The теория на еволюцията е основата, върху която е изградена цялата съвременна биология.
Основната идея е, че организмите или живите същества се променят с течение на времето в резултат на естествения подбор, който въздейства върху гените в популацията. Индивидите не еволюират; популации на организмите.
Материалът, върху който действа еволюцията, е Дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), която служи като наследствен носител на генетична информация във всички живи същества на Земята, от едноклетъчни бактерии до многотонни китове и слонове.
Организмите се развиват в отговор на екологичните предизвикателства, които иначе биха застрашили способността на даден вид да оцелее, като ограничи репродуктивната си способност.
Едно от тези предизвикателства е, разбира се, присъствието на други организми. Не само взаимодействащите видове си влияят взаимно в реално време по очевидни начини (например, когато хищник такъв тъй като лъвът убива и изяжда животно, на което лови), но различни видове могат да повлияят и върху еволюцията на други видове.
Това се случва чрез различни интересни механизми и е известно в езика на биологията като коеволюция.
Какво е еволюция?
В средата на 1800 г. Чарлз Дарвин и Алфред Уолъс независимо разработени много подобни версии на теорията за еволюцията, като основният механизъм е естественият подбор.
Всеки учен предположи, че жизнените форми, обикалящи Земята днес, са се развили от далеч по-прости същества, връщайки се към общ прародител в зората на самия живот. Сега се разбира, че „зората“ е била преди около 3,5 милиарда години, около милиард години след раждането на самата планета.
В крайна сметка Уолъс и Дарвин си сътрудничат и през 1858 г. публикуват заедно противоречивите им тогава идеи.
Еволюцията го поставя популации на организмите (не индивидите) се променят и адаптират с течение на времето в резултат на наследенфизически и поведенчески характеристики които се предават от родител на потомство, система, известна като „спускане с модификация“.
По-формално еволюцията е промяна в честотата на алелите във времето; алели са версии на гени, така че промяна в дела на някои гени в популацията (да речем, гени за по-тъмен цветът на козината става все по-често срещан, а тези за по-светла козина стават съответно по-редки) еволюция.
Механизмът, който движи еволюционните промени е естествен подбор като резултат от натиск за подбор или натиск, наложен от околната среда.
Какво е естественият подбор?
Естествен подбор е един от многото добре познати, но дълбоко неразбрани термини в света на науката като цяло и в сферата на еволюцията в частност.
В основен смисъл това е пасивен процес и въпрос на тъп късмет; в същото време това не е просто "случайно", както изглежда много хора вярват, въпреки че семена на естествения подбор са случайни. Объркани ли сте вече? Не бъдете.
Промените, които се случват в дадена среда, водят до това, че някои черти са по-изгодни пред други.
Например, ако температурата постепенно се застуди, животните от определен вид, които имат по-дебели палта благодарение на благоприятните гени са по-склонни да оцелеят и да се възпроизвеждат, като по този начин увеличават честотата на тази наследствена черта в население.
Имайте предвид, че това е различно предложение изцяло от отделните животни в тази популация, които оцеляват, защото те могат да намерят подслон чрез чист късмет или изобретателност; което не е свързано с наследствени признаци, свързани с характеристиките на козината.
Критичният компонент на естествения подбор е, че отделните организми не могат просто да постигнат необходимите черти.
Те трябва да присъстват в популацията благодарение на съществуващите генетични вариации, които от своя страна произтичат от случайни мутации в ДНК в по-ранни поколения.
Например, ако най-ниските клони на листните дървета стават постепенно по-високи от земята, когато група жирафи обитава района, тези жирафи, които имат по-дълги вратове, ще оцелеят по-лесно, тъй като ще могат да задоволят хранителните си нужди и ще възпроизвеждат се помежду си, за да предадат гените, отговорни за дългите им вратове, които ще станат по-разпространени в местния жираф население.
Определение на Coevolution
Срокът коеволюция се използва за описване на ситуации, при които два или повече вида влияят взаимно на развитието на другия.
Думата „реципрочен“ е от първостепенно значение тук; за да бъде коеволюцията точно описание, не е достатъчно един вид да повлияе върху еволюцията на друг или други, без собствената му еволюция също да бъде засегната по начин, който не би се случил при липса на съпътстващо събитие видове.
В някои отношения това е интуитивно. Тъй като всички организми в определен екосистема (съвкупността от всички организми в добре дефинирана географска област) са свързани, има смисъл, че еволюцията на един от тях би повлияла по някакъв начин или начини върху еволюцията на други.
Обикновено обаче учениците не са поканени да обмислят еволюцията на даден вид в интерактив и вместо това те са помолени да разгледат взаимодействието между отделен вид и неговите околен свят.
Докато строго физическите характеристики на околната среда (напр. Температура, топография) със сигурност променят се с течение на времето, те са неживи системи и следователно не се развиват в биологичния смисъл на дума.
След това се вслушва в основната дефиниция на еволюцията, когато коеволюцията настъпва, когато еволюцията на един вид или група влияе на селективния натиск или на императива да се развие, за да оцелее, на друг вид или група. Това най-често се случва с групи, които имат близки взаимоотношения в една екосистема.
Това обаче може да се случи на отдалечени групи като резултат от един вид „ефект на доминото“, както скоро ще научите.
Основни принципи на коеволюцията
Примери за взаимодействие на хищник и плячка могат да хвърлят светлина върху ежедневните примери за коеволюция, за които вероятно сте наясно на някакво ниво, но може би не сте ги разглеждали активно.
Растения срещу животни: Ако растителен вид развие нова защита срещу тревопасно животно, като тръни или отровни секрети, това предизвиква нов натиск върху това тревопасно животно да избира за различни индивиди, като растения, които остават вкусни и лесно годни за консумация.
На свой ред тези новоиздирвани растения, за да оцелеят, трябва да преодолеят тази нова защита; в допълнение, тревопасните животни могат да се развият благодарение на индивиди, които случайно имат черти, които ги правят устойчиви на такава защита (напр. имунитет към въпросната отрова).
Животните срещу животни: Ако любимата плячка на даден животински вид развие нов начин да избяга от този хищник, хищникът на свой ред трябва да развие нов начин да хване тази плячка или да умре, ако не може да намери друг източник на храна.
Например, ако гепардът не може последователно да надбяга газелите в своята екосистема, в крайна сметка ще загине от глад; в същото време, ако газелите не могат да изпреварят гепардите, те също ще умрат.
Всеки от тези сценарии (вторият по-ярък) представлява класически пример за еволюционна надпревара във въоръжаването: Тъй като единият вид еволюира и става по-бърз или по-силен по някакъв начин, другият трябва да направи същото или да рискува изчезване.
Очевидно е, че даден вид може да стане толкова бързо, така че в крайна сметка нещо трябва да даде и един или повече от участващите видове или мигрират от района, ако могат, или умират.
- Важно: Общото взаимодействие между организмите в околната среда само по себе си не установява наличието на съеволюционен процес; в края на краищата почти всички организми на дадено място си взаимодействат по някакъв начин. Вместо това, за да бъде установен пример за коеволюция, трябва да съществуват категорични доказателства, че еволюцията в едната е предизвикала еволюция в другата и обратно.
Видове коеволюция
Хищник-плячка коеволюция на връзката: Взаимоотношенията хищник и плячка са универсални по целия свят; две вече са описани най-общо. Коеволюцията на хищници и жертви е лесно да се намери и провери в почти всяка екосистема.
Гепардите и газелите са може би най-цитираният пример, докато вълците и карибутата представляват друг в различна, далеч по-студена част на света.
Коеволюция на конкурентни видове: При този тип коеволюция множество организми се борят за едни и същи ресурси. Този вид коеволюция може да бъде проверен с определени интервенции, какъвто е случаят със саламандрите в Големите опушени планини в източната част на САЩ. Когато един Плетодон вид се премахва, популацията на другия нараства и обратно.
Мутуалистична коеволюция: Важно е, че не всички форми на коеволюция задължително увреждат един от участващите видове. В мутуалистичен коеволюция, организмите, които разчитат един на друг за нещо, се развиват „заедно“ благодарение на несъзнателно сътрудничество - нещо като нестандартно преговаряне или компромис. Това се вижда под формата на растения и насекоми, които опрашват тези растителни видове.
Коеволюция на паразит-гостоприемник: Когато паразит напада домакин, той го прави, защото е избегнал защитата на домакина в този момент от времето. Но ако гостоприемникът еволюира по начин, така че да не бъде драстично наранен, без да „изгони“ паразита направо, коеволюцията е в действие.
Примери за коеволюция
Пример за три вида хищник-плячка: Lodgepole семена от борови шишарки в Скалистите планини се ядат както от определени катерици, така и от кръстоски (вид птици).
В някои райони, където растат бодливите борове, има катерици, които лесно могат да ядат семена от тесни борови шишарки (които са склонни да имат повече семена), но кръстоските, които не могат лесно да изядат семената от тесни борови шишарки, не получават толкова много Яжте.
В други райони има само кръстоски, а тези групи птици са склонни да имат един от двата типа клюн; птиците с по-прави клюнове по-лесно грабват семена от тесни шишарки.
Биолозите от дивата природа, изучаващи тази екосистема, предположиха, че ако дърветата се развиват съвместно въз основа на местните хищници, районите с катерици би трябвало да дадат по-широки конуси, които са по-отворени с по-малко семена, които се срещат сред люспите, докато районите с птици е трябвало да дават по-дебел мащаб (т.е. устойчив на клюн) конуси.
Това се оказа точно така.
Конкурентни видове: Някои пеперуди са се развили, за да имат лош вкус за хищниците, така че тези хищници да ги избягват. Това увеличава вероятността от други ядат пеперуди, добавяйки форма на селективен натиск; този натиск води до еволюция на „мимикрията“, при която други пеперуди се развиват, за да изглеждат като онези, които хищниците са се научили да избягват.
Друг пример за състезателен вид е еволюцията на царската змия, за да изглежда почти точно като кораловата змия. И двете могат да бъдат агресивни към други змии, но кораловата змия е силно отровна и не е такава, която хората искат да бъдат наоколо.
Това е по-скоро като някой, който не знае карате, но има репутация на експерт по бойни изкуства.
Взаимност: Коеволюцията на дърветата от акация в Южна Америка е архетипен пример за мутуалистична коеволюция.
Дърветата са развили кухи бодли в основата си, където се отделя нектар, който може да попречи на тревопасните животни да го изядат; междувременно мравките в района се развиха, за да разположат гнездата си в тези тръни, където се произвежда нектар, но не увреждат дървото, освен някои относително безобидни кражби.
Коеволюция хост-паразит: Паразитите на разплода са птици, които са се развили, за да снасят яйцата си в гнездата на други птици, след което птицата, която всъщност е „собственик“ на гнездото, се навива, грижейки се за малките. Това дава възможност на паразитите за разплод безплатни грижи за деца, като ги оставя свободни да отделят повече ресурси за чифтосване и намиране на храна.
Птиците гостоприемници обаче в крайна сметка се развиват по начин, който им позволява да се научат да разпознават кога бебе птица не е тяхно собствено, а също и да избягват да взаимодействат с паразитни птици, ако е възможно.
