Coevolution: Määritelmä, tyypit ja esimerkit

evoluutioteoria on perusta, jolle koko nykyaikainen biologia rakentuu.

Ydinajatuksena on, että organismit tai elävät olennot muuttuvat ajan myötä luonnollisen valinnan seurauksena, joka vaikuttaa väestön sisällä oleviin geeneihin. Yksilöt eivät kehity; populaatioista organismeista.

Materiaali, johon evoluutio vaikuttaa, on deoksiribonukleiinihappo (DNA), joka on perinnöllinen geneettisen tiedon kantaja kaikissa maapallon eläimissä yksisoluisista bakteereista monitonnisiin valaisiin ja norsuihin.

Organismit kehittyvät vastauksena ympäristöhaasteisiin, jotka muuten uhkaavat lajin selviytymiskykyä rajoittamalla sen lisääntymiskykyä.

Yksi näistä haasteista on tietysti muiden organismien läsnäolo. Paitsi, että vuorovaikutuksessa olevat lajit vaikuttavat toisiinsa reaaliajassa ilmeisillä tavoilla (esimerkiksi silloin kun saalistaja sellainen on) leijona tappaa ja syö eläimen, jota se saalistaa), mutta eri lajit voivat vaikuttaa myös muiden evoluutioihin lajeja.

Tämä tapahtuu monien mielenkiintoisten mekanismien kautta, ja biologian kielessä se tunnetaan nimellä coevolution.

1800-luvun puolivälissä Charles Darwin ja Alfred Wallace kehitti itsenäisesti hyvin samanlaisia ​​versioita evoluutioteoriasta, ensisijaisena mekanismina luonnollinen valinta.

Jokainen tutkija ehdotti, että maapallolla kiertävät elämänmuodot olisivat kehittyneet paljon yksinkertaisemmista olennoista, palaten takaisin yhteiseen esi-isään itsensä elämän alkaessa. Tuon aamunkoiton ymmärretään nyt olevan noin 3,5 miljardia vuotta sitten, noin miljardi vuotta planeetan syntymän jälkeen.

Wallace ja Darwin tekivät lopulta yhteistyötä ja julkaisivat vuonna 1858 tuolloin kiistanalaiset ajatuksensa yhdessä.

Evoluutio asettaa sen populaatioista organismien (ei yksilöiden) muutos ja sopeutuminen ajan myötä perittyfyysiset ja käyttäytymisominaisuudet jotka siirtyvät vanhemmilta jälkeläisille, järjestelmä, joka tunnetaan nimellä "laskeutuminen muutoksin".

Muodollisemmin evoluutio on alleelitaajuuden muutos ajan myötä; alleelit ovat geeniversioita, joten muutos tiettyjen geenien osuudessa populaatiossa (esimerkiksi geenit tummemmalle turkisten väri yleistyy ja kevyempien turkisten väri muuttuu vastaavasti harvinaisemmaksi) muodostaa evoluutio.

Mekanismi, joka ajaa evoluutiomuutosta, on luonnonvalinta tuloksena valintapaine tai ympäristön aiheuttamat paineet.

Luonnonvalinta on yksi monista tunnetuista, mutta syvästi väärin ymmärretyistä termeistä tiedemaailmassa yleensä ja erityisesti evoluution alueella.

Se on perustavassa mielessä passiivinen prosessi ja tyhmän onnen asia; samaan aikaan, se ei ole yksinkertaisesti "satunnainen", kuten monet ihmiset näyttävät uskovan, vaikka siemenet luonnonvalinnasta ovat satunnaisia. Hämmentynyt vielä? Älä ole.

Tietyssä ympäristössä tapahtuvat muutokset johtavat siihen, että tietyt piirteet ovat edullisia muihin nähden.

Esimerkiksi, jos lämpötila vähitellen jäähtyy, tietyn lajin eläimillä on paksumpi takki suotuisat geenit selviävät todennäköisemmin ja lisääntyvät, mikä lisää tämän perinnöllisen ominaisuuden esiintymistiheyttä väestö.

Huomaa, että tämä on erilainen ehdotus kuin tämän populaation yksittäiset eläimet, jotka selviävät, koska he pystyvät löytämään suojan pelkän onnen tai kekseliäisyyden kautta; joka ei liity turkin ominaisuuksiin liittyviin periytyviin piirteisiin.

Luonnollisen valinnan kriittinen komponentti on, että yksittäiset organismit eivät voi yksinkertaisesti luoda tarvittavia ominaisuuksia olemassaoloon.

Niiden on oltava läsnä populaatiossa jo olemassa olevien geneettisten variaatioiden ansiosta, jotka puolestaan ​​johtuvat aiempien sukupolvien DNA: n sattumanvaraisista mutaatioista.

Esimerkiksi jos lehtipuiden alimmat oksat nousevat asteittain maasta, kun kirahviryhmä asuu alueella, ne kirahvit, joilla sattuu olemaan pidempi kaula, selviävät helpommin voidakseen tyydyttää ravitsemukselliset tarpeensa, ja he lisääntyvät keskenään välittääkseen geenit, jotka ovat vastuussa heidän pitkästä kaulastaan, joka tulee yleisemmäksi paikallisessa kirahvissa väestö.

Termi coevolution käytetään kuvaamaan tilanteita, joissa kaksi tai useampia lajeja vaikuttaa toistensa kehitykseen vastavuoroisesti.

Sana "vastavuoroinen" on tässä tärkein; Jotta koevoluutio olisi tarkka kuvaus, ei riitä, että yksi laji vaikuttaa muiden tai Toiset ilman omaa evoluutiota vaikuttavat myös tavalla, joka ei tapahtuisi ilman samanaikaista tapahtumista lajeja.

Joillakin tavoin tämä on intuitiivista. Koska kaikki organismit tietyssä ekosysteemi (kaikkien organismien joukko hyvin määritellyllä maantieteellisellä alueella) ovat yhteydessä toisiinsa, on järkevää, että yhden niistä evoluutio vaikuttaisi muiden kehitykseen jollakin tavalla tai tavoin.

Yleensä opiskelijoita ei kuitenkaan kutsuta ottamaan huomioon lajin evoluutiota vuorovaikutteisessa muodossa ja sen sijaan heitä pyydetään tarkastelemaan yhden lajin ja sen lajien vuorovaikutusta ympäristössä.

Vaikka ympäristöjen tiukasti fyysiset ominaisuudet (esim. Lämpötila, topografia) varmasti muuttuvat ajan myötä, ne eivät ole eläviä järjestelmiä eivätkä siten kehity biologisen merkityksessä sana.

Kuultuaan evoluution perusmäärittelyyn, koevoluutio tapahtuu, kun yhden lajin tai ryhmä vaikuttaa toisen lajin tai lajin selektiiviseen paineeseen tai kehityksen välttämättömyyteen kehittyä selviytyäkseen ryhmä. Tämä tapahtuu useimmiten sellaisten ryhmien kanssa, joilla on läheisiä suhteita ekosysteemissä.

Se voi kuitenkin tapahtua etäällä oleville ryhmille eräänlaisen "dominoefektin" seurauksena, kuten pian opit.

Esimerkit saalistajien ja saalien vuorovaikutuksesta voivat tuoda esiin koevoluution jokapäiväisiä esimerkkejä, joista olet todennäköisesti tietoinen jollakin tasolla, mutta joita et ehkä ole aktiivisesti harkinnut.

Kasvit vs. eläimet: Jos kasvilaji kehittää uuden puolustuksen kasvinsyöjää vastaan, kuten piikkejä tai myrkyllisiä eritteitä, tämä aiheuttaa uusi paine tälle kasvinsyöjälle valita eri yksilöille, kuten maukkaiksi ja helposti pysyviksi kasveiksi syötävä.

Puolestaan ​​näiden vasta haettujen kasvien on voitettava selviytyäkseen uudesta puolustuksesta; lisäksi kasvinsyöjät voivat kehittyä sellaisten yksilöiden ansiosta, joilla sattuu olemaan ominaisuuksia, jotka tekevät niistä vastustuskykyisiä tällaisille puolustuksille (esim. immuniteetti kyseiselle myrkylle).

Eläimet vs. eläimet: Jos tietyn eläinlajin suosikkisaalis kehittää uuden tavan paeta saalistajaa, saalistajaa on puolestaan ​​kehitettävä uusi tapa tarttua saaliin tai riski kuolla, jos se ei löydä muuta lähdettä ruokaa.

Esimerkiksi, jos gepardi ei voi jatkuvasti ohittaa gazelleja ekosysteemissään, se lopulta häviää nälkään; samaan aikaan, jos gasellit eivät pysty ohittamaan gepardeja, myös he kuolevat.

Kukin näistä skenaarioista (toinen voimakkaammin) edustaa klassista esimerkkiä evoluutiovarustelusta: Kun yksi laji kehittyy ja nopeutuu tai vahvistuu jollain tavalla, toisen on tehtävä sama tai riski sukupuuttoon.

On selvää, että tietystä lajista voi tulla vain niin nopeasti, joten lopulta jotain on annettava ja yksi tai useampi mukana olevista lajeista joko siirtyy alueelta, jos se voi, tai se kuolee.

• Tärkeä: Ympäristön organismien välinen yleinen vuorovaikutus ei sinänsä todista yhteisrevoluutioisen prosessin läsnäoloa; loppujen lopuksi melkein kaikki tietyssä paikassa olevat organismit ovat vuorovaikutuksessa jollakin tavalla. Sen sijaan, jotta voidaan luoda esimerkki koevoluutiosta, on oltava lopullista näyttöä siitä, että evoluutio yhdessä on aiheuttanut evoluution toisessa ja päinvastoin.

Petoeläin-saalis suhdekehitys: Petoeläin-saalis-suhteet ovat yleismaailmallisia kaikkialla maailmassa; Kaksi on jo kuvattu yleisesti. Petoeläinten ja saalien koevoluutio on siten helppo löytää ja todentaa melkein mistä tahansa ekosysteemistä.

Gepardit ja gasellit ovat kenties eniten mainittu esimerkki, kun taas sudet ja karibu edustavat toista toisessa, paljon kylmemmässä osassa maailmaa.

Kilpailevien lajien yhteisvalvonta: Tämäntyyppisessä koevoluutiossa useat organismit kilpailevat samojen resurssien puolesta. Tämäntyyppinen koevoluutio voidaan todentaa tietyin interventioin, kuten salamantereiden kohdalla Yhdysvaltojen itäosassa sijaitsevilla Suurilla savuisilla vuorilla. Kun yksi Plethodon laji poistetaan, toisen väestö kasvaa kooltaan ja päinvastoin.

Keskinäinen yhteisvoluutio: Tärkeää on, että kaikki koevoluution muodot eivät välttämättä vahingoita yhtä mukana olevista lajeista. Sisään keskinäinen coevoluutio, organismit, jotka luottavat toisiinsa jostakin, kehittyvät "yhdessä" tiedostamattoman yhteistyön - eräänlaisen ilmoittamattoman neuvottelun tai kompromissin - ansiosta. Tämä käy ilmi kasvien ja hyönteisten muodossa, jotka pölyttävät näitä kasvilajeja.

Parasiitti-isäntäkehitys: Kun loinen tunkeutuu isäntään, se tekee niin, koska se on väistellyt isännän puolustuksesta kyseisenä ajankohtana. Mutta jos isäntä kehittyy tavalla, joka ei vahingoita merkittävästi ilman loisen "karkottamista", koevoluutio on pelissä.

Kolmen lajin saalistaja-saalisesimerkki: Kalliovuorten männynkäpyjen siemeniä syövät sekä tietyt oravat että ristilinnut (eräänlainen lintu).

Joillakin alueilla, joilla lodgepole-mäntyjä kasvaa, on oravia, jotka voivat helposti syödä siemeniä kapeista männynkäpyistä (joilla on taipumus on enemmän siemeniä), mutta ristilaskut, jotka eivät voi helposti syödä siemeniä kapeista männynkäpyistä, eivät saa niin paljon syödä.

Muilla alueilla on vain ristilintuja, ja näillä linturyhmillä on yleensä yksi kahdesta nokkatyypistä; suorempaa nokkaa olevilla linnuilla on helpompaa napata siemeniä kapeista kartioista.

Tätä ekosysteemiä tutkivat villieläinbiologit olettivat, että jos puut kohtaisivat paikallisten saalistajien perusteella, oravien alueiden olisi pitänyt tuottaa enemmän kartiot, jotka olivat avoimempia ja joissa oli vähemmän siemeniä, löytyi vaa'oista, kun taas lintujen alueiden olisi pitänyt tuottaa paksumpia (eli nokkaa kestäviä) käpyjä.

Tämä osoittautui täsmälleen niin.

Kilpailevat lajit: Tietyt perhoset ovat kehittyneet maistamaan petoeläimiä niin, että nämä saalistajat välttävät niitä. Tämä lisää muut perhosia syödään lisäämällä jonkinlainen valikoiva paine; tämä paine johtaa "matkimisen" evoluutioon, jossa muut perhoset kehittyvät näyttämään samoilta kuin saalistajat ovat oppineet välttämään.

Toinen kilpailulajilaji on kuninkaallisen käärmeen kehitys melkein täsmälleen kuin korallikäärme. Molemmat voivat olla aggressiivisia muita käärmeitä kohtaan, mutta korallikäärme on erittäin myrkyllinen eikä sellainen, jonka ihmiset haluavat olla lähellä.

Tämä on pikemminkin kuin joku, joka ei tunne karatea, mutta jolla on maine taistelulajien asiantuntijana.

Keskinäisyys: Ant-akaasiapuun koevoluutio Etelä-Amerikassa on arkkityyppinen esimerkki yhteisvastuullisesta coevolutionista.

Puiden juuressa, jossa mettä erittyy, kehittyi onttoja piikkejä, jotka estävät kasvinsyöjiä syömästä sitä; tällä välin alueen muurahaiset kehittyivät sijoittamaan pesänsä näihin piikkeihin, joissa tuotetaan mettä, mutta eivät vahingoita puuta lukuun ottamatta suhteellisen vaarattomia varkauksia.

Isäntäparasiitin samanaikainen kehitys: Siitosparasiitit ovat lintuja, jotka ovat kehittyneet munimaan munia muiden lintujen pesiin, minkä jälkeen lintu, joka todella "omistaa" pesän, purkautuu huolehtimaan nuorista. Tämä antaa perimäloille ilmaisen lastenhoidon, jolloin he voivat vapaasti käyttää enemmän resursseja paritteluun ja ruoan löytämiseen.

Isäntälinnut kehittyvät kuitenkin lopulta tavalla, joka antaa heille mahdollisuuden oppia tunnistamaan, kun lintulinnut eivät ole heidän omiaan, ja myös välttämään vuorovaikutusta loislintujen kanssa, jos mahdollista.