Coevolutionsteori, typer og eksempler

den coevolution det er en gensidig evolutionær forandring, der involverer to eller flere arter. Fænomenet skyldes samspillet mellem dem. De forskellige interaktioner, der forekommer mellem organismer - konkurrence, udnyttelse og mutualisme - fører til vigtige konsekvenser i udviklingen og diversificeringen af ​​de pågældende linjer.

Nogle eksempler på evolutionære systemer er forholdet mellem parasitter og deres værter, planter og herbivorer, der føder dem, eller de antagonistiske interaktioner der opstår mellem rovdyr og deres bytte..

Samvoldighed betragtes som et af de fænomener, der er ansvarlige for den store mangfoldighed, som vi beundrer i dag, produceret af samspillet mellem arter.

I praksis er det ikke en nem opgave at bevise, at en interaktion er en samvolutionshændelse. Selv om samspillet mellem to arter ser ud til at være perfekt, er det ikke pålideligt tegn på den koevolutionære proces.

En tilgang er at anvende fylogenetiske undersøgelser til at teste om der er et lignende mønster af diversificering. I mange tilfælde, når phylogenierne af to arter er kongruente, antages det, at der eksisterer koevolution mellem begge afstamninger.

indeks

• 1 Typer af interaktion
  • 1.1 Konkurrence
  • 1.2 Udnyttelse
  • 1.3 Mutualisme
• 2 Definition af koevolution
  • 2.1 Definition af Janzen
  • 2.2 Betingelser for samudvikling at forekomme
• 3 teorier og hypoteser
  • 3.1 Geografisk mosaikhypotese
  • 3.2 Hypotese af den røde dronning
• 4 typer
  • 4.1 Specifik samudvikling
  • 4.2 Diffus koevolution
  • 4.3 flugt og stråling
• 5 eksempler
  • 5.1 Oprindelse af organeller i eukaryoter
  • 5.2 Oprindelsen af ​​fordøjelsessystemet
  • 5.3 coevolutive forhold mellem críalo og magpie
• 6 referencer

Typer af interaktion

Inden du går i dybden i problemer relateret til samvolution, er det nødvendigt at nævne de typer af interaktioner, der opstår mellem arter, da disse har meget vigtige evolutionære konsekvenser.

konkurrence

Arter kan konkurrere, og denne interaktion medfører negative virkninger på væksten eller reproduktionen af ​​de involverede personer. Konkurrencen kan være intraspecifik, hvis den forekommer mellem medlemmer af samme art eller interspecifikke, når enkeltpersoner tilhører forskellige arter.

I økologien håndteres "princippet om konkurrencemæssig udelukkelse". Dette koncept foreslår, at arter, der konkurrerer om de samme ressourcer, ikke kan konkurrere på en stabil måde, hvis resten af ​​de økologiske faktorer forbliver konstante. Med andre ord optager to arter ikke den samme niche.

I denne type interaktion færdiggjorde en art altid den anden. Eller de er opdelt i en vis dimension af nicheen. For eksempel, hvis to fuglearter foder på det samme og har de samme hvileområder, for at fortsætte med at eksistere, kan de have deres toppe af aktivitet på forskellige tidspunkter af dagen.

udnyttelse

En anden type interaktion mellem arter er udnyttelse. Her en X arter stimulerer udviklingen af ​​en art, men dette og hæmmer udviklingen af ​​X. Typiske eksempler indbefatter interaktioner mellem rovdyr og byttedyr, parasitter og værtsplanter med planteædere.

For herbivorer er der en konstant udvikling af afgiftningsmekanismer mod de sekundære metabolitter, som planten producerer. På samme måde udvikler planten sig til mere effektive toksiner for at flytte dem væk.

Det samme sker i rovdyrets bytteinteraktion, hvor bytten hele tiden forbedrer sin flugtkapacitet og rovdyr øger deres angrebskompetencer.

mutualisme

Den sidste type forhold indebærer en fordel eller et positivt forhold for begge arter, der deltager i interaktionen. Der er tale om en "gensidig udnyttelse" mellem arter.

For eksempel den eksisterende mutualisme mellem bestøvende insekter og deres resultater i fordele for begge: insekter (eller andre bestøver) nyder godt af næringsstoffer af planter, mens planterne får dispersion af kønsceller. De symbiotiske forhold er et andet velkendt eksempel på mutualisme.

Definition af koevolution

Coevolution opstår, når to eller flere arter påvirker den anden. Strengt taget refererer coevolution til den gensidige indflydelse mellem arter. Det er nødvendigt at skelne det fra en anden begivenhed kaldet sekventiel evolution, da der normalt er forvirring mellem begge fænomener.

Sekventiel evolution opstår, når en art har en virkning på den anden udvikling, men det samme sker ikke i den modsatte retning - der er ingen gensidighed.

Udtrykket blev først brugt i 1964 af forskere Ehrlich og Raven.

Ehrlich og Ravens værker om samspillet mellem lepidoptera og planter inspirerede successive undersøgelser af "coevolution". Men begrebet blev forvrænget og mistet mening over tid.

Den første person til at gennemføre en undersøgelse relateret til samvolution mellem to arter var imidlertid Charles Darwin, når han var i Artens oprindelse (1859) nævnte forholdet mellem blomster og bier, selvom han ikke brugte ordet "coevolution" for at beskrive fænomenet.

Definition af Janzen

Således i 60'erne og 70'erne var der ingen specifik definition, indtil Janzen i 1980 offentliggjorde en note, der formåede at rette op på situationen.

Denne investigator defineret begrebet coevolution som "en karakteristisk for individer i en population, at ændringer i svar på et andet karakteristisk for individer af en anden population, efterfulgt af en evolutionær svar på den anden population ændring i den første".

Selv om denne definition er meget præcis og har til formål at afklare de mulige tvetydigheder i det koevolutionære fænomen, er det ikke praktisk for biologer, da det er svært at bevise.

På samme måde betyder simpel co-adaptation ikke en coevolution proces. Med andre ord er observationen af ​​en interaktion mellem begge arter ikke robuste beviser for at sikre, at vi står over for en samvolutionshændelse.

Betingelser for koevolution at forekomme

Der er to krav til, at fænomenet for samhørighed skal finde sted. Den ene er specificiteten, da udviklingen af ​​hver karakteristik eller egenskab i en art skyldes det selektive pres, der pålægges af tegnene fra de andre arter, der er involveret i systemet.

Den anden betingelse er gensidighed - tegnene skal udvikles sammen (for at undgå forvirring med sekventiel evolution).

Teorier og hypoteser

Der er et par teorier relateret til coevolution fænomener. Blandt dem er den geografiske mosaikhypotes og den røde dronning.

Geografisk mosaikhypotese

Denne hypotese blev foreslået i 1994 af Thompson og betragter de dynamiske fænomener af samvolution, som kan forekomme i forskellige populationer. Med andre ord præsenterer hvert geografisk område eller region sine lokale tilpasninger.

Indvandringsprocessen af ​​enkeltpersoner spiller en afgørende rolle, da indførelsen og afslutningen af ​​varianterne har tendens til at homogenisere de lokale fænotyper af befolkningerne.

Disse to fænomener - lokale tilpasninger og migrationer - er de kræfter, der er ansvarlige for den geografiske mosaik. Resultatet af arrangementet er muligheden for at finde forskellige populationer i forskellige koevolutionære stater, da et hus følger sin egen bane med tidenes forløb.

Takket være eksistensen af ​​den geografiske mosaik kan man forklare udviklingen af ​​koevolutionstudier udført i forskellige regioner, men med samme art at være uforenelig med hinanden eller i nogle tilfælde modstridende.

Hypotese af den røde dronning

Hypotesen for den røde dronning blev foreslået af Leigh Van Valen i 1973. Forskeren blev inspireret af bogen skrevet af Lewis Carroll Alice gennem det udseende glas. I en passage af historien fortæller forfatteren, hvordan tegnene løber så hurtigt som de kan og stadig forbliver på samme sted.

Van Valen udviklede sin teori baseret på den konstante sandsynlighed for udryddelse, der opleves af organismerne. Det vil sige, at de ikke kan "forbedre" over tid, og sandsynligheden for udryddelse er altid den samme.

For eksempel oplever rovdyr og bytte et konstant arme løb. Hvis rovdyret forbedrer sin angrebskapacitet i noget aspekt, skal byttet forbedres i en tilsvarende størrelse - hvis dette ikke sker, kan de blive uddøde.

Det samme sker i forholdet mellem parasitter med deres værter eller herbivorer og planter. Til denne konstante forbedring af begge involverede arter er den kendt som den røde dronningshypotese.

typen

Specifik samvikling

Udtrykket "coevolution" omfatter tre grundlæggende typer. Den enkleste form kaldes "specifik samvikling", hvor to arter udvikler sig som reaktion på hinanden og omvendt. For eksempel et enkelt bytte og en enkelt rovdyr.

Denne type interaktion fører til en evolutionær våbenkapløb, hvilket resulterer i visse træk divergens eller konvergens kan også producere mutualistic arter.

Denne specifikke model, hvor få arter er involveret, er det mest hensigtsmæssige til at demonstrere eksistensen af ​​evolution. Hvis det selektive pres har været stærkt nok, bør vi forvente udseendet af tilpasninger og modtilpasninger i arten.

Diffus samvolution

Den anden type kaldes "diffus coevolution" og forekommer, når der er flere arter involveret i interaktionen, og virkningerne af hver art er ikke uafhængige. For eksempel kunne genetisk variation i værtsmodstand over for to forskellige parasitarter være relateret.

Denne sag er meget hyppigere. Det er imidlertid meget vanskeligere at studere end den specifikke samvolution, da eksistensen af ​​flere arter involverer gør eksperimentelle designs meget vanskelige..

Flugt og stråling

Endelig har vi tilfældet om "flugt og stråling", hvor en art udvikler en form for forsvar mod en fjende, hvis det lykkes, kan dette sprede sig, og linjen kan diversificeres, da fjendens tryk ikke er så stærk.

For eksempel, når en planteart udvikler en bestemt kemisk forbindelse, der viser sig at være meget vellykket, kan den frigives fra forbruget af forskellige plantelevende dyr. Derfor kan plantens afstamning blive diversificeret.

eksempler

De koevolutionære processer betragtes som kilden til planetens jordbunds biodiversitet. Dette særlige fænomen har været til stede i de vigtigste begivenheder i udviklingen af ​​organismer.

Dernæst vil vi beskrive meget generelle eksempler på samudviklingshændelser mellem forskellige linjer, og så vil vi tale om mere specifikke tilfælde på arteniveau.

Oprindelse af organeller i eukaryoter

En af de vigtigste begivenheder i livets udvikling var innovationen af ​​den eukaryote celle. Disse karakteriseres ved at have en ægte kerne afgrænset af en plasmamembran og præsenterer subcellulære rum eller organeller.

Der er meget robuste beviser, som støtter oprindelsen af ​​disse celler gennem coevolution med symbiotiske organismer, der gav vej til de nuværende mitokondrier. Denne idé er kendt som endosymbiotisk teori.

Det samme gælder for planternes oprindelse. Ifølge endosymbiotiske teorier opstod chloroplaster takket være en hændelse af symbiose mellem en bakterie og en anden organisme af større størrelse, der endte med at gobble den mindste.

Både organeller - mitokondrier og chloroplaster - har visse karakteristika, der minder om en bakterie, såsom typen af ​​genetisk materiale, et cirkulært DNA og dets størrelse.

Oprindelsen af ​​fordøjelsessystemet

Fordøjelsessystemet hos mange dyr er et helt økosystem beboet af en ekstremt forskelligartet mikrobiell flora.

I mange tilfælde har disse mikroorganismer en afgørende rolle i fordøjelsen af ​​fødevarer, hjælper fordøjelsen af ​​næringsstoffer og i nogle tilfælde kan syntetisere næringsstoffer til værten.

Coevolutive forhold mellem críalo og magpie

I fugle er der et meget særligt fænomen, der er relateret til æglægning i andre folks rede. Dette system af coevolution er integreret af críalo (Clamator glandarius) og dens værtsarter, magpieen (Pica pica).

Æglægning er ikke tilfældigt udført. I modsætning hertil vælger critterne de par af magpies, der investerer mest i forældrenes pleje. Således får den nye person bedre omsorg fra sine adoptivforældre.

Hvordan gør du det? Brug af signaler relateret til seksuel udvælgelse af værten, såsom en større rede.

Som reaktion på denne adfærd reducerede magpierne størrelsen af ​​redenen med næsten 33% i de områder, hvor críalo eksisterer. På samme måde har de også et aktivt forsvar af nestpleje.

Críalo er også i stand til at ødelægge æggens æg, for at opmuntre opdræt af deres kyllinger. Som svar herpå øgede magpierne antallet af æg pr. Reden for at øge deres effektivitet.

Den vigtigste tilpasning er at kunne genkende det parasitiske æg for at udvise det fra redenen. Selv om de parasitiske fugle har udviklet æg meget ligner magpies.

referencer

1. Darwin, C. (1859). På oprindelsen af ​​arter ved naturlig udvælgelse. Murray.
2. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionær analyse. Prentice Hall.
3. Futuyma, D. J. (2005). Evolution . Sinauer.
4. Janzen, D. H. (1980). Hvornår er det coevolution. Evolution, 34(3), 611-612.
5. Langmore, N.E., Hunt, S., & Kilner, R. M. (2003). Eskalering af en koevolutionær våbenkamp gennem værtsafvisning af parasitære ungdyr. natur, 422(6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evolution: grundlaget for biologi. South Project.