التطور المشترك: التعريف والأنواع والأمثلة

ال نظرية التطور هو الأساس الذي بنيت عليه كل البيولوجيا الحديثة.

الفكرة الأساسية هي أن الكائنات الحية ، أو الكائنات الحية ، تتغير بمرور الوقت نتيجة الانتقاء الطبيعي ، الذي يعمل على الجينات داخل السكان. الأفراد لا يتطورون. السكان من الكائنات الحية.

المادة التي يعمل عليها التطور هي حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) الذي يعمل كحامل وراثي للمعلومات الجينية في جميع الكائنات الحية على الأرض ، من البكتيريا وحيدة الخلية إلى الحيتان والفيلة ذات الأطنان المتعددة.

تتطور الكائنات الحية استجابة للتحديات البيئية التي من شأنها أن تهدد قدرة الأنواع على البقاء من خلال الحد من قدرتها على التكاثر.

أحد هذه التحديات ، بالطبع ، هو وجود كائنات أخرى. لا يقتصر تأثير الأنواع المتفاعلة على بعضها البعض في الوقت الفعلي بطرق واضحة (على سبيل المثال ، عندما يكون المفترس هكذا لأن الأسد يقتل ويأكل حيوانًا يفترس) ، ولكن الأنواع المختلفة يمكن أن تؤثر أيضًا على تطور الآخرين محيط.

يحدث هذا من خلال مجموعة متنوعة من الآليات المثيرة للاهتمام وهو معروف في لغة علم الأحياء باسم التطور المشترك.

في منتصف القرن التاسع عشر ، تشارلز داروين و

اقترح كل عالم أن أشكال الحياة التي تجوب الأرض اليوم قد تطورت من كائنات أبسط بكثير ، عائدة إلى سلف مشترك في فجر الحياة نفسها. يُفهم الآن أن هذا "الفجر" كان منذ حوالي 3.5 مليار سنة ، أي بعد حوالي مليار سنة من ولادة الكوكب نفسه.

تعاون والاس وداروين في النهاية ، ونشروا معًا أفكارهم المثيرة للجدل في عام 1858.

التطور يفترض ذلك السكان من الكائنات الحية (وليس الأفراد) تتغير وتتكيف بمرور الوقت نتيجة لـ وارثالخصائص الجسدية والسلوكية التي تنتقل من الأب إلى الأبناء ، وهو نظام يعرف باسم "النسب مع التعديل".

بشكل أكثر رسمية ، التطور هو تغيير في تردد الأليل بمرور الوقت ؛ الأليلات هي نسخ من الجينات ، لذا فإن التحول في نسبة جينات معينة في السكان (على سبيل المثال ، الجينات بالنسبة لجينات أكثر قتامة يصبح لون الفراء أكثر شيوعًا ويصبح لون الفراء الفاتح أكثر ندرة في المقابل) تطور.

الآلية التي تدفع التغيير التطوري هي الانتقاء الطبيعي كنتيجة ل ضغط الاختيار أو الضغوط التي تفرضها البيئة.

الانتقاء الطبيعي هي واحدة من العديد من المصطلحات المعروفة التي يساء فهمها بعمق في عالم العلوم بشكل عام وفي عالم التطور بشكل خاص.

إنها ، بالمعنى الأساسي ، عملية سلبية ومسألة حظ أحمق ؛ في الوقت نفسه ، فإنه ليس مجرد "عشوائي" ، كما يبدو أن العديد من الناس يعتقدون ، على الرغم من أن بذور الانتقاء الطبيعي عشوائي. مرتبك حتى الآن؟ لا تكن.

تؤدي التغييرات التي تحدث في بيئة معينة إلى أن تكون بعض السمات مفيدة على غيرها.

على سبيل المثال ، إذا أصبحت درجة الحرارة أكثر برودة تدريجيًا ، فإن الحيوانات من نوع معين لديها معاطف أكثر سمكًا بفضل من المرجح أن تبقى الجينات المواتية على قيد الحياة وتتكاثر ، مما يزيد من تكرار هذه السمة الموروثة في تعداد السكان.

لاحظ أن هذا اقتراح مختلف تمامًا عن الحيوانات الفردية في هذه المجموعة التي تعيش لأنها قادرة على العثور على مأوى من خلال الحظ أو البراعة ؛ التي لا علاقة لها بالصفات الوراثية المتعلقة بخصائص الغلاف.

إن العنصر الحاسم في الانتقاء الطبيعي هو أن الكائنات الحية الفردية لا تستطيع ببساطة إضفاء السمات الضرورية إلى الوجود.

يجب أن تكون موجودة في السكان بفضل الاختلافات الجينية الموجودة مسبقًا والتي تنتج بدورها عن طفرات صدفة في الحمض النووي في الأجيال السابقة.

على سبيل المثال ، إذا أصبحت أفرع الأشجار المورقة السفلية أعلى تدريجياً عن الأرض عندما تسكن مجموعة من الزرافات المنطقة ، تلك الزرافات التي تصادف أن لديها أعناق أطول ستعيش بسهولة أكبر نظرًا لقدرتها على تلبية احتياجاتها الغذائية ، وسوف تفعل ذلك تتكاثر مع بعضها البعض لتمرير الجينات المسؤولة عن أعناقهم الطويلة ، والتي ستصبح أكثر انتشارًا في الزرافة المحلية تعداد السكان.

على المدى التطور المشترك يستخدم لوصف المواقف التي يؤثر فيها نوعان أو أكثر على تطور كل منهما بطريقة متبادلة.

كلمة "متبادل" لها أهمية قصوى هنا ؛ لكي يكون التطور المشترك وصفًا دقيقًا ، لا يكفي أن يؤثر نوع واحد على تطور الآخر أو البعض الآخر دون تطوره الخاص يتأثر أيضًا بطريقة لن تحدث في غياب التواجد المشترك محيط.

من بعض النواحي ، هذا أمر بديهي. منذ كل الكائنات الحية في معين النظام البيئي (مجموعة جميع الكائنات الحية في منطقة جغرافية محددة جيدًا) مرتبطة ببعضها البعض ، فمن المنطقي أن تطور أحدها سيؤثر على تطور الآخرين بطريقة أو بطرق.

عادة ، ومع ذلك ، لا تتم دعوة الطلاب للنظر في تطور الأنواع في تفاعلية بطريقة ، وبدلاً من ذلك يطلب منهم النظر في التفاعل بين نوع واحد و بيئة.

في حين أن الخصائص الفيزيائية الصارمة للبيئات (مثل درجة الحرارة والتضاريس) بالتأكيد تتغير بمرور الوقت ، فهي أنظمة غير حية وبالتالي لا تتطور بالمعنى البيولوجي لـ كلمة.

عند الاستماع إلى التعريف الأساسي للتطور ، يحدث التطور المشترك عند تطور نوع واحد أو تؤثر المجموعة على الضغط الانتقائي ، أو حتمية التطور من أجل البقاء ، من نوع آخر أو مجموعة. يحدث هذا غالبًا مع المجموعات التي لها علاقات وثيقة داخل نظام بيئي.

ومع ذلك ، يمكن أن يحدث ذلك للمجموعات ذات الصلة البعيدة نتيجة لنوع من "تأثير الدومينو" ، كما ستتعلم قريبًا.

يمكن أن تلقي أمثلة على تفاعل المفترس والفريسة الضوء على الأمثلة اليومية للتطور المشترك التي من المحتمل أن تكون على دراية بها على مستوى ما ، ولكن ربما لم تفكر فيها بنشاط.

لعبة Plants vs. الحيوانات: إذا طور أحد الأنواع النباتية دفاعًا جديدًا ضد الحيوانات العاشبة ، مثل الأشواك أو الإفرازات السامة ، فإن هذا يؤدي إلى ضغط جديد على هذا العشب لاختيار أفراد مختلفين ، مثل النباتات التي تظل لذيذة وسهلة صالح للأكل.

في المقابل ، يجب على هذه النباتات المرغوبة حديثًا ، إذا أرادت البقاء على قيد الحياة ، التغلب على هذا الدفاع الجديد ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتطور الحيوانات العاشبة بفضل الأفراد الذين لديهم سمات تجعلهم يقاومون مثل هذه الدفاعات (على سبيل المثال ، مناعة ضد السم المعني).

الحيوانات مقابل. الحيوانات: إذا طورت فريسة مفضلة لنوع حيواني معين طريقة جديدة للهروب من ذلك المفترس ، المفترس يجب أن تطور بدورها طريقة جديدة للقبض على تلك الفريسة أو المخاطرة بالموت إذا لم تتمكن من العثور على مصدر آخر لها غذاء.

على سبيل المثال ، إذا لم يستطع الفهد أن يتفوق باستمرار على الغزلان في نظامه البيئي ، فسوف يموت في النهاية من الجوع في الوقت نفسه ، إذا لم تستطع الغزلان التفوق على الفهود ، فإنها تموت أيضًا.

يمثل كل من هذه السيناريوهات (الثانية الأكثر وضوحًا) مثالًا كلاسيكيًا لسباق التسلح التطوري: عندما يتطور أحد الأنواع ويصبح أسرع أو أقوى بطريقة ما ، يجب أن يفعل الآخر نفس الشيء أو يخاطر انقراض.

من الواضح أن هناك نوعًا ما سريعًا جدًا يمكن أن يصبح ، لذلك في النهاية يجب أن يعطي شيء ما وأن نوعًا واحدًا أو أكثر من الأنواع المعنية إما يهاجر من المنطقة إذا كان ذلك ممكنًا ، أو يموت.

• مهم: لا يؤسس التفاعل العام بين الكائنات الحية في بيئة بحد ذاته وجود عملية التطور المشترك ؛ بعد كل شيء ، تتفاعل جميع الكائنات الحية تقريبًا في مكان معين بطريقة ما. بدلاً من ذلك ، لكي يتم إنشاء مثال للتطور المشترك ، يجب أن يكون هناك دليل قاطع على أن التطور في أحدهما قد أدى إلى التطور في الآخر والعكس بالعكس.

المفترس فريسة التطور المشترك للعلاقة: العلاقات بين المفترس والفريسة عالمية في جميع أنحاء العالم ؛ تم بالفعل وصف اثنين بشكل عام. وبالتالي ، من السهل تحديد موقع التطور المشترك بين المفترس والفريسة والتحقق منه في أي نظام بيئي تقريبًا.

ربما تكون الفهود والغزلان هي أكثر الأمثلة التي يتم الاستشهاد بها ، بينما تمثل الذئاب والوعل مثالًا آخر في مكان مختلف وأبرد بكثير من العالم.

التطور المشترك للأنواع التنافسية: في هذا النوع من التطور المشترك ، تتنافس كائنات متعددة على نفس الموارد. يمكن التحقق من هذا النوع من التطور المشترك بتدخلات معينة ، كما هو الحال مع السمندل في جبال سموكي العظيمة في شرق الولايات المتحدة. عند واحد بليثودون تتم إزالة الأنواع ، ويزداد حجم سكان الآخر والعكس صحيح.

التطور المشترك المتبادل: الأهم من ذلك ، ليست كل أشكال التطور المشترك ضارة بالضرورة لأحد الأنواع المعنية. في متبادلة التطور المشترك ، الكائنات الحية التي تعتمد على بعضها البعض لشيء ما تتطور "معًا" بفضل التعاون اللاواعي - وهو نوع من التفاوض أو التسوية غير المعلنة. هذا واضح في شكل النباتات والحشرات التي تلقيح تلك الأنواع النباتية.

التطور المشترك للطفيلي المضيف: عندما طفيلي تغزو مضيفًا ، فهي تفعل ذلك لأنها تهربت من دفاعات المضيف في تلك المرحلة الزمنية. ولكن إذا تطور العائل بطريقة بحيث لا يتضرر بشكل كبير دون "طرد" الطفيل مباشرة ، فإن التطور المشترك يلعب دوره.

ثلاثة أنواع من الحيوانات المفترسة والفريسة: تؤكل بذور مخروط الصنوبر لودجبول في جبال روكي من قبل بعض السناجب والحبوب المتقاطعة (نوع من الطيور).

تحتوي بعض المناطق التي تنمو فيها أشجار الصنوبر على السناجب ، والتي يمكن أن تأكل البذور بسهولة من مخاريط الصنوبر الضيقة (والتي تميل إلى تحتوي على المزيد من البذور) ، لكن الحبوب المتقاطعة ، التي لا يمكنها بسهولة أكل البذور من أكواز الصنوبر الضيقة ، لا تحصل على نفس القدر من تأكل.

توجد في مناطق أخرى منقار متصالبة فقط ، وتميل هذه المجموعات من الطيور إلى امتلاك نوع من نوعين من المنقار. الطيور ذات المناقير المستقيمة لديها وقت أسهل في انتزاع البذور من الأقماع الضيقة.

افترض علماء الأحياء في الحياة البرية الذين يدرسون هذا النظام البيئي أنه إذا تطورت الأشجار معًا بناءً على الحيوانات المفترسة المحلية ، فإن المناطق التي تحتوي على السناجب ستنتج على نطاق أوسع المخاريط التي كانت أكثر انفتاحًا مع وجود عدد أقل من البذور بين المقاييس ، في حين أن المناطق التي بها طيور يجب أن تكون ذات قشور أكثر سمكًا (أي مقاومة المنقار) المخاريط.

ثبت أن هذا هو الحال بالضبط.

الأنواع المنافسة: تطورت بعض الفراشات لتتذوق المذاق السيئ للحيوانات المفترسة حتى يتجنبها هؤلاء المفترسون. هذا يزيد من احتمالية آخر تؤكل الفراشات ، مضيفة شكلاً من أشكال الضغط الانتقائي ؛ يؤدي هذا الضغط إلى تطور "التقليد" ، حيث تتطور الفراشات الأخرى لتبدو مثل تلك التي تعلمت الحيوانات المفترسة تجنبها.

مثال آخر على الأنواع التنافسية هو تطور ثعبان الملك ليبدو تمامًا مثل الأفعى المرجانية. يمكن أن يكون كلاهما عدوانيًا تجاه الثعابين الأخرى ، لكن الأفعى المرجانية شديدة السمية ولا يريد البشر التواجد حولها.

هذا يشبه إلى حد ما شخصًا لا يعرف الكاراتيه ، ولكن يتمتع بسمعة طيبة لكونه خبيرًا في فنون الدفاع عن النفس.

التبادلية: يعد التطور المشترك لشجرة أكاسيا النمل في أمريكا الجنوبية مثالًا نموذجيًا على التطور المشترك المتبادل.

طورت الأشجار أشواكًا مجوفة في قاعدتها ، حيث يُفرز الرحيق ، ومن المرجح أن تمنع آكلات الأعشاب من أكله ؛ في غضون ذلك ، تطور النمل في المنطقة ليضع أعشاشه في هذه الأشواك حيث يتم إنتاج الرحيق ، لكنه لا يضر الشجرة بصرف النظر عن بعض السرقات غير الضارة نسبيًا.

التطور المشترك للطفيلي المضيف: طفيليات الحضنة هي طيور تطورت لتضع بيضها في أعشاش طيور أخرى ، وبعد ذلك ينتهي الطائر الذي "يمتلك" العش فعليًا برعاية صغارها. هذا يوفر رعاية أطفال مجانية لطفيليات الحضنة ، مما يترك لهم الحرية في تخصيص المزيد من الموارد للتزاوج وإيجاد الطعام.

ومع ذلك ، فإن الطيور المضيفة تتطور في نهاية المطاف بطريقة تسمح لها بتعلم التعرف على ما إذا كان الطائر الصغير ليس ملكه ، وكذلك تجنب التفاعل مع الطيور الطفيلية تمامًا إن أمكن.