ザ・ 進化論 現代生物学のすべてが構築されている基盤です。
核となる考えは、個体群内の遺伝子に作用する自然淘汰の結果として、生物または生物が時間とともに変化するというものです。 個人は進化しません。 人口 生物の。
進化が作用する材料は デオキシリボ核酸 (DNA)単細胞細菌から数トンのクジラやゾウまで、地球上のすべての生物の遺伝情報の遺伝的保因者として機能します。
生物は、繁殖能力を制限することによって種の生存能力を脅かすであろう環境の課題に応じて進化します。
もちろん、これらの課題の1つは、他の生物の存在です。 相互作用する種は、明白な方法でリアルタイムで互いに影響を与えるだけでなく(たとえば、そのような捕食者が ライオンが捕食する動物を殺して食べるとき)が、異なる種も他の動物の進化に影響を与える可能性があります 種。
これは、さまざまな興味深いメカニズムを通じて発生し、生物学の用語では次のように知られています。 共進化.
進化とは?
1800年代半ば、チャールズダーウィンと アルフレッドウォレス 自然淘汰が主要なメカニズムである、進化論の非常に類似したバージョンを独自に開発しました。
各科学者は、今日地球を移動する生命体は、はるかに単純な生き物から進化し、生命そのものの夜明けに共通の祖先に戻ったと提案しました。 その「夜明け」は、惑星自体の誕生から約10億年後、約35億年前であると現在理解されています。
ウォレスとダーウィンは最終的に協力し、1858年に当時物議を醸したアイデアを一緒に発表しました。
進化論はそれを仮定します 人口 (個体ではなく)生物の数は、次の結果として時間とともに変化し適応します 遺伝性の身体的および行動的特徴 それは親から子孫に受け継がれ、「改変を伴う降下」として知られるシステムです。
より正式には、進化は対立遺伝子頻度の経時変化です。 対立遺伝子 は遺伝子のバージョンであるため、集団内の特定の遺伝子の割合の変化(たとえば、より暗い遺伝子 毛皮の色がより一般的になり、より軽い毛皮の色がそれに応じてよりまれになります) 進化。
進化の変化を推進するメカニズムは 自然な選択 結果として 淘汰圧 または環境によって課せられる圧力。
自然淘汰とは何ですか?
自然な選択 は、科学の世界、特に進化の分野でよく知られているが、深く誤解されている用語の1つです。
それは、基本的な意味で、受動的なプロセスであり、運が悪いという問題です。 同時に、多くの人が信じているように見えますが、それは単に「ランダム」ではありません。
種子 自然淘汰のランダムです。 まだ混乱していますか? しないでください。特定の環境で発生する変更により、特定の特性が他の特性よりも有利になります。
たとえば、気温が徐々に下がると、特定の種の動物のコートが厚くなります。 有利な遺伝子は生き残り、繁殖する可能性が高く、それにより、 人口。
これは、生き残ったこの個体群の個々の動物とはまったく異なる提案であることに注意してください。なぜなら、彼らは幸運や創意工夫によって避難所を見つけることができるからです。 これは、コートの特性に関連する遺伝形質とは無関係です。
自然淘汰の重要な要素は、個々の生物が必要な形質を単純に存在させることはできないということです。
それらは、前の世代のDNAの偶然の突然変異に続く既存の遺伝的変異のおかげで、集団に存在しているに違いありません。
たとえば、キリンのグループがその地域に生息しているときに、葉の茂った木の最も低い枝が地面から徐々に高くなる場合、 たまたま首が長いキリンは、栄養上のニーズを満たすことができるため、より簡単に生き残ることができます。 お互いに繁殖して、長い首の原因となる遺伝子を伝えます。これは、地元のキリンでより一般的になります。 人口。
共進化の定義
用語 共進化 2つ以上の種が相互に相互の進化に影響を与える状況を説明するために使用されます。
ここでは「相互」という言葉が最も重要です。 共進化が正確な説明であるためには、ある種が他の種の進化に影響を与えるだけでは不十分です。 独自の進化を持たない他の人も、共起がなければ起こらない方法で影響を受けます 種。
ある意味で、これは直感的です。 特定のすべての生物が 生態系 (明確に定義された地理的領域内のすべての生物のセット)は接続されており、それらの1つの進化が何らかの方法で他の生物の進化に影響を与えることは理にかなっています。
ただし、通常、学生はインタラクティブで種の進化を検討するように招待されていません 方法、そして代わりに彼らは単一の種とその間の相互作用を見るように求められます 環境。
環境の厳密な物理的特性(温度、地形など)は確かに 時間の経過とともに変化し、それらは生きていないシステムであり、したがって生物学的な意味で進化しません 語。
進化の基本的な定義に耳を傾けると、共進化は、1つの種の進化または グループは、別の種の選択圧、または生き残るために進化する必要性に影響を与えます。 グループ。 これは、エコシステム内で密接な関係を持つグループで最も頻繁に発生します。
ただし、すぐにわかるように、一種の「ドミノ効果」の結果として、遠縁のグループに発生する可能性があります。
共進化の基本原則
捕食者と被食者の相互作用の例は、あるレベルで認識している可能性が高いが、おそらく積極的に検討していない共進化の日常的な例に光を当てることができます。
植物対。 動物: 植物種がとげや有毒な分泌物などの草食動物に対する新しい防御を進化させる場合、これは 美味しくてすぐに残る植物など、さまざまな個体を選択するという草食動物への新たな圧力 食用。
次に、これらの新しく求められている植物は、生き残るためには、その新しい防御を克服しなければなりません。 さらに、草食動物は、そのような防御(例えば、問題の毒に対する免疫)に抵抗性にする特性をたまたま持っている個体のおかげで進化することができます。
動物対。 動物: 特定の動物種のお気に入りの獲物がその捕食者、捕食者から逃れるための新しい方法を進化させる場合 次に、その獲物を捕まえるための新しい方法を進化させる必要があります。そうしないと、別のソースが見つからない場合に死ぬリスクがあります。 食物。
たとえば、チーターがその生態系のガゼルを一貫して追い越すことができない場合、チーターは最終的に飢餓で滅びます。 同時に、ガゼルがチーターを追い越すことができない場合、ガゼルも死んでしまいます。
これらのシナリオのそれぞれ(2番目にはっきりと)は、進化的軍拡競争の典型的な例を表しています。 一方の種が進化し、何らかの方法でより速くまたはより強くなるにつれて、もう一方の種も同じことをしなければなりません。 絶滅。
明らかに、与えられた種ができるのは非常に速いので、最終的には何かを与える必要があり、関係する種の1つ以上は、可能であればその地域から移動するか、死んでしまいます。
- 重要: 環境内の生物間の一般的な相互作用は、それ自体では共進化プロセスの存在を確立しません。 結局のところ、特定の場所にあるほとんどすべての生物は何らかの形で相互作用します。 代わりに、共進化の例が確立されるためには、一方の進化が他方の進化を引き起こしたという決定的な証拠が存在しなければなりません。
共進化の種類
捕食者獲物 関係の共進化: 捕食者と被食者の関係は世界中で普遍的です。 2つはすでに一般的な用語で説明されています。 したがって、捕食者と被食者の共進化は、ほとんどすべての生態系で簡単に見つけて検証できます。
チーターとガゼルはおそらく最も引用されている例ですが、オオカミとカリブーは世界のはるかに寒い別の地域の別の例です。
競争力のある種の共進化: このタイプの共進化では、複数の生物が同じ資源を求めて争っています。 この種の共進化は、米国東部のグレートスモーキーマウンテンズのサンショウウオの場合と同様に、特定の介入によって検証できます。 いつ プレトドン 種が削除され、他の個体群のサイズが大きくなり、その逆も同様です。
相利共生の共進化: 重要なのは、すべての形態の共進化が、関与する種の1つに必ずしも損害を与えるわけではないということです。 に 相利共生 共進化、何かを互いに依存している生物は、無意識の協力のおかげで「一緒に」進化します–一種の無言の交渉または妥協。 これは、植物やそれらの植物種に受粉する昆虫の形で明らかです。
寄生虫-宿主共進化: いつ 寄生虫 ホストに侵入します。その時点でホストの防御をかわしたためです。 しかし、寄生虫を完全に「追い出す」ことなく宿主が劇的に害されないような方法で宿主が進化する場合、共進化が働いています。
共進化の例
3種の捕食者-被食者の例: ロッキー山脈のロッジポール松ぼっくりの種は、特定のリスとクロスビル(鳥の一種)の両方に食べられます。
ロッジポールパインが成長するいくつかの地域にはリスがあり、狭い松ぼっくりから種子を簡単に食べることができます( より多くの種子を持っています)が、狭い松ぼっくりから種子を簡単に食べることができないクロスビルは、 食べる。
他の地域にはクロスビルしかなく、これらの鳥のグループは2つのくちばしタイプのうちの1つを持っている傾向があります。 くちばしがまっすぐな鳥は、狭い円錐から種をつかむのが簡単です。
この生態系を研究している野生生物生物学者は、地元の捕食者に基づいて樹木が共進化した場合、リスのいる地域はより広い収量をもたらすはずであると仮説を立てました。 鱗の中に見られる種子が少なく、より開いた円錐形であるのに対し、鳥のいる領域は、より厚い鱗(つまり、くちばし耐性)をもたらすはずでした コーン。
これはまさにその通りであることが証明されました。
競争力のある種: 特定の蝶は、それらの捕食者がそれらを避けるように、捕食者に悪い味をするように進化しました。 これにより、 その他 蝶が食べられ、選択圧の形を追加します。 この圧力は「擬態」の進化につながり、他の蝶は捕食者が避けることを学んだもののように進化します。
別の競争力のある種の例は、サンゴヘビとほぼ同じように見えるキングヘビの進化です。 どちらも他のヘビに対して攻撃的である可能性がありますが、サンゴヘビは非常に有毒であり、人間が周りにいたいとは思わないものです。
これは、空手を知らないが、武道の専門家であるという評判を持っている人のようなものです。
相利共生: 南アメリカのアリアカシアの木の共進化は、相利共生の共進化の典型的な例です。
木は、蜜が分泌される根元に中空のとげを発達させ、草食動物がそれを食べるのを妨げる可能性があります。 その間、この地域のアリは、蜜が生産されるこれらのとげに巣を置くように進化しましたが、比較的無害な泥棒を除けば、木にダメージを与えることはありません。
宿主-寄生虫共進化: 托卵は、他の鳥の巣に卵を産むように進化した鳥であり、その後、実際に巣を「所有」している鳥が、幼鳥の世話をします。 これにより、托卵は無料で育児を行うことができ、交尾や餌探しにより多くのリソースを費やすことができます。
しかし、宿主の鳥は、最終的には、赤ちゃんの鳥が自分のものではないことを認識し、可能であれば寄生鳥との相互作用を完全に回避することを学ぶことができるように進化します。