Coevoluție: definiție, tipuri și exemple

teoria evoluției este fundamentul pe care se bazează toată biologia modernă.

Ideea de bază este că organismele sau ființele vii se schimbă în timp, ca urmare a selecției naturale, care acționează asupra genelor dintr-o populație. Indivizii nu evoluează; populații de organisme.

Materialul asupra căruia acționează evoluția este acidul dezoxiribonucleic (ADN) care servește ca purtător ereditar de informații genetice în toate ființele vii de pe Pământ, de la bacterii unicelulare la balene de multi tone și elefanți.

Organismele evoluează ca răspuns la provocările de mediu care altfel ar amenința capacitatea unei specii de a supraviețui prin limitarea capacității sale de reproducere.

Una dintre aceste provocări este, desigur, prezența altor organisme. Nu numai că speciile care interacționează se afectează reciproc în timp real în moduri evidente (de exemplu, atunci când un prădător ca un leu ucide și mănâncă un animal pe care îl pradă), dar diferite specii pot afecta și evoluția altora specii.

Acest lucru se întâmplă printr-o varietate de mecanisme interesante și este cunoscut în limbajul biologiei sub numele de

La mijlocul anilor 1800, Charles Darwin și Alfred Wallace a dezvoltat independent versiuni foarte similare ale teoriei evoluției, selecția naturală fiind mecanismul principal.

Fiecare om de știință a propus că formele de viață care călătoresc pe Pământ astăzi au evoluat de la creaturi mult mai simple, revenind la un strămoș comun în zorii vieții însăși. Acea „zori” este acum înțeleasă că a fost acum aproximativ 3,5 miliarde de ani, la aproximativ un miliard de ani după nașterea planetei în sine.

Wallace și Darwin au colaborat în cele din urmă și, în 1858, și-au publicat împreună ideile controversate de atunci.

Evoluția susține că populații de organisme (nu de indivizi) se schimbă și se adaptează în timp ca urmare a mostenitcaracteristici fizice și comportamentale care sunt transmise de la părinte la descendenți, un sistem cunoscut sub numele de „descendență cu modificare”.

Mai formal, evoluția este o schimbare a frecvenței alelelor în timp; alele sunt versiuni ale genelor, deci o schimbare a proporției anumitor gene din populație (să zicem, genele pentru o culoare mai închisă) culoarea blănii devine mai frecventă și cele pentru blana mai deschisă devin în mod corespunzător mai rare) constituie evoluţie.

Mecanismul care determină schimbarea evoluției este selecție naturală ca rezultat al presiunea de selecție sau presiuni impuse de mediu.

Selecție naturală este unul dintre mulți termeni cunoscuți, dar profund neînțelegi, în lumea științei în general și în domeniul evoluției în special.

Este, într-un sens de bază, un proces pasiv și o chestiune de noroc prost; în același timp, nu este pur și simplu „aleatoriu”, așa cum mulți oameni par să creadă, deși semințe ale selecției naturale sunt aleatorii. Confuz încă? Nu fi.

Schimbările care apar într-un mediu dat duc la anumite trăsături avantajoase față de altele.

De exemplu, dacă temperatura devine treptat mai rece, animalele dintr-o anumită specie care au haine mai groase datorită genele favorabile sunt mai susceptibile de a supraviețui și de a se reproduce, crescând astfel frecvența acestei trăsături ereditare în populației.

Rețineți că aceasta este o propunere diferită în totalitate față de animalele individuale din această populație care supraviețuiesc, deoarece acestea pot găsi adăpost prin noroc sau ingeniozitate; care nu are legătură cu trăsăturile ereditare legate de caracteristicile stratului.

Componenta critică a selecției naturale este că organismele individuale nu pot pur și simplu să existe trăsăturile necesare în existență.

Acestea trebuie să fie prezente în populație datorită variațiilor genetice preexistente care, la rândul lor, rezultă din mutațiile întâmplătoare ale ADN din generațiile anterioare.

De exemplu, dacă ramurile cele mai joase ale copacilor cu frunze devin progresiv mai înalte de la sol când un grup de girafe locuiește în zonă, acele girafe care au un gât mai lung vor supraviețui mai ușor datorită faptului că își vor putea satisface nevoile nutriționale și vor supraviețui se reproduc între ele pentru a transmite genele responsabile de gâtul lor lung, care vor deveni mai răspândite în girafa locală populației.

Termenul coevolutia este folosit pentru a descrie situații în care două sau mai multe specii se afectează reciproc evoluția reciprocă.

Cuvântul „reciproc” este primordial aici; pentru ca coevolutia să fie o descriere exactă, nu este suficient ca o specie să afecteze evoluția altei sau altele, fără propria evoluție, sunt afectate și într-un mod care nu ar avea loc în absența co-apariției specii.

În anumite privințe, acest lucru este intuitiv. Deoarece toate organismele dintr-un anumit ecosistem (ansamblul tuturor organismelor dintr-o zonă geografică bine definită) sunt conectate, are sens că evoluția unuia dintre ele ar afecta evoluția altora într-un fel sau altul.

De obicei, totuși, studenții nu sunt invitați să ia în considerare evoluția unei specii într-un interactiv și, în schimb, li se cere să se uite la interacțiunea dintre o singură specie și a acesteia mediu inconjurator.

În timp ce caracteristicile strict fizice ale mediilor (de exemplu, temperatura, topografia) cu siguranță se schimbă în timp, acestea sunt sisteme nevii și, prin urmare, nu evoluează în sensul biologic al cuvânt.

Ascultând definiția de bază a evoluției, atunci coevoluția are loc atunci când evoluția unei specii sau grupul influențează presiunea selectivă sau imperativul de a evolua pentru a supraviețui unei alte specii sau grup. Acest lucru se întâmplă cel mai adesea cu grupuri care au relații strânse în cadrul unui ecosistem.

Totuși, se poate întâmpla grupurilor înrudite îndepărtate ca rezultat al unui fel de „efect domino”, așa cum veți afla în curând.

Exemplele de interacțiune cu prădătorii și prada pot arunca lumina asupra exemplelor cotidiene de coevolutie pe care probabil le cunoașteți la un anumit nivel, dar probabil că nu le-ați luat în considerare în mod activ.

Plante vs. animale: Dacă o specie de plantă dezvoltă o nouă apărare împotriva unui erbivor, precum un spin sau secreții otrăvitoare, aceasta induce o o nouă presiune asupra erbivorului pentru a alege pentru diferiți indivizi, cum ar fi plantele care rămân gustoase și ușor comestibil.

La rândul lor, aceste plante recent căutate, dacă vor supraviețui, trebuie să depășească acea nouă apărare; în plus, erbivorele pot evolua datorită indivizilor care se întâmplă să aibă trăsături care îi fac rezistenți la astfel de mijloace de apărare (de exemplu, imunitatea la otrava în cauză).

Animale vs. animale: Dacă o pradă preferată a unei specii de animale date evoluează o nouă modalitate de a scăpa de prădătorul respectiv, prădătorul trebuie la rândul său să evolueze un nou mod de a prinde acea pradă sau să riște să moară dacă nu găsește o altă sursă de alimente.

De exemplu, dacă un ghepard nu poate depăși în mod constant gazelele din ecosistemul său, va pieri în cele din urmă de foame; în același timp, dacă gazelele nu pot depăși ghepardii, vor muri și ei.

Fiecare dintre aceste scenarii (cel de-al doilea mai clar) reprezintă un exemplu clasic de cursă înarmării evolutivă: Pe măsură ce o specie evoluează și devine mai rapidă sau mai puternică într-un fel, cealaltă trebuie să facă același lucru sau să riște extincţie.

Evident, este atât de rapid o specie dată poate deveni, așa că, în cele din urmă, ceva trebuie să ofere și una sau mai multe dintre speciile implicate fie migrează din zonă, dacă poate, fie se stinge.

• Important: Interacțiunea generală dintre organismele dintr-un mediu nu stabilește de la sine prezența unui proces coevolutiv; la urma urmei, aproape toate organismele dintr-un anumit loc interacționează într-un fel. În schimb, pentru ca un exemplu de coevolutie să fie stabilit, trebuie să existe dovezi definitive că evoluția într-una a declanșat evoluția în cealaltă și invers.

Prădător-pradă coevoluție relație: Relațiile prădător-pradă sunt universale în întreaga lume; două au fost deja descrise în termeni generali. Coevoluția prădătorilor și a prăzilor este astfel ușor de localizat și verificat în aproape orice ecosistem.

Ghepardii și gazelele sunt probabil cel mai citat exemplu, în timp ce lupii și cariboul reprezintă altul într-o parte diferită, mult mai rece a lumii.

Coevolutia speciilor competitive: În acest tip de coevoluție, mai multe organisme se luptă pentru aceleași resurse. Acest tip de coevoluție poate fi verificat cu anumite intervenții, la fel ca în cazul salamandrelor din Munții Mari Fumători din estul Statelor Unite. Când unul Plethodon specia este îndepărtată, populația celeilalte crește în dimensiune și invers.

Coevoluție mutualistă: Important, nu toate formele de coevolutie sunt în mod necesar dăunătoare pentru una dintre speciile implicate. În mutualistă coevoluția, organismele care se bazează reciproc pentru ceva evoluează „împreună” datorită cooperării inconștiente - un fel de negociere sau compromis nedeclarat. Acest lucru este evident sub forma plantelor și a insectelor care polenizează acele specii de plante.

Coevolutie parazit-gazda: Când un parazit invadează o gazdă, o face pentru că a evitat apărarea gazdei în acel moment. Dar dacă gazda evoluează într-un fel, astfel încât să nu fie rănită drastic fără a „evacua” parazitul direct, co-evoluția este în joc.

Exemplu de pradă-pradă cu trei specii: Semințele conului de pin Lodgepole din Munții Stâncoși sunt consumate atât de anumite veverițe, cât și de facturi încrucișate (un tip de pasăre).

Unele zone în care cresc pinii lodgepole au veverițe, care pot mânca cu ușurință semințe din conuri înguste de pin (care tind să au mai multe semințe), dar nu se pot mânca semințele din conurile înguste de pin mânca.

Alte zone au doar facturi încrucișate, iar aceste grupuri de păsări tind să aibă unul din cele două tipuri de cioc; păsările cu ciocuri mai drepte au mai ușor să scoată semințe din conuri înguste.

Biologii faunei sălbatice care studiază acest ecosistem au emis ipoteza că, dacă arborii au evoluat pe baza prădătorilor locali, zonele cu veverițe ar fi trebuit să producă mai multe conuri care erau mai deschise, cu mai puține semințe care se găseau printre solzi, în timp ce zonele cu păsări ar fi trebuit să aibă o scară mai groasă (adică rezistentă la cioc) conuri.

Acest lucru sa dovedit a fi exact cazul.

Specii competitive: Anumiți fluturi au evoluat pentru a avea un gust rău pentru prădători, astfel încât acești prădători să-i evite. Acest lucru crește probabilitatea de alte fluturii fiind consumați, adăugând o formă de presiune selectivă; această presiune duce la evoluția „mimicii”, în care alți fluturi evoluează pentru a arăta ca cei pe care prădătorii au învățat să-i evite.

Un alt exemplu de specie competitivă este evoluția șarpelui rege pentru a arăta aproape exact ca șarpele de corali. Ambii pot fi agresivi față de alți șerpi, dar șarpele de corali este foarte veninos și nu unul pe care oamenii vor să-l aibă în jur.

Este ca și cum cineva nu știe karate, dar are reputația de a fi expert în arte marțiale.

Mutualism: Coevolutia copacilor ant-salcâm din America de Sud este un exemplu arhetipal de coevolutie mutualista.

Copacii au dezvoltat spini goi la baza lor, unde este secretat nectarul, susceptibil de a împiedica erbivorii să-l mănânce; între timp, furnicile din zonă au evoluat pentru a-și localiza cuiburile în aceste spini unde se produce nectar, dar nu deteriorează copacul în afară de un hoț relativ inofensiv.

Coevolutia gazda-parazit: Paraziții puietului sunt păsări care au evoluat pentru a-și depune ouăle în cuiburile altor păsări, după care pasărea care „deține” cuibul se termină având grijă de pui. Acest lucru oferă îngrijirii copiilor paraziții puietului, lăsându-i liberi să aloce mai multe resurse împerecherii și găsirii hranei.

Cu toate acestea, păsările gazde evoluează într-un mod care le permite să învețe să recunoască atunci când o păsărică nu este a lor și, de asemenea, să evite interacțiunea cu păsările parazitare, dacă este posibil.