KOEVOLÚCIÓ: ELMÉLET, TÍPUSOK ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

A koevolúció egy kölcsönös evolúciós változás, amely két vagy több fajt érint. A jelenség kölcsönhatásuk eredményeként jön létre. Az organizmusok közötti különféle kölcsönhatások - a verseny, a kizsákmányolás és a kölcsönös kölcsönhatás - fontos következményekkel járnak a szóban forgó törzsek fejlődésében és diverzifikációjában.

Az evolúciós rendszerek néhány példája a paraziták és azok gazdáinak, a rájuk tápláló növények és növényevők közötti kapcsolat, vagy a ragadozók és zsákmányuk közötti antagonista kölcsönhatások.

Forrás: Brocken Inaglory

A ko-evolúció az egyik jelenség, amely felelős a mai sokkal csodálható nagy sokféleségért, amelyet a fajok közötti kölcsönhatás vált ki.

A gyakorlatban nem könnyű feladat annak bizonyítása, hogy egy interakció koevolúciós esemény. Noha a két faj közötti kölcsönhatás látszólag tökéletes, ez nem megbízható bizonyíték a koevolúciós folyamatról.

Az egyik megközelítés filogenetikai vizsgálatok használata annak ellenőrzésére, hogy van-e hasonló diverzifikációs minta. Sok esetben, amikor két faj filogenitása egybeesik, akkor feltételezik, hogy mindkét vonal koovolúciója van.

Az interakció típusai

A koevolúcióval kapcsolatos kérdések átgondolása előtt meg kell említeni a fajok közötti kölcsönhatások típusait, mivel ezeknek nagyon fontos evolúciós következményei vannak.

Verseny

A fajok versenyezhetnek, és ez az interakció negatív hatást gyakorol az érintett egyének növekedésére vagy szaporodására. A verseny lehet fajspecifikus, ha ugyanazon faj tagjai között fordul elő, vagy fajok közötti, ha az egyének különböző fajokhoz tartoznak.

Az ökológiában a "versenyképes kirekesztés elvét" alkalmazzák. Ez a koncepció azt sugallja, hogy az azonos erőforrásokért versengő fajok nem tudnak stabil módon versenyezni, ha az ökológiai tényezők többi része változatlan marad. Más szavakkal, két faj nem foglalja el ugyanazt a rést.

Az ilyen típusú interakciók során az egyik faj végül kizárja a másikat. Vagy fel vannak osztva a rés bizonyos dimenzióira. Például, ha két madárfaj ugyanabból a táplálékból áll, és ugyanazok a pihenőterületek vannak, az együttélés folytatása érdekében aktivitásuk csúcspontja a nap különböző időpontjaiban lehet.

Kizsákmányolás

A fajok közötti kölcsönhatás második típusa a kiaknázás. Itt az X faj stimulálja az Y faj fejlődését, de ez Y gátolja az X fejlődését. Jellemző példák a ragadozó és a zsákmány közötti kölcsönhatások, a paraziták a gazdaszervezetekkel és a növények a növényevőkkel.

A növényevők esetében a méregtelenítő mechanizmusok folyamatosan fejlődnek a növény által termelt másodlagos metabolitokkal szemben. Hasonlóképpen, a növény hatékonyabban toxinokká alakul, hogy kiszorítsa őket.

Ugyanez vonatkozik a ragadozó-ragadozó interakcióra, ahol a ragadozók folyamatosan javítják menekülési képességüket, és a ragadozók növelik támadási képességüket.

Kölcsönösség

Az utóbbi típusú kapcsolatok mindkét faj számára előnyöket vagy pozitív kapcsolatokat jelentenek, amelyek részt vesznek az interakcióban. Ezután beszélünk a fajok közötti kölcsönös kiaknázásról.

Például a rovarok és beporzóik közötti kölcsönhatás mindkét fél számára előnyöket jelent: a rovarok (vagy bármely más beporzó) előnyei a növényi tápanyagok, míg a növények megoszlanak ivarsejtjeikben. A szimbiotikus kapcsolatok a kölcsönösség másik ismert példája.

A koevolúció meghatározása

A ko-evolúció akkor fordul elő, amikor két vagy több faj befolyásolja a másik evolúcióját. Szigorúan véve, a koevolúció a fajok kölcsönös befolyására utal. Meg kell különböztetni egy szekvenciális evolúciónak nevezett eseménytől, mivel a két jelenség között általában zavar áll fenn.

A szekvenciális evolúció akkor fordul elő, amikor az egyik faj befolyásolja a másik evolúcióját, de ugyanez nem történik fordított irányban - nincs viszonosság.

Ezt a kifejezést 1964-ben használták először Ehrlich és Raven kutatók.

Ehrlich és Raven a lepkék és a növények kölcsönhatásáról szóló munkája inspirálta a koevolúció egymást követő vizsgálatát. A kifejezés azonban torzult lett, és az idő múlásával elvesztette jelentését.

A két faj közötti koevolúcióval kapcsolatos tanulmányt azonban elsőként készítette Charles Darwin, amikor a „Fajok eredete” című (1859) cikkben megemlítette a virágok és a méhek kapcsolatát, bár nem használta a „ koevolúció ”a jelenség leírására.

Meghatározása Janzen

Így a 60-as és 70-es években nem volt konkrét meghatározás, amíg Janzen 1980-ban nem tett közzé egy feljegyzést, amely sikerült kijavítania a helyzetet.

Ez a kutató a koevolúció fogalmát a következőképpen határozta meg: "egy olyan populáció egyedeinek jellemzője, amely a második populáció egyedeinek egy másik jellemzőjére adott válaszként változik, amelyet a második populáció evolúciós reakciója követ az elsőben bekövetkező változásra".

Noha ez a meghatározás nagyon pontos és a koevolúciós jelenség lehetséges kétértelműségeinek tisztázására szolgált, a biológusok számára nem praktikus, mivel ezt nehéz bizonyítani.

Ugyanígy az egyszerű alkalmazkodás nem jelenti koevolúciós folyamatot. Más szavakkal, a két faj közötti interakció megfigyelése nem megbízható bizonyíték annak biztosítására, hogy koevolúciós esemény előtt álljunk.

A koevolúció előfordulásának feltételei

A koevolúció jelenségének két feltétele van. Az egyik a specifikusság, mivel az egyes fajok jellemzőinek vagy tulajdonságainak fejlődése a rendszerben részt vevő többi faj jellemzői által kiváltott szelektív nyomásnak köszönhető.

A második feltétel a viszonosság - a karaktereknek együtt kell fejlődniük (hogy ne keverjük össze a szekvenciális evolúcióval).

Elméletek és hipotézisek

Van néhány elmélet a koevolúciós jelenségekkel kapcsolatban. Ezek között vannak a földrajzi mozaik és a vörös királyné hipotézisei.

Földrajzi mozaikhipotézis

Ezt a hipotézist 1994-ben Thompson javasolta, és figyelembe veszi a koevolúció dinamikus jelenségeit, amelyek a különböző populációkban előfordulhatnak. Más szavakkal, minden földrajzi terület vagy régió bemutatja a helyi adaptációkat.

Alapvető szerepet játszik az egyének vándorlási folyamata, mivel a variánsok belépése és kilépése hajlamosítja a populációk helyi fenotípusainak homogenizálását.

Ez a két jelenség - a helyi alkalmazkodás és a migráció - a földrajzi mozaikért felelős erők. Az esemény eredménye annak a lehetősége, hogy különböző populációkat találjon a különböző koovolúciós állapotokban, mivel mindegyik az idő múlásával követi a saját pályáját.

A földrajzi mozaik létezésének köszönhetően meg lehet magyarázni a különböző régiókban, de ugyanazon fajokkal végzett koevolúciós vizsgálatok tendenciáját, hogy egymással ellentmondóak, vagy esetenként ellentmondásosak.

Vörös királynő hipotézise

A Vörös Királynő hipotézisét Leigh Van Valen 1973-ban javasolta. A kutatót Lewis Carrol Alice a kereső üvegből című könyve ihlette. A történet egyik részében a szerző elmondja, hogy a karakterek a lehető leggyorsabban futnak és ugyanabban a helyen maradnak.

Van Valen kifejlesztette elméletét a kihalás állandó valószínűségein, amelyet a szervezetek törzsei tapasztaltak meg. Vagyis nem képesek „javulni” az idő múlásával, és a kihalás valószínűsége mindig azonos.

Például a ragadozók és a ragadozók állandó fegyverkezési versenyt tapasztalnak. Ha a ragadozó bármilyen módon javítja a támadási képességét, akkor a zsákmánynak hasonló mértékben javulnia kell - ha ez nem történik meg, kihalhatnak.

Ugyanez történik a paraziták gazdaszervezettel vagy növényevõkkel és növényekkel fennálló kapcsolatában. A két érintett faj folyamatos javulását a Vörös Királynő hipotézisének nevezik.

típusai

Fajlagos koevolúció

A "koevolúció" kifejezés három alaptípust foglal magában. A legegyszerűbb formát „specifikus koevolúciónak” nevezik, ahol két faj a másikra adott válaszként fejlődik ki, és fordítva. Például egyetlen ragadozó és egyetlen ragadozó.

Az ilyen típusú interakció evolúciós fegyverkezési versenyt eredményez, amely bizonyos tulajdonságokban eltérést eredményez, vagy a kölcsönös kölcsönhatásban levő fajokban is konvergenciát eredményezhet.

Ez a speciális modell, amelyben kevés faj vesz részt, a legalkalmasabb az evolúció létezésének bizonyítására. Ha a szelektív nyomás elég erős volt, akkor elvárható, hogy a fajokban megjelenjenek adaptációk és ellen-adaptációk.

Diffúz koevolúció

A második típust diffúz koevolúciónak hívják, és akkor fordul elő, amikor több faj vesz részt az interakcióban, és az egyes fajok hatásai nem függetlenek. Például össze lehet kapcsolni a gazdaszervezet két különböző parazitafajta rezisztenciájának genetikai változatosságát.

Ez az eset sokkal gyakoribb a természetben. Sokkal nehezebb azonban tanulmányozni, mint a fajlagos koevolúciót, mivel több érintett faj léte nagyon megnehezíti a kísérleti terveket.

Menekülés és sugárzás

Végül van egy „menekülés és sugárzás” eset, amikor egy faj egyfajta védelmi formát fejlesztett ki az ellenség ellen, s sikeresség esetén ez tovább terjedhet, és a vonal diverzifikálható, mivel az ellenséges fajok nyomása nem Olyan erős.

Például, ha egy növényfajban fejlődik ki egy bizonyos kémiai vegyület, amely nagyon sikeresnek bizonyul, akkor megszabadulhat a különféle növényevők fogyasztásától. Ezért a növény származási területe diverzifikálható.

Példák

A koevolúciós folyamatokat tekintik a Föld bolygójának biodiverzitásának forrásának. Ez a nagyon különleges jelenség jelen volt a szervezetek fejlődésének legfontosabb eseményeiben.

Most leírjuk a különféle vonalok közötti koevolúciós események nagyon általános példáit, majd a faj szintjén konkrétabb esetekről beszélünk.

A organellák eredete az eukariótákban

Az élet evolúciójának egyik legfontosabb eseménye az eukarióta sejt újítása volt. Ezeket az jellemzi, hogy egy valódi mag egy plazmamembrán által határolt, és szubcelluláris rekeszekkel vagy organellákkal rendelkezik.

Nagyon megbízható bizonyítékok támasztják alá ezen sejtek eredetét a szimbiotikus organizmusokkal történő koevolúció révén, amely helyet adott a jelenlegi mitokondriumoknak. Ez az ötlet endosimbiotikus elmélet.

Ugyanez vonatkozik a növények eredetére. Az endosimbiotikus elmélet szerint a kloroplasztok egy baktérium és egy másik nagyobb szervezet közötti szimbiózis eseménynek köszönhetően származtak, amely végül elbocsátotta a kisebbiket.

Mindkét organellának - a mitokondriumoknak és a kloroplasztoknak - vannak bizonyos, a baktériumokat emlékeztető tulajdonságai, például a genetikai anyag típusa, a kör alakú DNS és méretük.

Az emésztőrendszer eredete

Sok állat emésztőrendszere egy teljes ökoszisztéma, amelyet rendkívül változatos mikrobiális növényvilág lakott.

Sok esetben ezek a mikroorganizmusok kulcsfontosságú szerepet játszanak az élelmiszerek emésztésében, elősegítik a tápanyagok emésztését, és bizonyos esetekben képesek a gazda számára tápanyagokat előállítani.

Koevolációs kapcsolatok a baba madár és a szarka között

A madarakban nagyon különleges jelenség van, amely a tojások más emberek fészekbe rakására vonatkozik. Ezt a koevolúciós rendszert a crialo (Clamator glandarius) és gazdafaja, a szarka (Pica pica) alkotja.

A tojásrakást nem véletlenszerűen végzik el. Ezzel szemben a borjak kiválasztják azokat a szúrt párokat, amelyek a legtöbbet fordítják a szülői gondozásba. Így az új személy jobban ápolja az örökbefogadó szüleit.

Hogyan csinálod? A gazdaszervezet szexuális kiválasztásával kapcsolatos jelek, például egy nagyobb fészek használata.

Erre a viselkedésre reagálva, a szellemek csaknem 33% -kal csökkentették fészekméretüket azokon a területeken, ahol a fiatalok élnek. Hasonlóképpen, aktívan védik a fészek gondozását is.

A seprű elpusztítja a szarka tojását is, hogy elősegítse a csibék nevelését. Erre válaszul a szarkák növelték a fészekben lévő tojások számát hatékonyságuk fokozása érdekében.

A legfontosabb adaptáció az, hogy felismerjük a parazita tojást annak fészekből való kitolása érdekében. Noha a parazita madarak tojásait fejlesztették ki, nagyon hasonlóak a szellemekhez.

Irodalom

1. Darwin, C. (1859). A fajok eredete a természetes szelekció segítségével. Murray.
2. Freeman, S., és Herron, JC (2002). Evolúciós elemzés. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolúció. Sinauer.
4. Janzen, DH (1980). Mikor van a koevolúció? Evolution, 34 (3), 611-612.
5. Langmore, NE, Hunt, S. és Kilner, RM (2003). A koevolúciós fegyverkezési fázis eszkalációja az emlős parazita fiatalok gazdaszervezetének elutasítása révén. Nature, 422 (6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evolúció: a biológia alapja. Déli projekt.