วิวัฒนาการร่วม: ความหมาย ประเภท และตัวอย่าง

ทฤษฎีวิวัฒนาการ เป็นรากฐานของการสร้างชีววิทยาสมัยใหม่ทั้งหมด

แนวคิดหลักคือสิ่งมีชีวิตหรือสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาอันเป็นผลมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติซึ่งทำหน้าที่เกี่ยวกับยีนภายในประชากร บุคคลไม่มีวิวัฒนาการ ประชากร ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ

วัสดุที่วิวัฒนาการกระทำคือ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ที่ทำหน้าที่เป็นผู้ถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก ตั้งแต่แบคทีเรียเซลล์เดียวไปจนถึงวาฬและช้างหลายตัน

สิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการในการตอบสนองต่อความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่อาจคุกคามความสามารถของสปีชีส์ในการอยู่รอดโดยการจำกัดความสามารถในการสืบพันธุ์

แน่นอนว่าหนึ่งในความท้าทายเหล่านั้นคือการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ สปีชีส์ที่มีปฏิสัมพันธ์กันไม่เพียงส่งผลกระทบซึ่งกันและกันในเวลาจริงอย่างชัดเจน (เช่น เมื่อผู้ล่าเช่น อย่างสิงโตที่ฆ่าและกินสัตว์ที่มันกินเหยื่อ) แต่สายพันธุ์ต่าง ๆ ก็อาจส่งผลต่อวิวัฒนาการของสัตว์อื่นได้เช่นกัน สายพันธุ์

สิ่งนี้เกิดขึ้นจากกลไกที่น่าสนใจมากมายและเป็นที่รู้จักในสำนวนทางชีววิทยาว่า วิวัฒนาการร่วมกัน.

ในช่วงกลางปี ​​ค.ศ. 1800 Charles Darwin และ

นักวิทยาศาสตร์แต่ละคนเสนอว่ารูปแบบชีวิตที่สำรวจโลกทุกวันนี้มีวิวัฒนาการมาจากสิ่งมีชีวิตที่ง่ายกว่ามาก ย้อนกลับไปเป็นบรรพบุรุษร่วมกันในช่วงรุ่งอรุณของชีวิต ตอนนี้เข้าใจว่า "รุ่งอรุณ" นั้นเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน ประมาณหนึ่งพันล้านปีหลังจากการกำเนิดของดาวเคราะห์เอง

ในที่สุดวอลเลซและดาร์วินก็ร่วมมือกัน และในปี พ.ศ. 2401 ได้ตีพิมพ์แนวคิดที่ขัดแย้งกันในขณะนั้นร่วมกัน

วิวัฒนาการระบุว่า ประชากร ของสิ่งมีชีวิต (ไม่ใช่ตัวบุคคล) เปลี่ยนแปลงและปรับตัวตามกาลเวลาอันเป็นผลมาจาก ได้รับการถ่ายทอดลักษณะทางกายภาพและพฤติกรรม ที่ถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูก ซึ่งเป็นระบบที่เรียกว่า "การสืบเชื้อสายที่มีการดัดแปลง"

อย่างเป็นทางการมากขึ้น วิวัฒนาการคือการเปลี่ยนแปลงความถี่อัลลีลเมื่อเวลาผ่านไป อัลลีล เป็นรุ่นของยีน ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงในสัดส่วนของยีนบางตัวในประชากร (กล่าวคือ ยีนสำหรับคนเข้มขึ้น สีของขนกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นและสำหรับขนที่เบากว่าก็หายากมากขึ้นตามลำดับ) ถือเป็น วิวัฒนาการ.

กลไกที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการคือ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ อันเป็นผลมาจาก แรงกดดันในการเลือก หรือแรงกดดันจากสิ่งแวดล้อม

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ เป็นหนึ่งในคำศัพท์ที่รู้จักกันดีแต่เข้าใจผิดอย่างลึกซึ้งในโลกวิทยาศาสตร์โดยทั่วไปและในขอบเขตของวิวัฒนาการโดยเฉพาะ

ในความหมายพื้นฐาน กระบวนการที่ไม่โต้ตอบและเป็นเรื่องของโชคช่วย ในเวลาเดียวกัน มันไม่ใช่แค่ "สุ่ม" อย่างที่หลายคนดูเหมือนจะเชื่อ แม้ว่า เมล็ดพืช ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นการสุ่ม งงยัง? อย่าเป็น

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่กำหนดนำไปสู่คุณลักษณะบางอย่างที่ได้เปรียบเหนือผู้อื่น

ตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิค่อยๆ เย็นลง สัตว์บางชนิดที่มีขนหนาขึ้นก็ต้องขอบคุณ ยีนที่เอื้ออำนวยมีแนวโน้มที่จะอยู่รอดและแพร่พันธุ์มากขึ้น จึงเป็นการเพิ่มความถี่ของลักษณะที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมนี้ใน ประชากร.

โปรดทราบว่านี่เป็นข้อเสนอที่แตกต่างไปจากสัตว์แต่ละตัวในประชากรกลุ่มนี้ที่รอดชีวิตเพราะพวกมันสามารถหาที่พักพิงได้ด้วยโชคหรือความเฉลียวฉลาด ที่ไม่เกี่ยวข้องกับลักษณะที่สืบทอดเกี่ยวกับลักษณะขน

องค์ประกอบที่สำคัญของการคัดเลือกโดยธรรมชาติคือสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดไม่สามารถทำให้ลักษณะที่จำเป็นมีอยู่ได้

พวกมันต้องมีอยู่ในประชากรเนื่องจากความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่มีอยู่ก่อนซึ่งตามมาจากการกลายพันธุ์โดยบังเอิญใน DNA ในรุ่นก่อน ๆ

ตัวอย่างเช่น หากกิ่งก้านของต้นไม้ใบที่ต่ำที่สุดค่อยๆ สูงขึ้นจากพื้นดินเมื่อมีกลุ่มยีราฟอาศัยอยู่บริเวณนั้น ยีราฟที่มีคอยาวจะอยู่รอดได้ง่ายขึ้นเนื่องจากสามารถตอบสนองความต้องการทางโภชนาการของพวกมันได้และพวกมันจะ สืบพันธุ์กันเพื่อถ่ายทอดยีนที่รับผิดชอบคอยาวของพวกมัน ซึ่งจะกลายเป็นที่แพร่หลายมากขึ้นในยีราฟท้องถิ่น ประชากร.

คำว่า วิวัฒนาการร่วมกัน ใช้เพื่ออธิบายสถานการณ์ที่สปีชีส์ตั้งแต่ 2 สายพันธุ์ขึ้นไปส่งผลต่อวิวัฒนาการของกันและกันในลักษณะซึ่งกันและกัน

คำว่า "ซึ่งกันและกัน" เป็นสิ่งสำคัญยิ่งในที่นี้ เพื่อให้วิวัฒนาการร่วมกันเป็นคำอธิบายที่ถูกต้องไม่เพียงพอที่สปีชีส์หนึ่งจะส่งผลต่อวิวัฒนาการของหรือ อื่น ๆ ที่ไม่มีวิวัฒนาการของตัวเองก็ได้รับผลกระทบในลักษณะที่จะไม่เกิดขึ้นหากไม่มีการเกิดขึ้นร่วมกัน สายพันธุ์

ในบางวิธี สิ่งนี้เป็นสัญชาตญาณ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดโดยเฉพาะ ระบบนิเวศ (ชุดของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่กำหนดไว้อย่างดี) เชื่อมโยงกัน ทำให้รู้สึกว่าวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตหนึ่งจะส่งผลต่อวิวัฒนาการของผู้อื่นในทางใดทางหนึ่ง

อย่างไรก็ตาม โดยปกตินักเรียนจะไม่ได้รับเชิญให้พิจารณาวิวัฒนาการของสายพันธุ์ในการโต้ตอบ ทางและแทนที่จะขอให้ดูความสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์เดียวกับของมัน สิ่งแวดล้อม

ในขณะที่ลักษณะทางกายภาพของสิ่งแวดล้อมอย่างเคร่งครัด (เช่น อุณหภูมิ ภูมิประเทศ) แน่นอน เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา พวกมันเป็นระบบที่ไม่มีชีวิตและด้วยเหตุนี้จึงไม่พัฒนาในความหมายทางชีววิทยาของ คำ.

เมื่อได้ยินคำจำกัดความพื้นฐานของวิวัฒนาการแล้ว การวิวัฒนาการร่วมกันเกิดขึ้นเมื่อวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตหนึ่งชนิดหรือ กลุ่มมีอิทธิพลต่อการเลือกแรงกดดัน หรือความจำเป็นในการพัฒนาเพื่อความอยู่รอดของสายพันธุ์อื่นหรือ กลุ่ม. สิ่งนี้มักเกิดขึ้นกับกลุ่มที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดภายในระบบนิเวศ

อย่างไรก็ตาม มันสามารถเกิดขึ้นได้กับกลุ่มที่เกี่ยวข้องกันที่อยู่ห่างไกลอันเป็นผลมาจาก "เอฟเฟกต์โดมิโน" ที่คุณจะได้เรียนรู้ในไม่ช้า

ตัวอย่างของปฏิสัมพันธ์ระหว่างนักล่าและเหยื่อสามารถให้ความกระจ่างเกี่ยวกับตัวอย่างวิวัฒนาการร่วมกันในแต่ละวันที่คุณน่าจะทราบในระดับหนึ่ง แต่อาจไม่ได้พิจารณาอย่างจริงจัง

พืชเทียบกับ สัตว์: ถ้าพืชชนิดใดพัฒนาการป้องกันใหม่ต่อสัตว์กินพืช เช่น หนามหรือสารคัดหลั่งที่เป็นพิษ สิ่งนี้จะทำให้เกิด แรงกดดันใหม่ต่อสัตว์กินพืชนั้นในการเลือกบุคคลที่แตกต่างกันเช่นพืชที่ยังคงอร่อยและพร้อม read กินได้

ในทางกลับกัน พืชที่แสวงหาใหม่เหล่านี้ หากพวกเขาต้องการอยู่รอด ต้องเอาชนะการป้องกันใหม่นั้น นอกจากนี้ สัตว์กินพืชสามารถวิวัฒนาการได้ด้วยบุคคลที่มีลักษณะเฉพาะที่ทำให้พวกมันต้านทานการป้องกันดังกล่าว (เช่น ภูมิคุ้มกันต่อพิษที่เป็นปัญหา)

สัตว์กับ สัตว์: หากเหยื่อตัวโปรดของสัตว์ชนิดใดชนิดหนึ่งวิวัฒนาการวิธีใหม่ในการหลบหนีผู้ล่าตัวนั้น ผู้ล่า จะต้องพัฒนาวิธีการใหม่ในการจับเหยื่อนั้นหรือเสี่ยงตายถ้าหาแหล่งอื่นไม่ได้ อาหาร.

ตัวอย่างเช่น หากเสือชีตาห์ไม่สามารถวิ่งแซงเนื้อทรายในระบบนิเวศได้อย่างสม่ำเสมอ เสือชีตาห์ก็จะพินาศจากความอดอยากในที่สุด ในเวลาเดียวกัน ถ้าเนื้อทรายไม่สามารถแซงเสือชีตาห์ได้ พวกมันก็จะตายเช่นกัน

แต่ละสถานการณ์เหล่านี้ (อย่างที่สองชัดเจนกว่า) เป็นตัวอย่างคลาสสิกของการแข่งขันอาวุธวิวัฒนาการ: ในขณะที่สายพันธุ์หนึ่งวิวัฒนาการและเร็วขึ้นหรือแข็งแกร่งขึ้นในทางใดทางหนึ่ง อีกสายพันธุ์หนึ่งต้องทำแบบเดียวกันหรือไม่ก็เสี่ยง การสูญพันธุ์

เห็นได้ชัดว่ามีเพียงชนิดพันธุ์หนึ่งเท่านั้นที่สามารถกลายเป็นได้อย่างรวดเร็วดังนั้นในท้ายที่สุดบางสิ่งบางอย่างต้องให้และสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่างน้อยหนึ่งชนิดจะอพยพออกจากพื้นที่หากทำได้หรือตายไป

• สำคัญ: ปฏิสัมพันธ์ทั่วไประหว่างสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมไม่ได้สร้างกระบวนการวิวัฒนาการร่วมกันโดยตัวมันเอง ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดในสถานที่ที่กำหนดมีปฏิสัมพันธ์กันในบางรูปแบบ แทนที่จะเป็นตัวอย่างของการวิวัฒนาการร่วมกัน จะต้องมีหลักฐานที่แน่ชัดว่าวิวัฒนาการในที่หนึ่งได้กระตุ้นวิวัฒนาการในอีกด้านหนึ่งและในทางกลับกัน

นักล่าเหยื่อ ความสัมพันธ์ร่วมกัน: ความสัมพันธ์ระหว่างเหยื่อและเหยื่อเป็นสากลทั่วโลก ทั้งสองได้รับการอธิบายไว้ในเงื่อนไขทั่วไปแล้ว วิวัฒนาการร่วมของนักล่าและเหยื่อจึงง่ายต่อการค้นหาและตรวจสอบในเกือบทุกระบบนิเวศ

เสือชีตาห์และเนื้อทรายอาจเป็นตัวอย่างที่มีผู้กล่าวถึงมากที่สุด ในขณะที่หมาป่าและกวางคาริบูเป็นตัวแทนของอีกตัวหนึ่งในส่วนที่ต่างออกไปและหนาวเย็นกว่ามากของโลก

วิวัฒนาการร่วมกันของสายพันธุ์ที่แข่งขันได้: ในการวิวัฒนาการร่วมกันประเภทนี้ สิ่งมีชีวิตหลายชนิดกำลังแย่งชิงทรัพยากรเดียวกัน วิวัฒนาการร่วมกันแบบนี้สามารถตรวจสอบได้ด้วยการแทรกแซงบางอย่าง เช่นเดียวกับซาลาแมนเดอร์ในเทือกเขา Great Smoky ทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกา เมื่อหนึ่ง เพลโทดอน สปีชีส์ถูกกำจัดออกไป ประชากรของอีกฝ่ายจะมีขนาดเพิ่มขึ้นและในทางกลับกัน

วิวัฒนาการร่วมกัน: ที่สำคัญ ไม่ใช่ทุกรูปแบบของวิวัฒนาการร่วมที่จำเป็นต้องสร้างความเสียหายให้กับสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งที่เกี่ยวข้อง ใน ซึ่งกันและกัน วิวัฒนาการร่วมกัน สิ่งมีชีวิตที่พึ่งพาซึ่งกันและกันสำหรับบางสิ่งที่วิวัฒนาการ "ร่วมกัน" ด้วยความร่วมมือโดยไม่รู้ตัว - การเจรจาหรือการประนีประนอมที่ไม่ได้ระบุ ซึ่งเห็นได้ชัดเจนในรูปของพืชและแมลงที่ผสมเกสรพันธุ์พืชเหล่านั้น

วิวัฒนาการร่วมของปรสิต-โฮสต์: เมื่อ ปรสิต บุกรุกเจ้าบ้านก็ทำเช่นนั้นเพราะมันได้หลบการป้องกันของเจ้าบ้านในขณะนั้น แต่ถ้าเจ้าบ้านวิวัฒนาการไปในทางที่จะไม่ได้รับบาดเจ็บอย่างรุนแรงโดยปราศจาก "การขับไล่" ปรสิตออกไปโดยสิ้นเชิง การร่วมมือก็จะเข้ามามีบทบาท

ตัวอย่างเหยื่อนักล่าสามชนิด: เมล็ดโคนต้นสน Lodgepole ในเทือกเขาร็อกกีถูกกินโดยกระรอกและนกกางเขน (นกชนิดหนึ่ง)

บางพื้นที่ที่ต้นสน Lodgepole เติบโตมีกระรอกซึ่งสามารถกินเมล็ดจากโคนต้นสนแคบ ๆ ได้ง่าย (ซึ่งมักจะ มีเมล็ดมากขึ้น) แต่ใบไขว้ซึ่งไม่สามารถกินเมล็ดจากโคนสนแคบ ๆ ได้ง่าย ๆ ไม่ได้มาก กิน.

พื้นที่อื่นๆ มีเพียงนกไขว้กัน และนกกลุ่มนี้มักจะมีปากนกหนึ่งในสองประเภท นกที่มีจงอยปากตรงกว่าจะหยิบเมล็ดจากกรวยแคบได้ง่ายขึ้น

นักชีววิทยาสัตว์ป่าที่ศึกษาระบบนิเวศนี้ตั้งสมมติฐานว่าหากต้นไม้มีวิวัฒนาการร่วมกันโดยอาศัยนักล่าในท้องถิ่น พื้นที่ที่มีกระรอกควรให้ผลผลิตกว้างขึ้น โคนที่เปิดกว้างกว่าและมีเมล็ดน้อยกว่าที่จะพบในตาชั่ง ในขณะที่บริเวณที่มีนกควรมีขนาดที่หนากว่า (เช่น กันปากนก) กรวย

สิ่งนี้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเช่นนั้น

สายพันธุ์ที่แข่งขันได้: ผีเสื้อบางชนิดได้พัฒนาให้มีรสชาติที่ไม่ดีต่อผู้ล่า ดังนั้นผู้ล่าเหล่านั้นจึงหลีกเลี่ยง นี้จะเพิ่มโอกาสของ อื่นๆ ผีเสื้อถูกกินเพิ่มรูปแบบการเลือกกดดัน ความกดดันนี้นำไปสู่วิวัฒนาการของ "การล้อเลียน" ซึ่งผีเสื้อตัวอื่นๆ จะวิวัฒนาการให้ดูเหมือนกับที่ผู้ล่าเรียนรู้ที่จะหลีกเลี่ยง

อีกตัวอย่างหนึ่งของสายพันธุ์ที่แข่งขันได้คือวิวัฒนาการของงูจงอางให้ดูเหมือนงูปะการังแทบทุกประการ ทั้งสองสามารถก้าวร้าวต่องูตัวอื่นได้ แต่งูปะการังมีพิษร้ายแรงและไม่ใช่งูที่มนุษย์ต้องการอยู่ใกล้

นี่เป็นเหมือนคนที่ไม่รู้จักคาราเต้ แต่มีชื่อเสียงว่าเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านศิลปะการต่อสู้

ร่วมกัน: วิวัฒนาการร่วมของต้นไม้ Ant-acacia ในอเมริกาใต้เป็นตัวอย่างตามแบบฉบับของการวิวัฒนาการร่วมกัน

ต้นไม้พัฒนาหนามกลวงที่ฐานซึ่งมีน้ำหวานหลั่งออกมาซึ่งมีแนวโน้มที่จะป้องกันไม่ให้สัตว์กินพืชกิน ในขณะเดียวกัน มดในพื้นที่ได้วิวัฒนาการมาเพื่อสร้างรังของพวกมันในหนามเหล่านี้ซึ่งผลิตน้ำหวาน แต่อย่าทำลายต้นไม้นอกเหนือจากการขโมยที่ไม่เป็นอันตราย

วิวัฒนาการร่วมกันระหว่างโฮสต์และปรสิต: ปรสิตในไข่เป็นนกที่มีวิวัฒนาการมาวางไข่ในรังของนกตัวอื่น หลังจากนั้นนกที่ "เป็นเจ้าของ" รังจริง ๆ ก็เข้ามาดูแลลูกนก สิ่งนี้ช่วยให้ลูกปรสิตไม่ต้องดูแลเด็ก ปล่อยให้พวกมันมีอิสระที่จะทุ่มเททรัพยากรมากขึ้นในการผสมพันธุ์และการหาอาหาร

อย่างไรก็ตาม เจ้าบ้านนกมีวิวัฒนาการไปในทางที่ทำให้พวกเขาเรียนรู้ที่จะรับรู้เมื่อลูกนกไม่ใช่นกของตัวเอง และเพื่อหลีกเลี่ยงการมีปฏิสัมพันธ์กับนกกาฝากด้วยหากเป็นไปได้