Koevolution: Definition, Typen & Beispiele

Das Evolutionstheorie ist die Grundlage, auf der die gesamte moderne Biologie aufgebaut ist.

Die Kernidee ist, dass sich Organismen oder Lebewesen im Laufe der Zeit durch natürliche Selektion verändern, die auf Gene innerhalb einer Population einwirkt. Individuen entwickeln sich nicht; Bevölkerungen von Organismen tun.

Das Material, auf das die Evolution einwirkt, ist das Desoxyribonukleinsäure (DNA), die als erblicher Träger der genetischen Information in allen Lebewesen auf der Erde dient, von einzelligen Bakterien bis hin zu tonnenschweren Walen und Elefanten.

Organismen entwickeln sich als Reaktion auf Umweltherausforderungen, die andernfalls die Überlebensfähigkeit einer Art bedrohen würden, indem sie ihre Reproduktionsfähigkeit einschränken.

Eine dieser Herausforderungen ist natürlich die Anwesenheit anderer Organismen. Interagierende Arten beeinflussen sich nicht nur auf offensichtliche Weise in Echtzeit (zum Beispiel, wenn ein Raubtier wie z wie ein Löwe ein Tier tötet und frisst, das er jagt), aber verschiedene Arten können auch die Evolution anderer beeinflussen Spezies.

Dies geschieht durch eine Vielzahl interessanter Mechanismen und ist im biologischen Sprachgebrauch bekannt als Koevolution.

Mitte des 19. Jahrhunderts, Charles Darwin und Alfred Wallace unabhängig voneinander sehr ähnliche Versionen der Evolutionstheorie entwickelt, wobei die natürliche Auslese der primäre Mechanismus ist.

Jeder Wissenschaftler schlug vor, dass sich die Lebensformen, die heute auf der Erde umherstreifen, aus viel einfacheren Kreaturen entwickelt haben und zu Beginn des Lebens auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückgehen. Diese "Morgendämmerung" soll nun etwa 3,5 Milliarden Jahre her sein, etwa eine Milliarde Jahre nach der Geburt des Planeten selbst.

Wallace und Darwin arbeiteten schließlich zusammen und veröffentlichten 1858 gemeinsam ihre damals umstrittenen Ideen.

Evolution postuliert das Bevölkerungen von Organismen (nicht Individuen) ändern und passen sich im Laufe der Zeit an als Folge von vererbtkörperliche und Verhaltensmerkmale die von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden, ein System, das als "Abstammung mit Modifikation" bekannt ist.

Formaler ausgedrückt ist Evolution eine Veränderung der Allelfrequenz im Laufe der Zeit; Allele sind Versionen von Genen, also eine Verschiebung des Anteils bestimmter Gene in der Bevölkerung (z. B. Gene für eine dunklere Fellfarbe immer häufiger und solche für helleres Fell entsprechend seltener werden) macht Evolution.

Der Mechanismus, der evolutionäre Veränderungen antreibt, ist natürliche Selektion Als ein Resultat aus Auswahldruck oder Belastungen durch die Umgebung.

Natürliche Selektion ist einer von vielen bekannten, aber zutiefst missverstandenen Begriffen in der Wissenschaft im Allgemeinen und im Bereich der Evolution im Besonderen.

Es ist im Grunde genommen ein passiver Prozess und eine Frage des dummen Glücks; Gleichzeitig ist es nicht einfach "zufällig", wie viele Leute zu glauben scheinen, obwohl die Saat der natürlichen Auslese sind zufällig. Noch verwirrt? Sei nicht.

Veränderungen, die in einer bestimmten Umgebung auftreten, führen dazu, dass bestimmte Eigenschaften gegenüber anderen vorteilhaft sind.

Wenn die Temperatur beispielsweise allmählich kälter wird, haben Tiere einer bestimmten Art dank günstige Gene überleben und reproduzieren sich eher, wodurch die Häufigkeit dieses erblichen Merkmals im Population.

Beachten Sie, dass dies ein völlig anderer Vorschlag ist als einzelne Tiere in dieser Population, die überleben, weil sie durch pures Glück oder Einfallsreichtum Unterschlupf finden können; das hat nichts mit erblichen Merkmalen in Bezug auf Felleigenschaften zu tun.

Die kritische Komponente der natürlichen Selektion besteht darin, dass einzelne Organismen nicht einfach die notwendigen Merkmale ins Leben rufen können.

Sie müssen dank bereits vorhandener genetischer Variationen, die wiederum aus zufälligen Mutationen in der DNA früherer Generationen resultieren, in der Population vorhanden sein.

Wenn beispielsweise die untersten Zweige von Laubbäumen immer höher vom Boden abheben, wenn eine Gruppe von Giraffen das Gebiet bewohnt, Giraffen, die zufällig längere Hälse haben, werden leichter überleben, weil sie ihren Nährstoffbedarf decken können, und sie werden es tun vermehren sich miteinander, um die Gene weiterzugeben, die für ihre langen Hälse verantwortlich sind, die bei den einheimischen Giraffen häufiger vorkommen werden Population.

Der Begriff Koevolution wird verwendet, um Situationen zu beschreiben, in denen zwei oder mehr Arten die Evolution der anderen auf wechselseitige Weise beeinflussen.

Das Wort "gegenseitig" steht hier im Vordergrund; für eine genaue Beschreibung der Koevolution reicht es nicht aus, dass eine Art die Evolution einer anderen beeinflusst oder andere, ohne dass ihre eigene Entwicklung ebenfalls in einer Weise beeinflusst wird, die ohne das gleichzeitige Auftreten nicht eintreten würde Spezies.

In gewisser Weise ist dies intuitiv. Da alle Organismen in einem bestimmten Ökosystem (die Menge aller Organismen in einem wohldefinierten geografischen Gebiet) verbunden sind, macht es Sinn, dass die Evolution eines von ihnen die Evolution anderer in irgendeiner Weise beeinflussen würde.

Normalerweise werden die Schüler jedoch nicht aufgefordert, die Evolution einer Art in einem interaktiven Stattdessen werden sie gebeten, das Zusammenspiel zwischen einer einzelnen Art und ihrer Umgebung.

Während die streng physikalischen Eigenschaften der Umgebung (z. B. Temperatur, Topographie) sicherlich sich im Laufe der Zeit verändern, sie sind nicht lebende Systeme und entwickeln sich daher nicht im biologischen Sinne des Wort.

In Anlehnung an die grundlegende Definition der Evolution tritt also Koevolution auf, wenn die Evolution einer Spezies oder species Gruppe beeinflusst den Selektionsdruck oder die Notwendigkeit, sich zu entwickeln, um zu überleben, einer anderen Spezies oder Gruppe. Dies geschieht am häufigsten bei Gruppen, die enge Beziehungen innerhalb eines Ökosystems haben.

Es kann jedoch auch entfernt verwandten Gruppen als Ergebnis einer Art "Dominoeffekt" passieren, wie Sie bald erfahren werden.

Beispiele für die Interaktion von Räubern und Beutetieren können Licht auf alltägliche Beispiele der Koevolution werfen, die Sie wahrscheinlich auf einer bestimmten Ebene kennen, aber vielleicht nicht aktiv berücksichtigt haben.

Pflanzen vs. Tiere: Entwickelt eine Pflanzenart eine neue Abwehr gegen einen Pflanzenfresser, wie Dornen oder giftige Sekrete, induziert dies eine neuer Druck auf diesen Pflanzenfresser, nach verschiedenen Individuen zu selektieren, wie zum Beispiel Pflanzen, die schmackhaft und leicht bleiben essbar.

Umgekehrt müssen diese neu gesuchten Pflanzen, wenn sie überleben wollen, diese neue Abwehr überwinden; Darüber hinaus können sich die Pflanzenfresser dank Individuen entwickeln, die Eigenschaften haben, die sie gegen solche Abwehrkräfte resistent machen (z. B. Immunität gegen das fragliche Gift).

Tiere vs. Tiere: Wenn eine Lieblingsbeute einer bestimmten Tierart einen neuen Weg entwickelt, um diesem Raubtier zu entkommen, dem Raubtier muss wiederum einen neuen Weg entwickeln, um diese Beute zu fangen oder zu sterben, wenn sie keine andere Quelle findet Lebensmittel.

Wenn ein Gepard beispielsweise den Gazellen in seinem Ökosystem nicht dauerhaft entkommen kann, wird er letztendlich verhungern; Wenn die Gazellen die Geparden nicht überholen können, sterben gleichzeitig auch sie ab.

Jedes dieser Szenarien (das zweite deutlicher) stellt ein klassisches Beispiel für ein evolutionäres Wettrüsten dar: Wenn sich eine Spezies entwickelt und in irgendeiner Weise schneller oder stärker wird, muss die andere dasselbe tun oder riskieren Aussterben.

Offensichtlich kann eine bestimmte Art nur so schnell werden, also muss am Ende etwas nachgeben und eine oder mehrere der beteiligten Arten wandern entweder aus dem Gebiet ab, wenn sie können, oder sie sterben ab.

• Wichtig: Die allgemeine Interaktion zwischen Organismen in einer Umwelt allein begründet nicht das Vorhandensein eines koevolutionären Prozesses; schließlich interagieren fast alle Organismen an einem bestimmten Ort auf irgendeine Weise. Um ein Beispiel für Koevolution zu etablieren, muss es stattdessen definitive Beweise dafür geben, dass die Evolution in dem einen Evolution in dem anderen ausgelöst hat und umgekehrt.

Raubtier-Beute Beziehung Koevolution: Raubtier-Beute-Beziehungen sind auf der ganzen Welt universell; zwei wurden bereits allgemein beschrieben. Die Koevolution von Raubtieren und Beutetieren ist daher in fast jedem Ökosystem leicht zu lokalisieren und zu überprüfen.

Geparde und Gazellen sind vielleicht das am häufigsten zitierte Beispiel, während Wölfe und Karibu in einem anderen, viel kälteren Teil der Welt ein weiteres Beispiel darstellen.

Koevolution konkurrierender Arten: Bei dieser Art der Koevolution wetteifern mehrere Organismen um die gleichen Ressourcen. Diese Art der Koevolution lässt sich mit bestimmten Eingriffen nachweisen, wie es bei Salamandern in den Great Smoky Mountains im Osten der USA der Fall ist. Wenn einer Plethodon Arten entfernt, die Population der anderen wächst und umgekehrt.

Mutualistische Koevolution: Wichtig ist, dass nicht alle Formen der Koevolution notwendigerweise einer der beteiligten Arten schaden. Im gegenseitig Koevolution, Organismen, die für etwas aufeinander angewiesen sind, entwickeln sich dank unbewusster Kooperation „zusammen“ – eine Art unausgesprochener Verhandlung oder Kompromiss. Dies zeigt sich in Form von Pflanzen und Insekten, die diese Pflanzenarten bestäuben.

Parasit-Wirt-Koevolution: Wenn ein Parasit in einen Wirt eindringt, tut es dies, weil es zu diesem Zeitpunkt der Verteidigung des Wirts ausgewichen ist. Aber wenn sich der Wirt so entwickelt, dass er nicht drastisch geschädigt wird, ohne den Parasiten direkt zu "vertreiben", ist Koevolution im Spiel.

Drei-Arten-Räuber-Beute-Beispiel: Die Samen von Lodgepole-Kiefernzapfen in den Rocky Mountains werden sowohl von bestimmten Eichhörnchen als auch von Fichtenkreuzschnäbeln (einer Vogelart) gefressen.

Einige Gebiete, in denen Drehkiefern wachsen, haben Eichhörnchen, die leicht Samen aus schmalen Tannenzapfen fressen können (die dazu neigen, mehr Samen haben), aber die Fichtenkreuzschnabel, die die Samen aus schmalen Tannenzapfen nicht so leicht fressen können, bekommen nicht so viel an Essen.

Andere Gebiete haben nur Fichtenkreuzschnabel, und diese Vogelgruppen neigen dazu, einen von zwei Schnabeltypen zu haben; Vögel mit geraden Schnäbeln haben es leichter, Samen aus schmalen Zapfen zu greifen.

Wildbiologen, die dieses Ökosystem untersuchten, stellten die Hypothese auf, dass Gebiete mit Eichhörnchen, wenn sich Bäume auf der Grundlage der lokalen Raubtiere gemeinsam entwickelt hätten, breiter hätten nachgeben müssen Zapfen, die offener waren und weniger Samen unter den Schuppen zu finden waren, während Bereiche mit Vögeln dicker geschuppt (d. h. schnabelresistent) hätten ergeben sollen Kegel.

Dies erwies sich als genau der Fall.

Konkurrenzarten: Bestimmte Schmetterlinge haben sich so entwickelt, dass sie für Raubtiere schlecht schmecken, sodass diese Raubtiere sie meiden. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass andere Schmetterlinge werden gefressen, wodurch eine Form von Selektionsdruck entsteht; Dieser Druck führt zur Entwicklung von "Mimikry", bei der sich andere Schmetterlinge so entwickeln, dass sie wie die aussehen, die Raubtiere zu vermeiden gelernt haben.

Ein weiteres Beispiel für konkurrierende Arten ist die Entwicklung der Königsnatter, die fast genau wie die Korallenschlange aussieht. Beide können gegenüber anderen Schlangen aggressiv sein, aber die Korallenschlange ist hochgiftig und nicht eine, in der Menschen sein wollen.

Dies ist eher so, als ob jemand Karate nicht kennt, aber den Ruf hat, ein Kampfkunstexperte zu sein.

Gegenseitigkeit: Die Koevolution der Ameisen-Akazie in Südamerika ist ein archetypisches Beispiel für die wechselseitige Koevolution.

Die Bäume entwickelten hohle Dornen an ihrer Basis, wo Nektar abgesondert wird, was wahrscheinlich Pflanzenfresser daran hindern würde, ihn zu fressen; Inzwischen haben sich Ameisen in der Gegend entwickelt, um ihre Nester in diesen Dornen zu platzieren, in denen Nektar produziert wird, aber den Baum außer einigen relativ harmlosen Diebstählen nicht beschädigen.

Wirt-Parasit-Koevolution: Brutparasiten sind Vögel, die sich entwickelt haben, um ihre Eier in die Nester anderer Vögel zu legen, wonach der Vogel, der das Nest tatsächlich "besitzt", sich um die Jungen kümmert. Dies ermöglicht den Brutparasiten eine kostenlose Kinderbetreuung, so dass sie mehr Ressourcen für die Paarung und Nahrungssuche aufwenden können.

Die Wirtsvögel entwickeln sich jedoch schließlich so, dass sie lernen, zu erkennen, wenn ein Vogelbaby nicht ihr eigenes ist, und auch die Interaktion mit parasitären Vögeln nach Möglichkeit ganz zu vermeiden.