Coevolution: Definition, typer og eksempler

Det teori om evolution er det fundament, hvorpå al moderne biologi er bygget.

Kerneideen er, at organismer eller levende ting ændrer sig over tid som et resultat af naturlig selektion, der virker på gener inden for en population. Enkeltpersoner udvikler sig ikke; populationer af organismer gør.

Det materiale, som evolution handler om, er deoxyribonukleinsyre (DNA), der tjener som den arvelige bærer af genetisk information i alle levende ting på Jorden, fra encellede bakterier til multi-ton hvaler og elefanter.

Organismer udvikler sig som reaktion på miljømæssige udfordringer, der ellers ville true en arts evne til at overleve ved at begrænse dets reproduktionskapacitet.

En af disse udfordringer er selvfølgelig tilstedeværelsen af ​​andre organismer. Ikke kun påvirker interagerende arter hinanden i realtid på indlysende måder (for eksempel når et rovdyr sådan som en løve dræber og spiser et dyr, den byder på), men forskellige arter kan også påvirke udviklingen af ​​andre arter.

Dette sker gennem en række interessante mekanismer og er kendt i biologisk sprog som coevolution.

I midten af ​​1800'erne Charles Darwin og Alfred Wallace udviklede uafhængigt meget lignende versioner af evolutionsteorien, hvor naturlig udvælgelse var den primære mekanisme.

Hver videnskabsmand foreslog, at livsformerne, der vandrede jorden i dag, havde udviklet sig fra langt enklere skabninger og vendte tilbage til en fælles forfader ved selve livets begyndelse. Denne "daggry" forstås nu at have været omkring 3,5 milliarder år siden, omkring en milliard år efter fødslen af ​​selve planeten.

Wallace og Darwin samarbejdede til sidst og offentliggjorde i 1858 deres daværende kontroversielle ideer sammen.

Evolution udgør det populationer af organismer (ikke individer) ændrer sig og tilpasser sig over tid som et resultat af arvetfysiske og adfærdsmæssige egenskaber der overføres fra forælder til afkom, et system kendt som "afstamning med modifikation."

Mere formelt er evolution en ændring i allelfrekvensen over tid; alleler er versioner af gener, så et skift i andelen af ​​visse gener i befolkningen (f.eks. gener for en mørkere pelsfarve bliver mere almindelig, og dem for lysere pels bliver tilsvarende mere sjældne) udgør udvikling.

Den mekanisme, der driver evolutionær forandring er naturlig selektion som et resultat af valgstryk eller pres påført af miljøet.

Naturlig selektion er et af mange velkendte, men dybt misforståede udtryk i videnskabsverdenen generelt og inden for evolutionen i særdeleshed.

Det er i en grundlæggende forstand en passiv proces og et spørgsmål om dum held; på samme tid er det ikke bare "tilfældigt", som mange mennesker synes at tro, selvom frø af naturlig udvælgelse er tilfældige. Forvirret endnu? Vær ikke.

Ændringer, der sker i et givet miljø, fører til, at visse træk er fordelagtige i forhold til andre.

For eksempel, hvis temperaturen gradvist bliver koldere, dyr af en bestemt art, der har tykkere frakker takket være gunstige gener er mere tilbøjelige til at overleve og reproducere og derved øge hyppigheden af ​​dette arvelige træk i befolkning.

Bemærk, at dette er et andet forslag helt fra individuelle dyr i denne population, der overlever, fordi de er i stand til at finde ly gennem rent held eller opfindsomhed; der ikke er relateret til arvelige træk vedrørende pelsegenskaber.

Den kritiske komponent i naturlig udvælgelse er, at individuelle organismer ikke bare kan have de nødvendige træk til eksistens.

De skal være til stede i befolkningen takket være allerede eksisterende genetiske variationer, der igen følger af tilfældige mutationer i DNA i tidligere generationer.

For eksempel, hvis de laveste grene af grønne træer bliver gradvist højere fra jorden, når en gruppe giraffer bebor området, de giraffer, der tilfældigvis har længere halse, vil overleve lettere på grund af at være i stand til at imødekomme deres ernæringsmæssige behov, og de vil reproducere med hinanden for at videregive de gener, der er ansvarlige for deres lange hals, hvilket vil blive mere udbredt i den lokale giraf befolkning.

Begrebet coevolution bruges til at beskrive situationer, hvor to eller flere arter påvirker hinandens udvikling på en gensidig måde.

Ordet "gensidig" er altafgørende her; for at coevolution er en nøjagtig beskrivelse, er det ikke tilstrækkeligt for en art at påvirke udviklingen af ​​en anden eller andre uden at dens egen udvikling også blev påvirket på en måde, der ikke ville forekomme i fravær af det sammenfaldende arter.

På nogle måder er dette intuitivt. Da alle organismer i en bestemt økosystem (sættet af alle organismer i et veldefineret geografisk område) er forbundet, giver det mening, at udviklingen af ​​en af ​​dem vil påvirke andres udvikling på en eller anden måde eller måder.

Normalt opfordres studerende imidlertid ikke til at overveje udviklingen af ​​en art i en interaktiv måde, og i stedet bliver de bedt om at se på samspillet mellem en enkelt art og dens miljø.

Mens de strengt fysiske egenskaber ved miljøer (f.eks. Temperatur, topografi) bestemt ændringer over tid, de er ikke-levende systemer og udvikler sig derfor ikke i biologisk forstand ord.

Når man lytter til den grundlæggende definition af evolution, sker coevolution, når udviklingen af ​​en art eller gruppe påvirker det selektive pres eller nødvendigheden af ​​at udvikle sig for at overleve af en anden art eller gruppe. Dette sker oftest med grupper, der har tætte relationer inden for et økosystem.

Det kan dog ske for fjernt beslægtede grupper som et resultat af en slags "dominoeffekt", som du snart vil lære.

Eksempler på interaktion med rovdyr og bytte kan kaste lys over daglige eksempler på coevolution, som du sandsynligvis er opmærksom på på et eller andet niveau, men måske ikke har taget aktivt i betragtning.

Planter vs. dyr: Hvis en planteart udvikler et nyt forsvar mod en planteædende plante, sådan en torn eller giftige sekreter, inducerer dette en nyt pres på denne planteæder for at udvælge for forskellige individer, såsom planter, der forbliver velsmagende og let spiselig.

Til gengæld skal disse nyligt efterspurgte planter, hvis de skal overleve, overvinde det nye forsvar; desuden kan planteædere udvikle sig takket være individer, der tilfældigvis har træk, der gør dem resistente over for sådanne forsvar (fx immunitet over for den pågældende gift).

Dyr vs. dyr: Hvis et yndlingsbytte for en given dyreart udvikler sig en ny måde at undslippe det rovdyr, rovdyret skal igen udvikle sig en ny måde at fange byttet på eller risikere at dø, hvis det ikke kan finde en anden kilde til mad.

For eksempel, hvis en gepard ikke konsekvent kan løbe ud af gazellerne i sit økosystem, vil den i sidste ende fortabes af sult; på samme tid, hvis gazellerne ikke kan overstige geparder, vil de også dø af.

Hver af disse scenarier (det andet mere skarpt) repræsenterer et klassisk eksempel på et evolutionært våbenkapløb: Når en art udvikler sig og bliver hurtigere eller stærkere på en eller anden måde, skal den anden gøre det samme eller risikere udryddelse.

Der er åbenbart kun så hurtigt, at en given art kan blive, så i sidste ende skal noget give, og en eller flere af de involverede arter migrerer enten fra området, hvis den kan, eller den dør af.

• Vigtig: Den generelle interaktion mellem organismer i et miljø etablerer ikke i sig selv tilstedeværelsen af ​​en coevolutionær proces; trods alt interagerer næsten alle organismer på et givet sted på en eller anden måde. I stedet for at der kan etableres et eksempel på coevolution, skal der eksistere endelige beviser for, at evolutionen i den ene har udløst evolution i den anden og omvendt.

Rovdyr-bytte forhold coevolution: Rovdyr-bytteforhold er universelle verden over; to er allerede beskrevet i generelle vendinger. Rovdyr og bytte coevolution er således let at lokalisere og verificere i næsten ethvert økosystem.

Geparder og gazeller er måske det mest citerede eksempel, mens ulve og rensdyr repræsenterer en anden i en anden, langt koldere del af verden.

Konkurrerende arts coevolution: I denne type coevolution kæmper flere organismer om de samme ressourcer. Denne form for coevolution kan verificeres med visse indgreb, som det er tilfældet med salamandere i Great Smoky Mountains i det østlige USA. Når en Plethodon arter fjernes, den andres befolkning vokser i størrelse og omvendt.

Mutualistisk coevolution: Det er vigtigt, at ikke alle former for coevolution nødvendigvis skader en af ​​de involverede arter. I gensidig coevolution, organismer, der stoler på hinanden for noget, udvikler sig "sammen" takket være ubevidst samarbejde - en slags ustatisk forhandling eller kompromis. Dette er tydeligt i form af planter og insekter, der bestøver disse plantearter.

Parasit-vært coevolution: Når en parasit invaderer en vært, gør det det, fordi det har undviget værts forsvar på det tidspunkt. Men hvis værten udvikler sig på en måde, så det ikke bliver drastisk skadet uden at "udskyde" parasitten direkte, er coevolution i spil.

Tre-arter rovdyr-bytteeksempel: Lodgepole fyrretræsfrø i Rocky Mountains spises både af visse egern og krydsfinger (en fugletype).

Nogle områder, hvor lodgepole-fyrretræer vokser, har egern, som let kan spise frø ud af smalle kogler (som har tendens til at har flere frø), men krydsfingerne, som ikke let kan spise frøene ud af smalle kogler, får ikke så meget til spise.

Andre områder har kun tværregninger, og disse fuglegrupper har tendens til at have en af ​​to næbstyper; fuglene med lige næb har lettere ved at få fat i frø ud af smalle kegler.

Dyrelivsbiologer, der studerer dette økosystem, antog, at hvis træer coevolved baseret på de lokale rovdyr, skulle områder med egern have givet større kegler, der var mere åbne med færre frø, der blev fundet blandt skalaerne, mens områder med fugle skulle have givet tykkere skaleret (dvs. næbbestandig) kegler.

Dette viste sig at være nøjagtigt tilfældet.

Konkurrerende arter: Visse sommerfugle har udviklet sig til at smage dårligt for rovdyr, så disse rovdyr undgår dem. Dette øger sandsynligheden for Andet sommerfugle spises og tilføjer en form for selektivt tryk dette pres fører til udviklingen af ​​"efterligning", hvor andre sommerfugle udvikler sig til at ligne dem, som rovdyr har lært at undgå.

Et andet konkurrencedygtigt artseksempel er, at kongens slange ser næsten nøjagtigt ud som koralslangen. Begge kan være aggressive over for andre slanger, men koralslangen er meget giftig og ikke en, som mennesker ønsker at være omkring.

Dette er snarere som en person, der ikke kender karate, men har ry for at være en kampsportekspert.

Mutualisme: Antacacia-træudvikling i Sydamerika er et arketypisk eksempel på mutualistisk coevolution.

Træerne udviklede hule torner ved deres base, hvor nektar udskilles, sandsynligvis for at forhindre planteædere i at spise det; i mellemtiden udviklede myrer i området sig til at placere deres reder i disse torner, hvor nektar produceres, men beskadiger ikke træet bortset fra nogle relativt harmløse tyverier.

Værtsparasit coevolution: Brood parasitter er fugle, der har udviklet sig til at lægge deres æg i andre fugles reden, hvorefter den fugl, der rent faktisk "ejer" reden, vinder op og tager sig af de unge. Dette giver yngleparasitterne gratis børnepasning, hvilket giver dem fri til at afsætte flere ressourcer til parring og finde mad.

Værtsfuglene udvikler sig dog til sidst på en måde, der gør det muligt for dem at lære at genkende, når en babyfugl ikke er deres egen, og også om muligt at undgå at interagere med parasitære fugle.