Koevoliucija: apibrėžimas, tipai ir pavyzdžiai

The evoliucijos teorija yra pagrindas, ant kurio pastatyta visa šiuolaikinė biologija.

Pagrindinė mintis yra ta, kad organizmai arba gyvi dalykai laikui bėgant keičiasi dėl natūralios atrankos, veikiančios populiacijos genus. Asmenys nesivysto; gyventojų organizmų.

Medžiaga, ant kurios veikia evoliucija, yra Deoksiribonukleorūgštis (DNR), kuris yra paveldimas genetinės informacijos nešėjas visuose Žemės gyviuose daiktuose, pradedant nuo vienaląsčių bakterijų ir baigiant kelių tonų banginiais ir drambliais.

Organizmai vystosi reaguodami į aplinkosaugos iššūkius, kurie priešingu atveju iškeltų grėsmę rūšies sugebėjimui išlikti ribojant jos reprodukcinį pajėgumą.

Vienas iš tų iššūkių, žinoma, yra kitų organizmų buvimas. Ne tik sąveikaujančios rūšys realiu laiku akivaizdžiai veikia viena kitą (pavyzdžiui, kai plėšrūnas toks kaip liūtas užmuša ir suėda gyvūną, kurį aukoja), tačiau skirtingos rūšys taip pat gali paveikti kitų evoliuciją rūšių.

Tai įvyksta naudojant įvairius įdomius mechanizmus ir biologijos kalboje žinoma kaip koevoliucija.

1800-ųjų viduryje Charlesas Darwinas ir Alfredas Wallace'as savarankiškai sukūrė labai panašias evoliucijos teorijos versijas, o pirminis mechanizmas yra natūralioji atranka.

Kiekvienas mokslininkas pasiūlė, kad gyvybės formos, besisukančios po Žemę, šiandien išsivystė iš kur kas paprastesnių padarų, grįžusių pas bendrą protėvį pačios gyvenimo aušros metu. Dabar suprantama, kad ši „aušra“ buvo maždaug prieš 3,5 milijardo metų, maždaug po milijardo metų po pačios planetos gimimo.

Wallace'as ir Darvinas galiausiai bendradarbiavo ir 1858 m. Kartu paskelbė savo tuo metu prieštaringai vertinamas idėjas.

Evoliucija tai teigia gyventojų organizmų (ne individų) laikui bėgant keičiasi ir prisitaiko paveldėtasfizines ir elgesio ypatybes kurie yra perduodami iš tėvų palikuonims, sistema vadinama „nusileidimu su modifikacija“.

Formaliau evoliucija yra alelio dažnio pokytis bėgant laikui; aleliai yra genų versijos, todėl pasikeičia tam tikrų genų dalis populiacijoje (tarkime, genai tamsesniam kailio spalva tampa vis dažnesnė, o šviesesnio kailio spalva - atitinkamai retesnė) evoliucija.

Mechanizmas, skatinantis evoliucinius pokyčius, yra natūrali atranka kaip rezultatas atrankos slėgis ar aplinkos keliamas spaudimas.

Natūrali atranka yra vienas iš daugelio gerai žinomų, bet labai nesuprastų terminų mokslo pasaulyje ir ypač evoliucijos srityje.

Pagrindine prasme tai yra pasyvus procesas ir nebylios sėkmės klausimas; tuo pačiu metu tai nėra tiesiog „atsitiktinė“, kaip atrodo, kad daugelis žmonių tiki, nors ir sėklos natūralios atrankos yra atsitiktiniai. Dar sumišęs? Nebūk.

Tam tikroje aplinkoje vykstantys pokyčiai lemia, kad tam tikri bruožai yra naudingi kitiems.

Pavyzdžiui, jei temperatūra palaipsniui vėsta, tam tikros rūšies gyvūnai, kurių kailis yra storesnis palankūs genai greičiausiai išgyvena ir dauginasi, taip padidindami šio paveldimo požymio dažnį gyventojų.

Atkreipkite dėmesį, kad tai yra visai kitoks pasiūlymas, nei šios populiacijos gyvūnai, išgyvenantys dėl to, kad jie sugeba rasti prieglobstį per sėkmę ar sumanumą; tai nesusiję su paveldimomis savybėmis, susijusiomis su kailio savybėmis.

Kritinis natūralios atrankos komponentas yra tas, kad atskiri organizmai negali paprasčiausiai atlikti būtinų savybių.

Jų turi būti populiacijoje dėl jau egzistuojančių genetinių pokyčių, kurie savo ruožtu kyla iš atsitiktinių ankstesnių kartų DNR mutacijų.

Pavyzdžiui, jei žemiausios lapuotų medžių šakos tampa vis aukštesnės nuo žemės, kai rajone gyvena žirafų grupė, žirafos, kurių kaklas ilgesnis, išgyvena lengviau, nes galės patenkinti savo mitybos poreikius, ir jos dauginasi tarpusavyje, kad perduotų genus, atsakingus už jų ilgus kaklus, kurie labiau paplito vietinėje žirafoje gyventojų.

Terminas koevoliucija yra naudojamas apibūdinti situacijas, kai dvi ar daugiau rūšių abipusiai veikia viena kitos evoliuciją.

Čia svarbiausias žodis „abipusis“; norint, kad koevoliucija būtų tikslus apibūdinimas, nepakanka, kad viena rūšis paveiktų kitų ar kiti, neturintys savo evoliucijos, taip pat yra paveikti taip, kad neatsitiktų, jei nebūtų kartu rūšių.

Tam tikru požiūriu tai yra intuityvu. Kadangi visi organizmai tam tikrame ekosistema (visų organizmų visuma gerai apibrėžtoje geografinėje vietovėje) yra susiję, logiška, kad vieno iš jų evoliucija tam tikru būdu ar būdais paveiktų kitų evoliuciją.

Tačiau interaktyviai studentai paprastai nėra kviečiami apsvarstyti rūšies evoliuciją vietoj jų prašoma pažvelgti į vienos rūšies ir jos sąveiką aplinka.

Nors griežtai fizinės aplinkos savybės (pvz., Temperatūra, topografija) tikrai laikui bėgant keičiasi, jie yra negyvosios sistemos ir todėl nevysto biologine prasme žodis.

Išgirdus pagrindinį evoliucijos apibrėžimą, koevoliucija įvyksta, kai vystosi viena rūšis arba grupė daro įtaką kitos rūšies ar rūšies selektyviam spaudimui arba būtinybei vystytis norint išgyventi grupė. Dažniausiai tai atsitinka su grupėmis, kurios palaiko artimus ryšius ekosistemoje.

Tačiau tai gali nutikti nutolusioms grupėms dėl tam tikro „domino efekto“, kaip netrukus sužinosite.

Plėšrūnų ir grobio sąveikos pavyzdžiai gali išaiškinti kasdienius koevoliucijos pavyzdžius, apie kuriuos jūs tikriausiai žinote tam tikru lygmeniu, bet galbūt aktyviai nesvarstėte.

Augalai vs. gyvūnai: Jei augalų rūšis sukuria naują apsaugą nuo žolėdžių, tokių kaip erškėčiai ar nuodingos išskyros, tai sukelia naujas spaudimas šiam žolėdžiui pasirinkti skirtingus asmenis, pavyzdžiui, augalus, kurie išlieka skanūs ir lengvai valgomas.

Savo ruožtu šie naujai ieškomi augalai, norėdami išgyventi, turi įveikti tą naują gynybą; be to, žolėdžiai gyvūnai gali išsivystyti dėka asmenų, kurie turi savybių, dėl kurių jie atsparūs tokiai gynybai (pvz., imunitetas atitinkamam nuodui).

Gyvūnai vs. gyvūnai: Jei mėgstamiausias tam tikros gyvūnų rūšies grobis sukuria naują būdą pabėgti nuo to plėšrūno, plėšrūno savo ruožtu turi sukurti naują būdą, kaip sugauti tą grobį, arba rizikuoti mirti, jei negali rasti kito šaltinio maistas.

Pavyzdžiui, jei gepardas negali nuolat aplenkti gazelių savo ekosistemoje, jis galiausiai žus iš bado; tuo pačiu metu, jei gazelės negalės aplenkti gepardų, jos taip pat mirs.

Kiekvienas iš šių scenarijų (antrasis ryškesnis) yra klasikinis evoliucinės ginklavimosi varžybų pavyzdys: Vienai rūšiai vystantis ir tam tikru būdu greitėjant ar stiprėjant, kita turi daryti tą patį arba rizikuoti išnykimas.

Akivaizdu, kad tam tikra rūšis gali tapti tik tokia greita, todėl galų gale ką nors reikia duoti ir viena ar kelios susijusios rūšys arba migruoja iš vietovės, jei gali, arba miršta.

• Svarbu: Bendra organizmų sąveika aplinkoje savaime neįrodo koevoliucinio proceso buvimo; juk beveik visi tam tikroje vietoje esantys organizmai sąveikauja tam tikru būdu. Vietoj to, kad būtų nustatytas koevoliucijos pavyzdys, turi būti galutinių įrodymų, kad evoliucija viename sukėlė evoliuciją kitame ir atvirkščiai.

Plėšrūnas-grobis santykių koevoliucija: Plėšrūno ir grobio santykiai visame pasaulyje yra universalūs; du jau aprašyti bendrais bruožais. Taigi plėšrūno ir grobio koevoliuciją lengva rasti ir patikrinti beveik bet kurioje ekosistemoje.

Gepardai ir gazelės yra bene dažniausiai cituojamas pavyzdys, o vilkai ir karibai atstovauja kitam kitoje, kur kas šaltesnėje pasaulio dalyje.

Konkurencingų rūšių koevoliucija: Šio tipo koevoliucijoje keli organizmai varžosi dėl tų pačių išteklių. Tokią koevoliuciją galima patikrinti atliekant tam tikras intervencijas, kaip tai daroma salamandrų atveju rytiniuose JAV rytiniuose Didžiojo dūmo kalnuose. Kai vienas Plethodonas rūšis pašalinama, kito populiacija auga ir atvirkščiai.

Mutualistinė koevoliucija: Svarbu tai, kad ne visos koevoliucijos formos būtinai kenkia vienai iš susijusių rūšių. Į abipusė koevoliucija, organizmai, kurie kažkuo pasikliauja vienas kitu, vystosi „kartu“ nesąmoningo bendradarbiavimo dėka - savotiškomis nepateiktomis derybomis ar kompromisais. Tai akivaizdu augalų ir vabzdžių, kurie apdulkina tas augalų rūšis, pavidalu.

Parazitų ir šeimininko bendra evoliucija: Kada parazitas įsiveržia į šeimininką, tai daro todėl, kad tuo momentu išvengė šeimininko gynybos. Bet jei šeimininkas vystosi taip, kad jam nebūtų smarkiai pakenkta, „neišvarant“ iš parazito, žaidžiama koevoliucija.

Trijų rūšių plėšrūno ir grobio pavyzdys: Lodgepole pušies kūgio sėklos Uolų kalnuose valgo tiek tam tikros voverės, tiek kryžmažiedės (paukščių rūšis).

Kai kuriose laukinių pušų pušyse auga voverės, kurios gali lengvai suvalgyti sėklas iš siaurų kankorėžių (kurie linkę turi daugiau sėklų), tačiau kryžminiai kuokšteliai, kurie negali lengvai suvalgyti sėklų iš siaurų kankorėžių, negauna tiek daug valgyti.

Kitose vietovėse yra tik kryžmažiedžiai, o šios paukščių grupės paprastai turi vieną iš dviejų snapų tipų; paukščiams, turintiems tiesesnius snapus, lengviau susigriebti sėklų iš siaurų kūgių.

Laukinės gyvūnijos biologai, tyrinėjantys šią ekosistemą, iškėlė hipotezę, kad jei medžiai susikirs, remiantis vietiniais plėšrūnais, vietovės su voverėmis turėjo duoti daugiau kūgiai, kurie buvo atviresni, o tarp svarstyklių buvo mažiau sėklų, tuo tarpu teritorijose, kuriose augo paukščiai, turėjo būti storesnis žvynelis (t. y. atsparus snapui) kūgiai.

Tai pasirodė būtent taip.

Konkurencingos rūšys: Tam tikri drugeliai išsivystė taip, kad plėšrūnams būtų blogai, todėl tie plėšrūnai jų išvengtų. Tai padidina tikimybę kita valgomi drugeliai, pridedant tam tikrą atrankinio spaudimo formą; šis spaudimas veda prie „mimikos“ evoliucijos, kur kiti drugeliai vystosi taip, kad atrodytų tokie, kokių plėšrūnai išmoko vengti.

Kitas konkurencingas rūšies pavyzdys yra karališkosios gyvatės evoliucija, atrodanti beveik tiksliai kaip koralinė gyvatė. Abi gali būti agresyvios kitų gyvačių atžvilgiu, tačiau koralinė gyvatė yra labai nuodinga ir nėra tokia, kurios žmonės norėtų būti šalia.

Tai panašiau į tai, kad kažkas nežino karatė, bet turi reputaciją kaip kovos menų ekspertas.

Savitarpiškumas: Skruzdžių akacijų medžių koevoliucija Pietų Amerikoje yra archetipinis abipusės koevoliucijos pavyzdys.

Medžių dugne atsirado tuščiaviduriai erškėčiai, kuriuose išsiskiria nektaras, todėl žolėdžiai negalėtų jo valgyti; tuo tarpu skruzdės toje vietoje išsivystė, kad savo lizdus padėtų šiuose erškėčiuose, kur gaminamas nektaras, tačiau nepažeidžia medžio, išskyrus kai kuriuos gana nekenksmingus vagis.

Šeimininko-parazito koevoliucija: Periniai parazitai yra paukščiai, išsivystę dėti kiaušinius į kitų paukščių lizdus, ​​o po to paukštis, kuriam faktiškai „priklauso“ lizdas, rūpinasi jaunikliais. Tai suteikia perų parazitams nemokamą vaikų priežiūrą, paliekant jiems galimybę skirti daugiau išteklių kergimui ir maisto paieškai.

Tačiau šeimininkai paukščiai ilgainiui vystosi taip, kad jie galėtų išmokti atpažinti, kai paukščio kūdikis nėra jų pačių, ir, jei įmanoma, apskritai vengti sąveikos su parazitiniais paukščiais.