Coevolution: definīcija, veidi un piemēri

The evolūcijas teorija ir pamats, uz kura balstās visa mūsdienu bioloģija.

Galvenā ideja ir tāda, ka organismi vai dzīvās būtnes laika gaitā mainās dabiskās atlases rezultātā, kas iedarbojas uz populācijas gēniem. Indivīdi neattīstās; populācijas organismu dara.

Materiāls, uz kura darbojas evolūcija, ir dezoksiribonukleīnskābe (DNS), kas kalpo kā pārmantojams ģenētiskās informācijas nesējs visās Zemes dzīvajās būtnēs, sākot no vienšūņu baktērijām līdz daudztonnu vaļiem un ziloņiem.

Organismi attīstās, reaģējot uz vides problēmām, kas citādi apdraudētu sugas spēju izdzīvot, ierobežojot tās reproduktīvo spēju.

Viena no šīm problēmām, protams, ir citu organismu klātbūtne. Ne tikai mijiedarbojošās sugas reālā laikā acīmredzami ietekmē viens otru (piemēram, kad plēsējs tāds ir kad lauva nogalina un apēd dzīvnieku, kuru tas upurē), bet dažādas sugas var ietekmēt arī citu attīstību sugas.

Tas notiek, izmantojot dažādus interesantus mehānismus, un bioloģijas valodā tas ir zināms kā koevolūcija.

1800. gadu vidū Čārlzs Darvins un Alfrēds Voless patstāvīgi izstrādāja ļoti līdzīgas evolūcijas teorijas versijas, kur primārais mehānisms bija dabiskā atlase.

Katrs zinātnieks ierosināja, ka dzīvības formas, kas mūsdienās pārvietojas pa Zemi, ir attīstījušās no daudz vienkāršākām radībām, atgriežoties pie kopēja senča pašā dzīves rītausmā. Tagad tiek saprasts, ka šī "rītausma" ir bijusi apmēram pirms 3,5 miljardiem gadu, apmēram miljardu gadu pēc pašas planētas dzimšanas.

Voless un Darvins galu galā sadarbojās un 1858. gadā kopā publicēja savas toreiz pretrunīgi vērtētās idejas.

Evolūcija to apgalvo populācijas organismu (nevis indivīdu) izmaiņas laika gaitā mainās un pielāgojas iedzimtafiziskās un uzvedības īpašības kas tiek nodoti vecākiem no vecākiem pēcnācējiem, sistēma, kas pazīstama kā "nolaišanās ar modifikāciju".

Formālāk sakot, evolūcija ir alēles biežuma izmaiņas laika gaitā; alēles ir gēnu versijas, tāpēc mainās noteiktu gēnu īpatsvars populācijā (teiksim, tumšākas krāsas gēni) kažokādu krāsa kļūst arvien izplatītāka, un gaišāku kažokādu krāsa kļūst attiecīgi retāka) evolūcija.

Mehānisms, kas virza evolūcijas pārmaiņas, ir dabiskā izlase rezultātā atlases spiediens vai vides radītais spiediens.

Dabiskā izlase ir viens no daudziem labi zināmiem, bet dziļi pārprastiem terminiem zinātnes pasaulē un jo īpaši evolūcijas jomā.

Tas ir pamata izpratnē pasīvs process un mēms veiksmes jautājums; tajā pašā laikā tas nav vienkārši "nejaušs", kā šķiet, ka daudzi cilvēki tic, lai gan sēklas dabiskās atlases ir nejaušas. Vēl sajaukt? Neesiet.

Izmaiņas, kas notiek noteiktā vidē, noved pie tā, ka noteiktas iezīmes ir izdevīgas pār citām.

Piemēram, ja temperatūra pakāpeniski kļūst vēsāka, noteiktas sugas dzīvniekiem, pateicoties kuriem ir biezāki mēteļi labvēlīgi gēni, visticamāk, izdzīvo un vairojas, tādējādi palielinot šīs pārmantojamās iezīmes biežumu populācija.

Ņemiet vērā, ka tas ir pilnīgi atšķirīgs piedāvājums no atsevišķiem šīs populācijas dzīvniekiem, kuri izdzīvo, jo viņi spēj atrast pajumti ar milzīgu veiksmi vai izdomu; tas nav saistīts ar pārmantojamām īpašībām, kas attiecas uz mēteļa īpašībām.

Dabiskās atlases kritiskā sastāvdaļa ir tā, ka atsevišķi organismi nevar vienkārši veikt vajadzīgās iezīmes.

Tiem jābūt populācijā, pateicoties jau esošām ģenētiskām variācijām, kas savukārt izriet no nejaušām DNS mutācijām iepriekšējās paaudzēs.

Piemēram, ja lapu koku zemākie zari pakāpeniski kļūst augstāki no zemes, kad apgabalā apdzīvo žirafu grupa, tās žirafes, kurām kakls ir garāks, izdzīvos vieglāk, jo spēs apmierināt viņu uztura vajadzības, un viņi vairoties savā starpā, lai nodotu gēnus, kas ir atbildīgi par viņu garajiem kakliem, kas arvien vairāk izplatīsies vietējā žirafē populācija.

Termiņš koevolūcija tiek izmantots, lai aprakstītu situācijas, kurās divas vai vairākas sugas savstarpēji ietekmē viens otra evolūciju.

Vārds "abpusējs" šeit ir vissvarīgākais; Lai koevolūcija būtu precīzs apraksts, nepietiek, ja viena suga ietekmē citu vai citi, bez savas evolūcijas, tiek ietekmēti arī tādā veidā, kas nenotiktu, ja nebūtu blakus notikuma sugas.

Dažos veidos tas ir intuitīvi. Tā kā visi organismi konkrētā ekosistēma (visu organismu kopums precīzi definētā ģeogrāfiskā apgabalā) ir savienoti, ir loģiski, ka viena no tām evolūcija kaut kādā veidā vai veidā ietekmētu citu attīstību.

Tomēr parasti studenti netiek aicināti interaktīvā veidā apsvērt sugas attīstību un tā vietā viņiem tiek lūgts aplūkot vienas sugas un tās mijiedarbību vide.

Kaut arī stingri fiziskās vides īpašības (piemēram, temperatūra, topogrāfija) noteikti laika gaitā mainās, tās ir nedzīvas sistēmas un līdz ar to neattīstās ES bioloģiskajā nozīmē vārdu.

Uzklausot evolūcijas pamatdefinīciju, koprevolūcija notiek tad, kad vienas sugas evolūcija vai grupa ietekmē citas sugas vai sugas selektīvo spiedienu vai nepieciešamību attīstīties, lai izdzīvotu grupa. Visbiežāk tas notiek ar grupām, kurām ir ciešas attiecības ekosistēmā.

Tomēr tas var notikt ar tālu radniecīgām grupām sava veida "domino efekta" rezultātā, kā jūs drīz uzzināsiet.

Plēsēju un laupījumu mijiedarbības piemēri var izgaismot ikdienas koevolūcijas piemērus, par kuriem jūs, iespējams, kaut kādā līmenī esat informēti, bet, iespējams, neesat aktīvi apsvēruši.

Augi vs. dzīvnieki: Ja augu sugai rodas jauna aizsardzība pret zālēdāju, tādiem ērkšķiem vai indīgiem izdalījumiem, tas izraisa jauns spiediens uz šo zālēdāju, lai izvēlētos dažādiem indivīdiem, piemēram, augus, kas paliek garšīgi un viegli ēdams.

Savukārt šiem nesen meklētajiem augiem, ja tie vēlas izdzīvot, jāpārvar šī jaunā aizsardzība; turklāt zālēdāji var attīstīties, pateicoties indivīdiem, kuriem piemīt īpašības, kas padara viņus izturīgus pret šādu aizsardzību (piemēram, imunitāte pret attiecīgo indi).

Dzīvnieki vs. dzīvnieki: Ja konkrētas dzīvnieku sugas iecienītākais laupījums ir jauns veids, kā izvairīties no plēsēja, plēsēja savukārt jāizstrādā jauns veids, kā noķert šo laupījumu, vai risks nomirt, ja tas nevar atrast citu avotu ēdiens.

Piemēram, ja gepards nespēj konsekventi apsteigt gazeles savā ekosistēmā, tas galu galā iet bojā badā; tajā pašā laikā, ja gazeles nespēs apsteigt gepardus, arī viņi nomirs.

Katrs no šiem scenārijiem (otrais izteiktāks) ir klasisks evolūcijas bruņošanās sacensības piemērs: Kad viena suga attīstās un kaut kādā veidā kļūst ātrāka vai stiprāka, otrai ir jādara tas pats vai jāriskē izmiršana.

Acīmredzot ir tikai tik ātra, kāda konkrēta suga var kļūt, tāpēc galu galā kaut kas ir jādod, un viena vai vairākas iesaistītās sugas vai nu migrē no apgabala, ja tas var, vai arī nomirst.

• Svarīgs: Vispārēja mijiedarbība starp organismiem vidē pati par sevi nenosaka koevolūcijas procesa klātbūtni; galu galā gandrīz visi organismi noteiktā vietā kaut kādā veidā mijiedarbojas. Tā vietā, lai izveidotu koprevolūcijas piemēru, ir jābūt galīgiem pierādījumiem, ka evolūcija vienā ir izraisījusi evolūciju otrā un otrādi.

Plēsējs-laupījums attiecību līdzrevolūcija: Plēsēju un laupījumu attiecības visā pasaulē ir universālas; divi jau ir aprakstīti vispārīgi. Tādējādi plēsēju un laupījumu līdzrevolūciju ir viegli atrast un pārbaudīt gandrīz jebkurā ekosistēmā.

Gepardi un gazeles, iespējams, ir visvairāk citētais piemērs, savukārt vilki un karibu pārstāv citu citā, daudz aukstākā pasaules daļā.

Konkurējošo sugu līdzrevolūcija: Šāda veida koevolūcijā vairāki organismi pretendē uz vieniem un tiem pašiem resursiem. Šāda veida koevolūciju var pārbaudīt, veicot noteiktas iejaukšanās, kā tas ir salamandru gadījumā Amerikas Savienoto Valstu austrumu Lielajos dūmu kalnos. Kad viens Pletodons sugas tiek noņemtas, otra populācija palielinās un otrādi.

Savstarpēja evolūcija: Svarīgi ir tas, ka ne visi koevolūcijas veidi obligāti kaitē kādai no iesaistītajām sugām. In savstarpēja koevolūcija, organismi, kas kaut ko paļaujas viens uz otru, attīstās "kopā", pateicoties neapzinātai sadarbībai - sava veida nepaziņotām sarunām vai kompromisiem. Tas ir acīmredzams augu un kukaiņu veidā, kas apputeksnē šīs augu sugas.

Parazītu-saimnieku līdzrevolūcija: Kad parazīts iebrūk saimniekā, tā rīkojas, jo ir izvairījies no saimnieka aizsardzības šajā brīdī. Bet, ja saimnieks attīstās tā, lai tam netiktu nodarīts radikāls kaitējums, "neizdzenot" parazītu tieši, spēlē koevolūcija.

Trīs sugu plēsēju un laupījumu piemērs: Lodgepole priežu čiekuru sēklas klinšu kalnos ēd gan noteiktas vāveres, gan krustzābļi (putnu veids).

Dažās platībās, kur aug loģistikas priedes, ir vāveres, kuras no šauriem priežu čiekuriem (kuri mēdz ir vairāk sēklu), bet krustziedi, kas nevar viegli ēst sēklas no šauriem priežu čiekuriem, nesasniedz tik daudz ēst.

Citās vietās ir tikai krustiņi, un šīm putnu grupām mēdz būt viens no diviem knābju veidiem; putniem ar taisnāku knābi ir vieglāk sagrābt sēklas no šauriem konusiņiem.

Savvaļas dzīvnieku biologi, kas pētīja šo ekosistēmu, izvirzīja hipotēzi, ka, ja koki līdzās sadalās, pamatojoties uz vietējiem plēsējiem, apgabaliem ar vāverēm būtu vajadzējis dot plašāku platību čiekuri, kas bija atvērtāki, un starp svariem bija mazāk sēklu, turpretī apgabalos ar putniem vajadzēja dot biezākus zvīņas (t.i., izturīgus pret knābi) čiekuri.

Tas izrādījās tieši tā.

Konkurējošās sugas: Daži tauriņi ir attīstījušies, lai plēsējiem sagaršotos, tāpēc šie plēsēji no tiem izvairītos. Tas palielina varbūtību cits ēd tauriņi, pievienojot selektīvā spiediena formu; šis spiediens noved pie "mīmikas" evolūcijas, kur citi tauriņi attīstās līdzīgi tiem, kurus plēsēji iemācījušies izvairīties.

Vēl viens konkurētspējīgs sugu piemērs ir karaliskās čūskas evolūcija, lai tā izskatītos gandrīz precīzi kā koraļļu čūska. Abas var būt agresīvas pret citām čūskām, taču koraļļu čūska ir ļoti indīga un nav tāda, pie kuras cilvēki gribētu būt.

Tas drīzāk ir tāds, ka kāds nezina karatē, bet viņam ir cīņas mākslas eksperta reputācija.

Savstarpīgums: Skudru-akāciju koku koevolūcija Dienvidamerikā ir arhetipisks savstarpējās koevolūcijas piemērs.

Koku pamatnē, kur izdalās nektārs, izveidojās dobie ērkšķi, kas, iespējams, liedz zālēdājiem to ēst; tikmēr skudras šajā apgabalā attīstījās, lai izvietotu ligzdas šajos ērkšķos, kur ražo nektāru, bet koku nebojā, izņemot dažus salīdzinoši nekaitīgus zagļus.

Saimnieka-parazīta koevolūcija: Perētie parazīti ir putni, kas ir attīstījušies, lai dētu olas citu putnu ligzdās, un pēc tam putns, kuram faktiski ir ligzda, rūpējas par mazuļiem. Tas perēšanas parazītiem nodrošina bezmaksas bērnu aprūpi, ļaujot viņiem brīvi veltīt vairāk līdzekļu pārošanai un pārtikas atrašanai.

Mājputni galu galā attīstās tā, lai ļautu iemācīties atpazīt, kad putna mazulis nav viņu pašu, kā arī, ja iespējams, izvairīties no mijiedarbības ar parazītiskajiem putniem.