoluciji i diversifikaciji loza u pitanju.

Neki primjeri evolucijskih sustava je odnos između parazita i njihovih domaćina, biljaka i biljojeda koji se hrane njima, ili antagonističkih interakcija koje se događaju između grabežljivaca i njihovog plijena..

Coevolucija se smatra jednom od fenomena odgovornom za veliku raznolikost koju danas divimo, koju stvaraju interakcije među vrstama.

U praksi, dokazivanje da je interakcija događaj koevolucije nije lak zadatak. Iako se čini da je interakcija između dvije vrste savršena, to nije pouzdani dokaz koevolucionarnog procesa.

Jedan od pristupa je upotreba filogenetskih studija kako bi se provjerilo postoji li sličan uzorak diverzifikacije. U mnogim slučajevima, kada su filogenije dviju vrsta istovjetne, pretpostavlja se da koevolucija postoji između oba roda.

indeks

  • 1 Vrste interakcija
    • 1.1 Natjecanje
    • 1.2 Iskorištavanje
    • 1.3 Mutualizam
  • 2 Definicija koevolucije
    • 2.1 Definicija Janzena
    • 2.2 Uvjeti za koevoluciju
  • 3 Teorije i hipoteze
    • 3.1 Hipoteza o geografskom mozaiku
    • 3.2. Hipoteza Crvene kraljice
  • 4 Vrste
    • 4.1. Specifična koevolucija
    • 4.2 Difuzna koevolucija
    • 4.3 Bijeg i zračenje
  • 5 Primjeri
    • 5.1 Nastanak organela u eukariota
    • 5.2 Podrijetlo probavnog sustava
    • 5.3. Koevolutivni odnosi između crila i svrake
  • 6 Reference

Vrste interakcija

Prije prelaska na pitanja vezana uz koevoluciju, potrebno je spomenuti vrste interakcija koje se javljaju između vrsta, jer one imaju vrlo važne evolucijske posljedice.

konkurencija

Vrste se mogu natjecati, a ta interakcija dovodi do negativnih učinaka na rast ili reprodukciju uključenih pojedinaca. Konkurencija može biti intraspecifična, ako se dogodi između članova iste vrste ili međuvrsnih, kada pojedinci pripadaju različitim vrstama..

U ekologiji se rješava "načelo konkurentske isključenosti". Ovaj koncept predlaže da se vrste koje se natječu za iste resurse ne mogu konkurirati na stabilan način ako su ostali ekološki faktori konstantni. Drugim riječima, dvije vrste ne zauzimaju istu nišu.

U ovoj vrsti interakcije, jedna vrsta uvijek završava isključujući drugu. Ili su podijeljeni u neku dimenziju niše. Na primjer, ako se dvije vrste ptica hrane istim i imaju ista područja za odmor, da i dalje koegzistiraju mogu imati svoj vrhunac aktivnosti u različito doba dana.

eksploatacija

Drugi tip interakcije među vrstama je iskorištavanje. Ovdje vrsta X potiče razvoj vrste Y, ali ovaj Y inhibira razvoj X. Tipični primjeri uključuju interakcije između predatora i njegovog plijena, parazita s domaćinima i biljaka s biljojedima.

U slučaju biljojeda postoji stalna evolucija mehanizama detoksikacije protiv sekundarnih metabolita koje biljka proizvodi. Na isti način, biljka se pretvara u učinkovitije toksine kako bi ih uklonila.

Isto se događa u interakciji grabežljivog plijena, gdje plijen stalno poboljšava svoju sposobnost za bijeg, a predatori povećavaju svoje vještine napada.

mutualizam

Posljednji tip odnosa uključuje korist ili pozitivan odnos za obje vrste koje sudjeluju u interakciji. Razgovara se o "uzajamnoj eksploataciji" među vrstama.

Na primjer, uzajamnost koja postoji između kukaca i njihovih oprašivača pretvara se u koristi za oba: kukci (ili bilo koji drugi oprašivač) imaju koristi od hranjivih tvari u biljkama, dok biljke dobivaju rasipanje njihovih gameta. Simbiotički odnosi još su jedan poznati primjer međusobnog odnosa.

Definicija koevolucije

Koevolucija se događa kada dvije ili više vrsta utječu na evoluciju druge. Strogo govoreći, koevolucija se odnosi na uzajamni utjecaj među vrstama. Potrebno ga je razlikovati od drugog događaja koji se naziva sekvencijalna evolucija, budući da se obično javlja konfuzija između oba fenomena.

Sekvencijska evolucija nastaje kada jedna vrsta utječe na evoluciju druge, ali isto se ne događa u suprotnom smjeru - nema uzajamnosti.

Pojam su 1964. prvi put koristili istraživači Ehrlich i Raven.

Radovi Ehrlicha i Ravena o interakciji leptira i biljaka inspirirali su uzastopna istraživanja "koevolucije". Međutim, izraz je bio iskrivljen i izgubio značenje tijekom vremena.

Međutim, prva osoba koja je provela studiju vezanu uz koevoluciju između dvije vrste bila je Charles Darwin, kada je u Podrijetlo vrste (1859) spomenuo je odnos između cvijeća i pčela, iako nije upotrijebio riječ "koevolucija" da bi opisao fenomen.

Definicija Janzena

Tako u 60-im i 70-im godinama nije bilo posebne definicije, sve dok Janzen 1980. nije objavio bilješku koja je uspjela ispraviti situaciju.

Ovaj je istraživač definirao pojam koevulucije kao: "karakteristika pojedinaca populacije koja se mijenja kao odgovor na još jednu karakteristiku pojedinaca druge populacije, nakon čega slijedi evolucijski odgovor u drugoj populaciji na promjenu nastalu u prvoj".

Iako je ova definicija vrlo precizna i namijenjena razjašnjavanju mogućih nejasnoća koevolucionarnog fenomena, to nije praktično za biologe, jer je teško dokazati.

Na isti način, jednostavna ko-adaptacija ne podrazumijeva proces koevolucije. Drugim riječima, promatranje interakcije između obje vrste nije čvrst dokaz da se suočimo s događajem koevolucije.

Uvjeti za pojavu koevolucije

Postoje dva uvjeta za pojavu fenomena koevolucije. Jedna od njih je specifičnost, budući da je evolucija svake karakteristike ili osobine neke vrste posljedica selektivnih pritisaka koje nameću karakteri drugih vrsta uključenih u sustav.

Drugi uvjet je reciprocitet - likovi se moraju razvijati zajedno (kako bi se izbjegla konfuzija s sekvencijalnom evolucijom).

Teorije i hipoteze

Postoji nekoliko teorija koje se odnose na fenomene koevolucije. Među njima su i geografska hipoteza mozaika i crvena kraljica.

Geografska hipoteza mozaika

Ovu hipotezu predložio je Thompson 1994. godine i razmatra dinamičke fenomene koevolucije koji se mogu pojaviti u različitim populacijama. Drugim riječima, svako zemljopisno područje ili regija predstavlja svoje lokalne prilagodbe.

Proces migracije pojedinaca ima temeljnu ulogu, budući da ulazak i izlazak varijanti teže homogeniziranju lokalnih fenotipova populacija.

Ove dvije pojave - lokalne prilagodbe i migracije - su sile odgovorne za geografski mozaik. Rezultat događaja je mogućnost pronalaženja različitih populacija u različitim koevolucionarnim državama, budući da jedna kuća slijedi vlastitu putanju s vremenom.

Zahvaljujući postojanju geografskog mozaika, može se objasniti trend istraživanja koevolucija provedenih u različitim regijama, ali s istim vrstama koje nisu u skladu s drugima ili u nekim slučajevima, kontradiktornim.

Hipoteza Crvene Kraljice

Hipotezu Crvene kraljice predložio je Leigh Van Valen 1973. godine. Istraživač je inspiriran knjigom koju je napisao Lewis Carroll Alice kroz staklo. U odlomku priče, autor govori kako likovi trče što je brže moguće i još uvijek ostaju na istom mjestu.

Van Valen je razvio svoju teoriju utemeljenu na konstantnoj vjerojatnosti izumiranja koju su doživjele linije organizama. To jest, oni nisu u stanju "poboljšati" tijekom vremena i vjerojatnost izumiranja je uvijek ista.

Na primjer, grabežljivci i plijen doživljavaju stalnu utrku u naoružanju. Ako grabežljivac poboljša svoj kapacitet napada u nekom aspektu, plijen će morati poboljšati sličnu veličinu - ako se to ne dogodi, mogu izumrijeti.

Isto se događa u odnosu parazita sa svojim domaćinima ili u biljojedima i biljkama. Na ovo stalno poboljšanje obiju uključenih vrsta, poznato je kao hipoteza Crvene kraljice.

vrsta

Specifična koevolucija

Pojam "koevolucija" uključuje tri osnovna tipa. Najjednostavniji oblik naziva se "specifična koevolucija", gdje se dvije vrste razvijaju kao odgovor jedna na drugu i obrnuto. Na primjer, jedan plijen i jedan predator.

Ova vrsta interakcije dovodi do evolucijske utrke u naoružanju, što rezultira razilaženjem u određenim osobinama ili može dovesti do konvergencije u obostranim vrstama..

Ovaj specifični model, u koji je uključeno nekoliko vrsta, najprikladniji su za dokazivanje postojanja evolucije. Ako su selektivni pritisci dovoljno jaki, treba očekivati ​​pojavu adaptacija i kontra-adaptacija u vrsti.

Difuzna koevolucija

Drugi tip se naziva "difuzna koevolucija" i javlja se kada postoji nekoliko vrsta uključenih u interakciju, a učinci svake vrste nisu neovisni. Na primjer, genetske varijacije u otpornosti domaćina na dvije različite vrste parazita mogu biti povezane.

Ovaj slučaj je mnogo češći u prirodi. Međutim, mnogo je teže proučavati od specifične koevolucije, budući da postojanje više uključenih vrsta čini eksperimentalne nacrte vrlo teškim..

Bijeg i zračenje

Konačno, imamo slučaj "bijega i zračenja", gdje vrsta razvija vrstu obrane protiv neprijatelja, ako je to uspješno, može se razmnožiti i linija može biti raznolika, budući da pritisak neprijateljskih vrsta nije tako jaka.

Na primjer, kada biljna vrsta evoluira određeni kemijski spoj koji se ispostavi da je vrlo uspješan, može se osloboditi potrošnje raznih biljojeda. Dakle, linija biljke može postati raznolika.

Primjeri

Koevolucionarni procesi smatraju se izvorom biološke raznolikosti planete Zemlje. Ovaj fenomen prisutan je u najvažnijim događajima u evoluciji organizama.

Zatim ćemo opisati vrlo općenite primjere koevolucijskih događaja između različitih linija, a zatim ćemo govoriti o specifičnijim slučajevima na razini vrsta.

Porijeklo organela u eukariota

Jedan od najvažnijih događaja u evoluciji života bila je inovacija eukariotske stanice. Njih karakterizira postojanje prave jezgre ograničene plazmatskom membranom i predstavlja subcelularne odjeljke ili organele.

Postoje vrlo pouzdani dokazi koji podupiru nastanak tih stanica kroz koevoluciju sa simbiotskim organizmima koji su ustupili mjesto sadašnjim mitohondrijama. Ova ideja je poznata kao endosimbiotička teorija.

Isto vrijedi i za podrijetlo biljaka. Prema teoriji endosimbiotike, kloroplasti su nastali zahvaljujući simbiozi između bakterije i drugog organizma veće veličine koji je na kraju progutao najmanji.

Oba organela - mitohondriji i kloroplasti - imaju određena svojstva koja podsjećaju na bakteriju, kao što je tip genetskog materijala, kružna DNK i njezina veličina.

Podrijetlo probavnog sustava

Probavni sustav mnogih životinja je čitav ekosustav naseljen izuzetno raznolikom mikrobnom florom.

U mnogim slučajevima ti mikroorganizmi imaju ključnu ulogu u probavi hrane, pomažu pri probavi hranjivih tvari i u nekim slučajevima mogu sintetizirati hranjive tvari za domaćina.

Koevolutivni odnosi između crila i svrake

Kod ptica postoji vrlo poseban fenomen koji se odnosi na polaganje jaja u tuđa gnijezda. Ovaj sustav koevolucije integriran je u crilo (Clamator glandarius) i njegove vrste domaćina, svraka (Pica pica).

Polaganje jaja nije slučajno. Nasuprot tome, životinje biraju parove svraka koji najviše ulažu u roditeljsku skrb. Tako će nova osoba dobiti bolju skrb od svojih posvojitelja.

Kako to radite? Koristeći signale vezane uz seksualni odabir domaćina, kao što je veće gnijezdo.

Kao odgovor na takvo ponašanje, svrake su smanjile veličinu gnijezda za gotovo 33% u područjima gdje crilo postoji. Na isti način, oni također imaju aktivnu obranu skrbi za gnijezdo.

Críalo je također u stanju uništiti jaja svrake, kako bi potaknuo uzgoj njihovih pilića. Kao odgovor, svrake su povećale broj jaja po gnijezdu kako bi povećale svoju učinkovitost.

Najvažnija prilagodba je da se može prepoznati parazitsko jaje kako bi se izbacilo iz gnijezda. Iako su parazitske ptice razvile jaja vrlo slična onima iz svraka.

reference

  1. Darwin, C. (1859). O podrijetlu vrsta pomoću prirodne selekcije. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolucijska analiza. Prentice Hall.
  3. Futuyma, D. J. (2005). evolucija . Sinauer.
  4. Janzen, D.H. (1980). Kada je koevolucija. evolucija, 34(3), 611-612.
  5. Langmore, N.E., Hunt, S., & Kilner, R.M. (2003). Eskalacija koevolucionarne utrke u naoružanju kroz odbijanje domaćih parazitskih mladih. priroda, 422(6928), 157.
  6. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Južni projekt.