Koewolucja: definicja, typy i przykłady

teoria ewolucji jest fundamentem, na którym zbudowana jest cała współczesna biologia.

Główną ideą jest to, że organizmy lub istoty żywe zmieniają się w czasie w wyniku doboru naturalnego, który działa na geny w populacji. Jednostki nie ewoluują; populacje organizmów.

Materiałem, na którym działa ewolucja, jest kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA), który służy jako dziedziczny nośnik informacji genetycznej we wszystkich żywych organizmach na Ziemi, od jednokomórkowych bakterii po wielotonowe wieloryby i słonie.

Organizmy ewoluują w odpowiedzi na wyzwania środowiskowe, które w przeciwnym razie zagrażałyby zdolności gatunku do przetrwania, ograniczając jego zdolność reprodukcyjną.

Jednym z tych wyzwań jest oczywiście obecność innych organizmów. Gatunki oddziałujące na siebie nie tylko wpływają na siebie w czasie rzeczywistym w oczywisty sposób (na przykład, gdy drapieżnik taki jak lew zabija i zjada zwierzę, na które żeruje), ale różne gatunki mogą również wpływać na ewolucję innych gatunki.

Dzieje się to za pośrednictwem różnych interesujących mechanizmów i jest znane w języku biologii jako

W połowie XIX wieku Karol Darwin i Alfred Wallace niezależnie opracowali bardzo podobne wersje teorii ewolucji, w której głównym mechanizmem jest dobór naturalny.

Każdy naukowiec sugerował, że formy życia wędrujące dziś po Ziemi wyewoluowały z dużo prostszych stworzeń, wracając do wspólnego przodka u zarania samego życia. Obecnie uważa się, że ten „świt” nastąpił około 3,5 miliarda lat temu, około miliarda lat po narodzinach samej planety.

Wallace i Darwin w końcu nawiązali współpracę i w 1858 opublikowali wspólnie swoje kontrowersyjne wówczas pomysły.

Ewolucja zakłada, że populacje organizmów (nie osobników) zmienia się i przystosowuje w czasie w wyniku dziedzicznycechy fizyczne i behawioralne które są przekazywane z rodzica na potomstwo, w systemie znanym jako „pochodzenie z modyfikacją”.

Bardziej formalnie ewolucja jest zmianą częstości alleli w czasie; allele są wersjami genów, więc zmiana proporcji niektórych genów w populacji (powiedzmy, geny dla ciemniejszego kolor sierści staje się coraz bardziej powszechny, a te dla jaśniejszego futra stają się odpowiednio rzadsze) stanowi constitute ewolucja.

Mechanizmem, który napędza zmiany ewolucyjne jest: naturalna selekcja w wyniku nacisk selekcyjny lub naciski narzucane przez środowisko.

Naturalna selekcja jest jednym z wielu dobrze znanych, ale głęboko błędnie rozumianych terminów w świecie nauki, aw szczególności w dziedzinie ewolucji.

W podstawowym sensie jest to proces pasywny i kwestia głupiego szczęścia; jednocześnie nie jest to po prostu „losowe”, jak wydaje się sądzić wielu ludzi, chociaż posiew doboru naturalnego są losowe. Zdezorientowany? Nie bądź.

Zmiany zachodzące w danym środowisku prowadzą do tego, że pewne cechy są korzystniejsze od innych.

Na przykład, jeśli temperatura stopniowo spada, zwierzęta danego gatunku, które mają grubszą sierść dzięki sprzyjające geny mają większe szanse na przeżycie i reprodukcję, zwiększając w ten sposób częstość występowania tej dziedzicznej cechy w populacja.

Zauważ, że jest to zupełnie inna propozycja niż pojedyncze zwierzęta w tej populacji, które przeżyły, ponieważ są w stanie znaleźć schronienie dzięki zwykłemu szczęściu lub pomysłowości; to nie ma związku z cechami dziedzicznymi dotyczącymi cech sierści.

Kluczowym elementem doboru naturalnego jest to, że poszczególne organizmy nie mogą po prostu stworzyć niezbędnych cech.

Muszą być obecne w populacji dzięki istniejącym wcześniej zmianom genetycznym, które z kolei wynikają z przypadkowych mutacji DNA we wcześniejszych pokoleniach.

Na przykład, jeśli najniższe gałęzie drzew liściastych stają się stopniowo coraz wyższe nad ziemią, gdy obszar zamieszkuje grupa żyraf, żyrafy, które mają dłuższe szyje, łatwiej przeżyją, ponieważ będą w stanie zaspokoić swoje potrzeby żywieniowe, i będą rozmnażać się ze sobą, aby przekazać geny odpowiedzialne za ich długie szyje, które staną się bardziej rozpowszechnione u lokalnej żyrafy populacja.

Termin koewolucja jest używany do opisania sytuacji, w których dwa lub więcej gatunków wpływa na swoją ewolucję we wzajemny sposób.

Słowo „wzajemność” jest tutaj najważniejsze; aby koewolucja była dokładnym opisem, nie wystarczy, aby jeden gatunek wpływał na ewolucję innego lub inne bez własnej ewolucji również są dotknięte w sposób, który nie wystąpiłby w przypadku braku współwystępowania gatunki.

W pewnym sensie jest to intuicyjne. Ponieważ wszystkie organizmy w szczególe ekosystem (zbiór wszystkich organizmów na dobrze określonym obszarze geograficznym) są ze sobą połączone, sensowne jest, aby ewolucja jednego z nich w jakiś sposób wpłynęła na ewolucję innych.

Zazwyczaj jednak uczniowie nie są proszeni o rozważenie ewolucji gatunku w interaktywny sposób sposób, a zamiast tego są proszeni o przyjrzenie się współzależności między pojedynczym gatunkiem a jego środowisko.

Natomiast stricte fizyczne cechy środowisk (np. temperatura, topografia) z pewnością zmieniają się w czasie, są systemami nieożywionymi, a zatem nie ewoluują w biologicznym sensie słowo.

Słuchając podstawowej definicji ewolucji, koewolucja zachodzi wtedy, gdy ewolucja jednego gatunku lub grupa wpływa na presję selekcyjną lub konieczność ewolucji w celu przetrwania innego gatunku lub another Grupa. Najczęściej dzieje się tak z grupami, które mają bliskie relacje w ramach ekosystemu.

Może się to jednak zdarzyć w przypadku odległych grup w wyniku pewnego rodzaju „efektu domina”, o czym wkrótce się przekonasz.

Przykłady interakcji drapieżnika i ofiary mogą rzucić światło na codzienne przykłady koewolucji, których prawdopodobnie jesteś świadomy na pewnym poziomie, ale być może nie brałeś ich aktywnie pod uwagę.

Rośliny kontra Zwierząt: Jeśli gatunek rośliny wyewoluuje nową obronę przed roślinożercą, taką jak ciernie lub trujące wydzieliny, wywołuje to nowa presja na roślinożercę, aby wybierać różne osobniki, takie jak rośliny, które pozostają smaczne i chętnie jadalny.

Z kolei te nowo poszukiwane rośliny, jeśli mają przetrwać, muszą pokonać tę nową obronę; ponadto roślinożercy mogą ewoluować dzięki osobnikom, które mają cechy, które czynią je odpornymi na takie mechanizmy obronne (np. odporność na daną truciznę).

Zwierzęta kontra Zwierząt: Jeśli ulubiona ofiara danego gatunku zwierząt wyewoluuje w nowy sposób na ucieczkę przed drapieżnikiem, drapieżnik musi z kolei wypracować nowy sposób na złapanie ofiary lub zaryzykować śmierć, jeśli nie może znaleźć innego źródła source jedzenie.

Na przykład, jeśli gepard nie może konsekwentnie wyprzedzać gazeli w swoim ekosystemie, ostatecznie zginie z głodu; jednocześnie, jeśli gazele nie prześcigną gepardów, również wymrą.

Każdy z tych scenariuszy (drugi bardziej wyrazisty) reprezentuje klasyczny przykład ewolucyjnego wyścigu zbrojeń: Gdy jeden gatunek ewoluuje i staje się w jakiś sposób szybszy lub silniejszy, drugi musi zrobić to samo lub zaryzykować wygaśnięcie.

Oczywiście jest tylko tak szybko, jak dany gatunek może się stać, więc w końcu coś musi ustąpić i jeden lub więcej zaangażowanych gatunków albo migruje z obszaru, jeśli może, albo wymiera.

• Ważny: Ogólna interakcja między organizmami w środowisku sama w sobie nie określa obecności procesu koewolucji; w końcu prawie wszystkie organizmy w danym miejscu oddziałują w jakiś sposób. Zamiast tego, aby można było ustalić przykład koewolucji, muszą istnieć ostateczne dowody na to, że ewolucja jednego wywołała ewolucję w drugim i odwrotnie.

Drapieżnik-zdobycz koewolucja relacji: Relacje drapieżnik-ofiara są powszechne na całym świecie; dwa zostały już opisane w sposób ogólny. Koewolucja drapieżników i zdobyczy jest zatem łatwa do zlokalizowania i zweryfikowania w niemal każdym ekosystemie.

Gepardy i gazele są prawdopodobnie najczęściej cytowanym przykładem, podczas gdy wilki i karibu reprezentują inny w innej, znacznie chłodniejszej części świata.

Koewolucja gatunków konkurencyjnych: W tego typu koewolucji wiele organizmów walczy o te same zasoby. Ten rodzaj koewolucji można zweryfikować za pomocą pewnych interwencji, jak ma to miejsce w przypadku salamandr w Great Smoky Mountains we wschodnich Stanach Zjednoczonych. Kiedy jeden Pletodon gatunek jest usuwany, populacja drugiego rośnie i odwrotnie.

Mutualistyczna koewolucja: Co ważne, nie wszystkie formy koewolucji są koniecznie szkodliwe dla jednego z zaangażowanych gatunków. W mutualistyczny koewolucja, organizmy, które w czymś polegają na sobie nawzajem, ewoluują „razem” dzięki nieświadomej współpracy – rodzaj niewypowiedzianych negocjacji lub kompromisu. Widać to w postaci roślin i owadów zapylających te gatunki roślin.

Koewolucja pasożyt-żywiciel: Kiedy pasożyt atakuje gospodarza, robi to, ponieważ w tym momencie uniknął obrony gospodarza. Ale jeśli żywiciel ewoluuje w taki sposób, że nie jest drastycznie uszkodzony bez „eksmitowania” pasożyta wprost, w grę wchodzi koewolucja.

Przykład drapieżnika z trzema gatunkami: Nasiona szyszki sosnowej w Górach Skalistych są zjadane zarówno przez niektóre wiewiórki, jak i krzyżodzioby (rodzaj ptaka).

Na niektórych obszarach, na których rosną sosny wyżynowe, żyją wiewiórki, które mogą łatwo zjadać nasiona z wąskich szyszek sosny (które mają tendencję do mają więcej nasion), ale krzyżodzioby, które nie mogą łatwo zjeść nasion z wąskich szyszek sosny, nie dostają tak dużo jeść.

Inne obszary mają tylko krzyżodzioby, a te grupy ptaków mają zwykle jeden z dwóch typów dzioba; ptaki z prostszymi dziobami łatwiej zrywają nasiona z wąskich szyszek.

Biolodzy zajmujący się dziką przyrodą, badający ten ekosystem, wysunęli hipotezę, że jeśli drzewa koewoluowały w oparciu o lokalnych drapieżników, obszary z wiewiórkami powinny przynosić większe plony. Szyszki, które były bardziej otwarte, z mniejszą liczbą nasion można znaleźć wśród łusek, podczas gdy obszary z ptakami powinny dać grubszą łuskę (tj. Odporną na dziób) szyszki.

Okazało się, że tak właśnie było.

Gatunki konkurencyjne: Niektóre motyle wyewoluowały tak, że nie smakują drapieżnikom, aby te drapieżniki ich unikały. Zwiększa to prawdopodobieństwo inny zjadanie motyli, dodawanie formy presji selekcyjnej; ta presja prowadzi do ewolucji „mimikry”, w której inne motyle ewoluują, aby wyglądać jak te, których drapieżniki nauczyły się unikać.

Innym konkurencyjnym przykładem gatunku jest ewolucja węża królewskiego, aby wyglądał prawie dokładnie jak wąż koralowy. Oba mogą być agresywne w stosunku do innych węży, ale wąż koralowy jest bardzo jadowity, a nie taki, którego ludzie chcą być w pobliżu.

To raczej jak ktoś, kto nie zna karate, ale ma reputację eksperta od sztuk walki.

Wzajemność: Koewolucja drzewa ant-akacji w Ameryce Południowej jest archetypowym przykładem koewolucji mutualistycznej.

Drzewa rozwinęły puste ciernie u ich podstawy, gdzie wydzielany jest nektar, co prawdopodobnie uniemożliwi roślinożercom jego zjedzenie; w międzyczasie mrówki na tym obszarze wyewoluowały, aby umieścić swoje gniazda w tych cierniach, w których wytwarzany jest nektar, ale nie uszkadzają drzewa, z wyjątkiem stosunkowo nieszkodliwych kradzieży.

Koewolucja żywiciel-pasożyt: Pasożyty lęgowe to ptaki, które wyewoluowały, aby składać jaja w gniazdach innych ptaków, po czym ptak, który faktycznie „posiada” gniazdo, opiekuje się młodymi. Daje to pasożytom lęgowym bezpłatną opiekę nad dziećmi, pozwalając im poświęcić więcej środków na kojarzenie i znajdowanie pożywienia.

Jednak ptaki gospodarze w końcu ewoluują w sposób, który pozwala im nauczyć się rozpoznawać, kiedy pisklę nie jest ich własnym, a także, jeśli to możliwe, unikać interakcji z ptakami pasożytniczymi.