Coévolution: définition, types et exemples

le théorie de l'évolution est le fondement sur lequel toute la biologie moderne est construite.

L'idée centrale est que les organismes, ou les êtres vivants, changent au fil du temps en raison de la sélection naturelle, qui agit sur les gènes au sein d'une population. Les individus n'évoluent pas; populations des organismes le font.

La matière sur laquelle agit l'évolution est la acide désoxyribonucléique (ADN) qui sert de support héréditaire d'information génétique à tous les êtres vivants sur Terre, des bactéries unicellulaires aux baleines et éléphants de plusieurs tonnes.

Les organismes évoluent en réponse à des défis environnementaux qui, autrement, menaceraient la capacité d'une espèce à survivre en limitant sa capacité de reproduction.

L'un de ces défis est, bien sûr, la présence d'autres organismes. Non seulement les espèces en interaction s'influencent-elles en temps réel de manière évidente (par exemple, lorsqu'un prédateur comme comme un lion tue et mange un animal dont il se nourrit), mais différentes espèces peuvent également affecter l'évolution d'autres espèce.

Cela se produit à travers une variété de mécanismes intéressants et est connu dans le jargon de la biologie comme coévolution.

Au milieu des années 1800, Charles Darwin et Alfred Wallace développé indépendamment des versions très similaires de la théorie de l'évolution, la sélection naturelle étant le mécanisme principal.

Chaque scientifique a proposé que les formes de vie qui parcourent la Terre aujourd'hui avaient évolué à partir de créatures beaucoup plus simples, remontant à un ancêtre commun à l'aube de la vie elle-même. On comprend maintenant que cette "aube" remonte à environ 3,5 milliards d'années, environ un milliard d'années après la naissance de la planète elle-même.

Wallace et Darwin ont finalement collaboré et, en 1858, ont publié ensemble leurs idées alors controversées.

L'évolution postule que populations des organismes (pas des individus) changent et s'adaptent au fil du temps en raison de héritécaractéristiques physiques et comportementales qui sont transmis des parents à la progéniture, un système connu sous le nom de « descendance avec modification ».

Plus formellement, l'évolution est un changement de fréquence allélique au fil du temps; allèles sont des versions de gènes, donc un changement dans la proportion de certains gènes dans la population (par exemple, les gènes d'un la couleur de la fourrure devenant plus courante et celles pour une fourrure plus claire devenant d'autant plus rares) constitue évolution.

Le mécanisme qui conduit le changement évolutif est sélection naturelle en conséquence de pression de sélection ou les pressions imposées par l'environnement.

Sélection naturelle est l'un des nombreux termes bien connus mais profondément mal compris dans le monde scientifique en général et dans le domaine de l'évolution en particulier.

C'est, dans un sens fondamental, un processus passif et une question de chance stupide; en même temps, ce n'est pas simplement « aléatoire », comme beaucoup de gens semblent le croire, bien que le des graines de la sélection naturelle sont aléatoires. Vous êtes encore confus? Ne le soyez pas.

Les changements qui se produisent dans un environnement donné font que certains traits sont avantageux par rapport à d'autres.

Par exemple, si la température se refroidit progressivement, les animaux d'une espèce particulière qui ont un pelage plus épais grâce à les gènes favorables ont plus de chances de survivre et de se reproduire, augmentant ainsi la fréquence de ce trait héréditaire dans le population.

Notez qu'il s'agit d'une proposition entièrement différente des animaux individuels de cette population qui survivent parce qu'ils sont capables de trouver un abri par pure chance ou ingéniosité; qui n'est pas lié aux traits héréditaires relatifs aux caractéristiques du pelage.

La composante critique de la sélection naturelle est que les organismes individuels ne peuvent pas simplement créer les traits nécessaires.

Ils doivent être présents dans la population grâce à des variations génétiques préexistantes qui à leur tour découlent de mutations fortuites de l'ADN dans les générations précédentes.

Par exemple, si les branches les plus basses des arbres feuillus s'élèvent progressivement du sol lorsqu'un groupe de girafes habite la zone, ces girafes qui ont un cou plus long survivront plus facilement car elles pourront répondre à leurs besoins nutritionnels, et elles se reproduire entre eux pour transmettre les gènes responsables de leur long cou, qui deviendront plus répandus chez la girafe locale population.

Le terme coévolution est utilisé pour décrire des situations dans lesquelles deux espèces ou plus affectent l'évolution de l'autre de manière réciproque.

Le mot « réciproque » est primordial ici; pour que la coévolution soit une description précise, il ne suffit pas qu'une espèce affecte l'évolution d'autres ou d'autres sans que sa propre évolution ne soit également affectée d'une manière qui ne se produirait pas en l'absence de la co-occurrence espèce.

À certains égards, c'est intuitif. Étant donné que tous les organismes d'un écosystème (l'ensemble de tous les organismes dans une zone géographique bien définie) sont connectés, il est logique que l'évolution de l'un d'eux affecte l'évolution des autres d'une manière ou d'une autre.

Habituellement, cependant, les étudiants ne sont pas invités à considérer l'évolution d'une espèce de manière interactive. manière, et au lieu de cela, ils sont invités à examiner l'interaction entre une seule espèce et son environnement.

Alors que les caractéristiques strictement physiques des environnements (par exemple, la température, la topographie) changent avec le temps, ce sont des systèmes non vivants et n'évoluent donc pas dans le sens biologique du mot.

En écoutant la définition de base de l'évolution, alors, la coévolution se produit lorsque l'évolution d'une espèce ou d'une groupe influence la pression sélective, ou l'impératif d'évoluer pour survivre, d'une autre espèce ou grouper. Cela se produit le plus souvent avec des groupes qui ont des relations étroites au sein d'un écosystème.

Cela peut cependant arriver à des groupes éloignés les uns des autres à la suite d'une sorte d'« effet domino », comme vous l'apprendrez bientôt.

Des exemples d'interaction entre prédateurs et proies peuvent faire la lumière sur des exemples quotidiens de coévolution dont vous êtes probablement conscient à un certain niveau, mais que vous n'avez peut-être pas activement envisagés.

Plantes vs. animaux: Si une espèce végétale développe une nouvelle défense contre un herbivore, comme des épines ou des sécrétions vénéneuses, cela induit une une nouvelle pression sur cet herbivore pour qu'il sélectionne différents individus, tels que des plantes qui restent savoureuses et facilement comestible.

À leur tour, ces plantes nouvellement recherchées, si elles veulent survivre, doivent surmonter cette nouvelle défense; de plus, les herbivores peuvent évoluer grâce à des individus qui se trouvent avoir des traits qui les rendent résistants à de telles défenses (par exemple, l'immunité au poison en question).

Animaux vs. animaux: Si une proie préférée d'une espèce animale donnée développe une nouvelle façon d'échapper à ce prédateur, le prédateur doit à son tour développer une nouvelle façon d'attraper cette proie ou risquer de mourir s'il ne peut pas trouver une autre source de aliments.

Par exemple, si un guépard ne peut pas systématiquement distancer les gazelles dans son écosystème, il finira par mourir de faim; en même temps, si les gazelles ne peuvent pas dépasser les guépards, elles aussi mourront.

Chacun de ces scénarios (le second plus clairement) représente un exemple classique d'une course aux armements évolutive: Au fur et à mesure qu'une espèce évolue et devient plus rapide ou plus forte d'une manière ou d'une autre, l'autre doit faire de même ou risquer extinction.

De toute évidence, il n'y a que si vite qu'une espèce donnée peut devenir, donc à la fin quelque chose doit céder et une ou plusieurs des espèces impliquées migrent de la région si elle le peut, ou meurent.

• Important: L'interaction générale entre les organismes dans un environnement n'établit pas à elle seule la présence d'un processus de coévolution; après tout, presque tous les organismes d'un endroit donné interagissent d'une manière ou d'une autre. Au lieu de cela, pour qu'un exemple de coévolution soit établi, il doit exister des preuves définitives que l'évolution de l'un a déclenché l'évolution de l'autre et inversement.

Chasseur chassé coévolution relationnelle : Les relations prédateur-proie sont universelles dans le monde entier; deux ont déjà été décrits en termes généraux. La coévolution des prédateurs et des proies est donc facile à localiser et à vérifier dans presque tous les écosystèmes.

Les guépards et les gazelles sont peut-être l'exemple le plus cité, tandis que les loups et les caribous en représentent un autre dans une partie différente et beaucoup plus froide du monde.

Coévolution des espèces concurrentes : Dans ce type de coévolution, plusieurs organismes se disputent les mêmes ressources. Ce type de coévolution peut être vérifié avec certaines interventions, comme c'est le cas avec les salamandres dans les Great Smoky Mountains de l'est des États-Unis. Quand une Pléthodon l'espèce est supprimée, la population de l'autre augmente en taille et vice versa.

Coévolution mutualiste : Il est important de noter que toutes les formes de coévolution ne sont pas nécessairement préjudiciables à l'une des espèces impliquées. Dans mutualiste la coévolution, les organismes qui dépendent les uns des autres pour quelque chose évoluent « ensemble » grâce à une coopération inconsciente – une sorte de négociation ou de compromis tacite. Cela est évident sous la forme de plantes et d'insectes qui pollinisent ces espèces végétales.

Coévolution parasite-hôte : Lorsqu'un parasite envahit un hôte, il le fait parce qu'il a esquivé les défenses de l'hôte à ce moment-là. Mais si l'hôte évolue de manière à ne pas subir de dommages drastiques sans « expulser » purement et simplement le parasite, la coévolution est en jeu.

Exemple de prédateur-proie à trois espèces : Les graines de pomme de pin tordu dans les montagnes Rocheuses sont mangées à la fois par certains écureuils et par les becs-croisés (un type d'oiseau).

Certaines régions où poussent les pins tordus ont des écureuils, qui peuvent facilement manger les graines des pommes de pin étroites (qui ont tendance à ont plus de graines), mais les becs-croisés, qui ne peuvent pas facilement manger les graines des pommes de pin étroites, n'obtiennent pas autant de manger.

D'autres régions n'ont que des becs-croisés, et ces groupes d'oiseaux ont tendance à avoir l'un des deux types de bec; les oiseaux au bec plus droit ont plus de facilité à saisir les graines des cônes étroits.

Les biologistes de la faune qui étudient cet écosystème ont émis l'hypothèse que si les arbres coévoluaient en fonction des prédateurs locaux, les zones avec des écureuils auraient dû produire plus de des cônes plus ouverts avec moins de graines trouvées parmi les écailles, tandis que les zones avec des oiseaux auraient dû donner des écailles plus épaisses (c'est-à-dire résistantes au bec) cônes.

Cela s'est avéré être exactement le cas.

Espèces concurrentes : Certains papillons ont évolué pour avoir mauvais goût pour les prédateurs afin que ces derniers les évitent. Cela augmente la probabilité de autre papillons mangés, ajoutant une forme de pression sélective; cette pression conduit à l'évolution du "mimétisme", dans lequel d'autres papillons évoluent pour ressembler à ceux que les prédateurs ont appris à éviter.

Un autre exemple d'espèce compétitive est l'évolution du serpent royal pour ressembler presque exactement au serpent corail. Les deux peuvent être agressifs envers les autres serpents, mais le serpent corail est très venimeux et n'est pas celui que les humains veulent côtoyer.

C'est un peu comme quelqu'un qui ne connaît pas le karaté, mais qui a la réputation d'être un expert en arts martiaux.

Mutualisme : La coévolution des fourmis-acacias en Amérique du Sud est un exemple archétypal de coévolution mutualiste.

Les arbres ont développé des épines creuses à leur base, où est sécrété le nectar, susceptible d'empêcher les herbivores de le manger; pendant ce temps, les fourmis de la région ont évolué pour situer leurs nids dans ces épines où le nectar est produit, mais n'endommagent pas l'arbre à part quelques vols relativement inoffensifs.

Coévolution hôte-parasite : Les parasites de la couvée sont des oiseaux qui ont évolué pour pondre leurs œufs dans les nids d'autres oiseaux, après quoi l'oiseau qui « possède » le nid finit par s'occuper des jeunes. Cela permet aux parasites du couvain de garder leurs enfants gratuitement, ce qui leur permet de consacrer plus de ressources à l'accouplement et à la recherche de nourriture.

Les oiseaux hôtes, cependant, finissent par évoluer d'une manière qui leur permet d'apprendre à reconnaître quand un oisillon n'est pas le leur, et aussi d'éviter d'interagir complètement avec les oiseaux parasites si possible.