KOEVOLUCIJA: TEORIJA, VRSTE IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

Koevolucija vzajemne evolucijska sprememba, ki vključuje dve ali več vrst. Pojav je posledica interakcije med njimi. Različne interakcije med organizmi - konkurenca, izkoriščanje in vzajemnost - vodijo do pomembnih posledic pri razvoju in diverzifikaciji zadevnih rodov.

Nekaj ​​primerov evolucijskih sistemov je odnos med zajedavci in njihovimi gostitelji, rastlinami in rastlinojedi, ki se prehranjujejo z njimi, ali antagonistične interakcije med plenilci in njihovim plenom.

Vir: Brocken Inaglory

Šteje se, da je koevolucija eden od pojavov, ki so odgovorni za veliko raznolikost, ki jo danes občudujemo, nastala zaradi interakcij med vrstami.

V praksi dokazati, da je interakcija dogodek koevolucije, ni lahka naloga. Čeprav je interakcija med dvema vrstama na videz popolna, ni zanesljiv dokaz koevolucijskega procesa.

Eden od načinov je uporaba filogenetskih študij za preverjanje, ali obstaja podoben vzorec diverzifikacije. V mnogih primerih, ko sta filogeniji dveh vrst skladni, se domneva, da obstaja kovolucija med obema rodovima.

Vrste interakcij

Preden se poglobimo v vprašanja, povezana s koevolucijo, je treba omeniti vrste interakcij med vrstami, saj imajo te zelo pomembne evolucijske posledice.

Tekmovanje

Vrste lahko tekmujejo in to medsebojno delovanje vodi v negativne učinke na rast ali razmnoževanje vpletenih posameznikov. Konkurenca je lahko intraspecifična, če se pojavlja med pripadniki iste vrste, ali medvrstna, kadar posamezniki pripadajo različnim vrstam.

V ekologiji se uporablja "načelo konkurenčne izključenosti". Ta koncept predlaga, da se vrste, ki tekmujejo za iste vire, ne morejo konkurirati na stabilen način, če ostali ekološki dejavniki ostanejo stalni. Z drugimi besedami, dve vrsti ne zasedata iste niše.

Pri tej vrsti interakcij ena vrsta vedno konča izključi drugo. Ali pa so razdeljeni na neko dimenzijo niše. Na primer, če se dve vrsti ptic prehranjujeta z isto stvarjo in imata enaka počivališča, bodo lahko v sožitju nadaljevali sožitje in v različnih obdobjih dneva imeli svoje vrhove dejavnosti.

Izkoriščanje

Druga vrsta interakcij med vrstami je izkoriščanje. Tu vrsta X spodbuja razvoj vrste Y, vendar ta Y zavira razvoj X. Tipični primeri vključujejo interakcijo med plenilom in plenom, parazite z gostitelji in rastline z rastlinojedi.

Pri rastlinojedih vrstah se mehanizmi razstrupljanja nenehno razvijajo zaradi sekundarnih presnovkov, ki jih rastlina proizvaja. Prav tako se rastlina učinkoviteje razvije v strupe, da jih odžene.

Enako je v interakciji plenilec-plen, kjer pleni nenehno izboljšujejo svojo sposobnost pobega in plenilci povečujejo svoje sposobnosti napada.

Vzajemnost

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

Na primer, vzajemnost med žuželkami in njihovimi opraševalci pomeni koristi za oboje: žuželke (ali kateri koli drugi opraševalec) imajo koristi od rastlinskih hranil, rastline pa razpršijo svoje gamete. Simbiotični odnosi so še en dobro znan primer vzajemnosti.

Opredelitev koevolucije

Koevolucija se zgodi, ko dve ali več vrst vplivajo na razvoj druge. Strogo gledano se koevolucija nanaša na vzajemni vpliv med vrstami. Treba ga je ločiti od drugega dogodka, ki se imenuje zaporedna evolucija, saj je običajno med tema dvema pojavoma zmeda.

Sekvenčna evolucija se zgodi, kadar ena vrsta vpliva na evolucijo druge, vendar se isto ne zgodi obratno - vzajemnosti ni.

Izraz sta prvič uporabila leta 1964 raziskovalca Ehrlich in Raven.

Delo Ehrlicha in Ravena o interakciji med lepidopteri in rastlinami je spodbudilo zaporedne raziskave "koevolucije". Vendar se je izraz sčasoma izkrivil in izgubil pomen.

Toda prva oseba, ki je izvedla raziskavo, povezano s koevolucijo med dvema vrstama, je bil Charles Darwin, ko je v filmu The Origin of Species (1859) omenil razmerje med rožami in čebelami, čeprav ni uporabil besede " koevolucija «za opis pojava.

Opredelitev Janzen

Tako v 60. in 70. letih ni bilo določene opredelitve, dokler Janzen leta 1980 ni objavil zaznamka, ki mu je uspel popraviti položaj.

Ta raziskovalec je izraz koevolucija opredelil kot: "značilnost posameznikov populacije, ki se spremeni kot odziv na drugo značilnost posameznikov druge populacije, čemur je sledil evolucijski odziv druge populacije na spremembo, nastalo v prvi".

Čeprav je ta opredelitev zelo natančna in je bila namenjena razjasnitvi možnih dvoumnosti kovolucijskega pojava, za biologe to ni praktično, saj je težko dokazati.

Na enak način preprosta koadaptacija ne pomeni kovolucijskega procesa. Z drugimi besedami, opazovanje interakcije med obema vrstama ni trden dokaz, s katerim bi zagotovili, da se soočamo s dogodkom koevolucije.

Pogoji za nastanek koevolucije

Za pojav pojava koevolucije obstajata dve zahtevi. Ena od njih je specifičnost, saj je gibanje vsake značilnosti ali lastnosti ene vrste posledica selektivnih pritiskov, ki jih nalagajo značilnosti drugih vrst, vključenih v sistem.

Drugi pogoj je vzajemnost - liki se morajo razvijati skupaj (da se izognemo zmedi z zaporednim razvojem).

Teorije in hipoteze

Obstaja nekaj teorij, povezanih s koevolucijskimi pojavi. Med njimi so hipoteze geografskega mozaika in rdeče kraljice.

Hipoteza o geografskem mozaiku

To hipotezo je leta 1994 predlagal Thompson in upošteva dinamične pojave koevolucije, ki se lahko pojavijo pri različnih populacijah. Z drugimi besedami, vsako geografsko območje ali regija predstavlja svoje lokalne prilagoditve.

Migracijski proces posameznikov ima temeljno vlogo, saj vnos in izstopanje različic teži k homogenizaciji lokalnih fenotipov populacij.

Ta dva pojava - lokalne prilagoditve in migracije - so sile, ki so odgovorne za geografski mozaik. Rezultat dogodka je možnost iskanja različnih populacij v različnih kovolucionarnih stanjih, saj vsaka sledi svoji poti.

Zahvaljujoč obstoju geografskega mozaika je mogoče razložiti težnjo raziskav koevolucije, ki se izvajajo v različnih regijah, vendar so iste vrste med seboj neskladne ali v nekaterih primerih nasprotujoče si.

Hipoteza rdeče kraljice

Hipotezo Rdeče kraljice je leta 1973 predlagal Leigh Van Valen. Raziskovalca je skozi zrcalo navdihnila knjiga Lewisa Carrola Alice. V odlomku v zgodbi avtor pove, kako liki tečejo čim hitreje in še vedno ostajajo na istem mestu.

Van Valen je razvil svojo teorijo na podlagi stalne verjetnosti izumrtja, ki so jo doživeli rodovi organizmov. Se pravi, da se sčasoma niso sposobni "izboljšati" in verjetnost izumrtja je vedno enaka.

Na primer, plenilci in plen doživljajo stalno dirko z orožjem. Če plenilec na kakršen koli način izboljša svojo sposobnost napada, se mora plen izboljšati v podobni meri - če se to ne zgodi, lahko izumre.

Enako se dogaja v odnosu parazitov z njihovimi gostitelji ali v rastlinojedih rastlinah in rastlinah. To stalno izboljševanje obeh vpletenih vrst je znano kot hipoteza Rdeče kraljice.

Vrste

Specifična koevolucija

Izraz "koevolucija" vključuje tri osnovne vrste. Najpreprostejša oblika se imenuje "specifična koevolucija", kjer se dve vrsti razvijeta kot odziv na drugo in obratno. Na primer en sam plen in en sam plenilec.

Ta vrsta interakcije povzroči evolucijsko dirko z orožjem, kar ima za posledico razhajanje v določenih lastnostih ali pa lahko tudi prihaja do konvergence v vzajemnih vrstah.

Ta poseben model, v katerega je vključenih malo vrst, je najbolj primeren za prikaz obstoja evolucije. Če so bili selektivni pritiski dovolj močni, bi morali pričakovati, da se pri vrstah pojavljajo prilagoditve in protia адапtacije.

Difuzna koevolucija

Druga vrsta se imenuje "razpršena koevolucija" in se pojavi, ko je v interakciji vključenih več vrst in učinki vsake vrste niso neodvisni. Na primer, genske spremembe v odpornosti gostitelja proti dvema različnima vrstama parazitov bi lahko bile povezane.

Ta primer je po naravi veliko pogostejši. Vendar pa je veliko težje preučiti kot specifično koevolucijo, saj obstoj več vrst vključi eksperimentalne zasnove zelo težko.

Pobeg in sevanje

Nazadnje imamo primer "bega in sevanja", kjer se vrsta razvije proti obrani pred sovražnikom, v primeru uspeha pa se lahko ta širi in rodovnik lahko razveja, saj pritisk sovražne vrste ni tako močna.

Ko se na primer rastlinska vrsta razvija določena kemična spojina, ki se izkaže za zelo uspešno, se lahko sprosti od uživanja različnih rastlinojedih rastlin. Zato je lahko linijska rastlina raznolika.

Primeri

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

Zdaj bomo opisali zelo splošne primere dogodkov kovolucije med različnimi rodovi, nato pa bomo govorili o bolj konkretnih primerih na ravni vrst.

Izvor organelov v evkariontih

Eden najpomembnejših dogodkov v evoluciji življenja je bila inovacija evkariontske celice. Za njih je značilno, da imajo resnično jedro, omejeno s plazemsko membrano, in imajo podcelične oddelke ali organele.

Obstajajo zelo trdni dokazi, ki podpirajo nastanek teh celic s koevolucijo s simbiotskimi organizmi, ki so ustoličili sedanje mitohondrije. Ta ideja je znana kot endosimbiotska teorija.

Enako velja za izvor rastlin. Po endosimbiotični teoriji so kloroplasti nastali zahvaljujoč dogodku simbioze med bakterijo in drugim večjim organizmom, ki je na koncu požrl manjšega.

Obe organeli - mitohondriji in kloroplasti - imajo nekatere lastnosti, ki spominjajo na bakterije, kot so vrsta genskega materiala, krožna DNK in njihova velikost.

Izvor prebavnega sistema

Prebavni sistem mnogih živali je cel ekosistem, ki ga naseljuje izredno raznolika mikrobna flora.

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

Koevolucijski odnosi med dojenčkom in psovko

Pri pticah je zelo poseben pojav, povezan z odlaganjem jajc v gnezda drugih ljudi. Ta koevolucijski sistem sestavljajo kriollo (Clamator glandarius) in njegova gostiteljska vrsta, magada (Pica pica).

Polaganje jajčeca ne poteka naključno. V nasprotju s tem si teleta izberejo pare sinov, ki največ investirajo v starševsko oskrbo. Tako bo novi posameznik deležen boljše nege svojih posvojiteljev.

Kako si to naredil? Uporaba signalov, povezanih s spolnim izborom gostitelja, kot je večje gnezdo.

Kot odgovor na takšno vedenje so na območju, kjer živijo mladiči, soje zmanjšale velikost gnezd za skoraj 33%. Podobno imajo tudi aktivno obrambo gnezdenja.

Krhlje je sposobno tudi uničiti jajčeca jagod, da bi spodbudilo vzrejo svojih piščancev. V odgovor so navidezno povečale število jajc na gnezdo, da bi povečale svojo učinkovitost.

Najpomembnejša prilagoditev je prepoznavanje parazitskega jajčeca, da ga izžene iz gnezda. Čeprav so parazitske ptice razvile jajca zelo podobna kot soje.

Reference

1. Darwin, C. (1859). O izvoru vrst z naravno selekcijo. Murray
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolucijska analiza Dvorana Prentice.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolucija Sinauer.
4. Janzen, DH (1980). Kdaj je koevolucija. Evolucija, 34 (3), 611–612.
5. Langmore, NE, Hunt, S., in Kilner, RM (2003). Povečanje koevolucijske tekme z orožjem z zavračanjem govejega parazitskega mladiča. Narava, 422 (6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt Jug.