Теория коэволюции, типы и примеры

коэволюция это взаимное эволюционное изменение, затрагивающее два или более вида. Феномен возникает в результате взаимодействия между ними. Различные взаимодействия между организмами - конкуренция, эксплуатация и взаимность - приводят к важным последствиям в эволюции и диверсификации рассматриваемых линий..

Некоторыми примерами эволюционных систем являются отношения между паразитами и их хозяевами, растениями и травоядными животными, которые питаются ими, или антагонистические взаимодействия, которые происходят между хищниками и их добычей..

Коэволюция считается одним из явлений, ответственных за огромное разнообразие, которым мы восхищаемся сегодня, вызванное взаимодействием между видами.

На практике доказать, что взаимодействие - это событие коэволюции, - задача не из легких. Хотя взаимодействие между двумя видами кажется идеальным, это не является надежным свидетельством коэволюционного процесса.

Один из подходов состоит в том, чтобы использовать филогенетические исследования, чтобы проверить, есть ли подобная картина диверсификации. Во многих случаях, когда филогении двух видов конгруэнтны, предполагается, что коэволюция существует между обеими линиями.

индекс

• 1 Типы взаимодействия
  • 1.1 Конкуренция
  • 1.2 Эксплуатация
  • 1.3 Мутуализм
• 2 Определение коэволюции
  • 2.1 Определение Янзена
  • 2.2 Условия для коэволюции
• 3 теории и гипотезы
  • 3.1 Географическая мозаичная гипотеза
  • 3.2 Гипотеза Красной Королевы
• 4 Типа
  • 4.1 Специфическая коэволюция
  • 4.2 Диффузная коэволюция
  • 4.3 Побег и радиация
• 5 примеров
  • 5.1 Происхождение органелл у эукариот
  • 5.2 Происхождение пищеварительной системы
  • 5.3 коэволютивные отношения между крио и сорока
• 6 Ссылки

Типы взаимодействия

Прежде чем углубляться в проблемы, связанные с коэволюцией, необходимо упомянуть типы взаимодействий, которые происходят между видами, поскольку они имеют очень важные эволюционные последствия.

конкуренция

Виды могут конкурировать, и это взаимодействие приводит к негативным последствиям для роста или размножения вовлеченных людей. Конкуренция может быть внутривидовой, если она происходит между представителями одного и того же вида, или межвидовой, когда особи принадлежат к разным видам..

В экологии применяется принцип конкурентного исключения. Эта концепция предполагает, что виды, которые конкурируют за одни и те же ресурсы, не могут конкурировать стабильно, если остальные экологические факторы остаются постоянными. Другими словами, два вида не занимают одну и ту же нишу.

В этом типе взаимодействия один вид всегда заканчивался, исключая другой. Или они разделены на некоторые измерения ниши. Например, если два вида птиц питаются одним и тем же и имеют одинаковые зоны отдыха, для продолжения сосуществования они могут иметь пики активности в разное время дня..

эксплуатация

Второй тип взаимодействия между видами - эксплуатация. Здесь вид X стимулирует развитие вида Y, но этот Y препятствует развитию X. Типичными примерами являются взаимодействия между хищником и его добычей, паразиты с хозяевами и растения с травоядными животными.

В случае травоядных животных происходит постоянная эволюция механизмов детоксикации против вторичных метаболитов, которые производит растение. Таким же образом, растение превращается в более эффективные токсины, чтобы убрать их.

То же самое происходит во взаимодействии с добычей хищников, когда жертва постоянно улучшает свои способности к бегству, а хищники повышают свои навыки атаки.

мютюэлизм

Последний тип отношений предполагает пользу или позитивные отношения для обоих видов, которые участвуют во взаимодействии. Говорят о «взаимной эксплуатации» между видами.

Например, взаимность, существующая между насекомыми и их опылителями, приводит к выгодам для обоих: насекомые (или любой другой опылитель) извлекают выгоду из питательных веществ растений, в то время как растения получают рассеивание своих гамет. Симбиотические отношения - еще один известный пример взаимности.

Определение коэволюции

Коэволюция происходит, когда два или более вида влияют на эволюцию другого. Строго говоря, коэволюция относится к взаимному влиянию между видами. Необходимо отличать его от другого события, называемого последовательной эволюцией, так как между этими явлениями обычно возникает путаница.

Последовательная эволюция происходит, когда один вид влияет на эволюцию другого, но то же самое не происходит в противоположном направлении - взаимности нет.

Термин был впервые использован в 1964 году исследователями Эрлихом и Равеном.

Работы Эрлиха и Ворона о взаимодействии чешуекрылых и растений вдохновили на последовательные исследования «коэволюции». Тем не менее, термин был искажен и со временем потерял смысл.

Однако первым, кто провел исследование, связанное с коэволюцией между двумя видами, был Чарльз Дарвин, когда в Происхождение вида (1859) упомянул отношения между цветами и пчелами, хотя он не использовал слово «коэволюция» для описания явления.

Определение слова Janzen

Таким образом, в 60-х и 70-х годах не было конкретного определения, пока Янцен в 1980 году не опубликовал записку, в которой удалось исправить ситуацию..

Этот исследователь определил термин коэволюция как: «характеристика особей популяции, которая изменяется в ответ на другую характеристику особей второй популяции, за которой следует эволюционная реакция второй популяции на изменение, произведенное в первой».

Хотя это определение является очень точным и предназначено для выяснения возможных двусмысленностей коэволюционного явления, оно не практично для биологов, так как его трудно доказать.

Точно так же простая совместная адаптация не подразумевает процесс коэволюции. Другими словами, наблюдение взаимодействия между двумя видами не является надежным доказательством того, что мы сталкиваемся с событием коэволюции..

Условия для совместной эволюции

Есть два требования к явлению коэволюции. Одним из них является специфичность, поскольку эволюция каждой характеристики или признака у вида обусловлена ​​избирательным давлением, оказываемым характером других видов, участвующих в системе..

Второе условие - взаимность - персонажи должны развиваться вместе (чтобы избежать путаницы с последовательной эволюцией).

Теории и гипотезы

Есть несколько теорий, связанных с явлениями коэволюции. Среди них гипотеза географической мозаики и красная королева.

Географическая мозаичная гипотеза

Эта гипотеза была предложена в 1994 году Томпсоном и рассматривает динамические явления коэволюции, которые могут происходить в разных популяциях. Другими словами, каждый географический район или регион представляет свои локальные адаптации.

Процесс миграции особей играет фундаментальную роль, поскольку вход и выход вариантов имеют тенденцию к гомогенизации локальных фенотипов популяций..

Эти два явления - локальные адаптации и миграции - являются силами, ответственными за географическую мозаику. Результатом события является возможность найти разные популяции в разных коэволюционных состояниях, поскольку один дом с течением времени следует своей траектории.

Благодаря наличию географической мозаики можно объяснить тенденцию исследований коэволюции, проводимых в разных регионах, но с одним и тем же видом, которые несовместимы друг с другом или в некоторых случаях противоречивы..

Гипотеза Красной Королевы

Гипотеза Красной Королевы была предложена Ли Ван Валеном в 1973 году. Исследователь был вдохновлен книгой, написанной Льюисом Кэрроллом Алиса сквозь зеркало. В отрывке истории автор рассказывает, как персонажи бегут так быстро, как могут, и все еще остаются на том же месте..

Ван Вален разработал свою теорию, основанную на постоянной вероятности вымирания, испытываемой линиями организмов. То есть они не способны «улучшаться» со временем и вероятность вымирания всегда одинакова.

Например, хищники и жертвы испытывают постоянную гонку вооружений. Если в каком-то аспекте хищник улучшит свою способность к атаке, добыча должна будет улучшиться в такой же степени - если этого не произойдет, они могут исчезнуть.

То же самое происходит в отношениях паразитов с их хозяевами или у травоядных животных и растений. Это постоянное улучшение обоих вовлеченных видов известно как гипотеза Красной Королевы..

тип

Удельная коэволюция

Термин «коэволюция» включает три основных типа. Самая простая форма называется «специфическая коэволюция», когда два вида эволюционируют в ответ друг на друга и наоборот. Например, одна жертва и один хищник.

Этот тип взаимодействия приводит к эволюционной гонке вооружений, которая приводит к расхождению в определенных чертах или может также привести к сближению во взаимных разновидностях.

Эта конкретная модель, в которой участвуют немногие виды, является наиболее подходящей для демонстрации существования эволюции. Если избирательное давление было достаточно сильным, следует ожидать появления адаптаций и контрадаптаций у видов.

Диффузная коэволюция

Второй тип называется «диффузной коэволюцией» и возникает, когда во взаимодействии участвуют несколько видов, а эффекты каждого вида не являются независимыми. Например, генетические различия в устойчивости хозяина к двум различным видам паразитов могут быть связаны.

Этот случай гораздо чаще встречается в природе. Тем не менее, это гораздо сложнее для изучения, чем конкретная коэволюция, так как существование нескольких видов делает экспериментальные проекты очень трудными..

Побег и радиация

Наконец, у нас есть случай «побега и радиации», когда вид развивает тип защиты от врага, в случае успеха это может распространиться, и происхождение может быть диверсифицировано, поскольку давление видов противника не такой сильный.

Например, когда вид растения выделяет определенное химическое соединение, которое оказывается очень успешным, оно может быть освобождено от потребления различными травоядными животными. Следовательно, родословная завода может стать разнообразной.

примеров

Коэволюционные процессы рассматриваются как источник биоразнообразия планеты Земля. Это конкретное явление присутствовало в наиболее важных событиях в эволюции организмов.

Далее мы опишем очень общие примеры коэволюционных событий между различными линиями, а затем поговорим о более конкретных случаях на уровне видов..

Происхождение органелл у эукариот

Одним из наиболее важных событий в эволюции жизни было нововведение эукариотической клетки. Они характеризуются наличием истинного ядра, ограниченного плазматической мембраной, и представляют субклеточные компартменты или органеллы.

Существуют очень веские доказательства, подтверждающие происхождение этих клеток посредством коэволюции с симбиотическими организмами, которые уступили место современным митохондриям. Эта идея известна как эндосимбиотическая теория.

То же относится и к происхождению растений. Согласно эндосимбиотической теории, хлоропласты возникли благодаря симбиозу между бактерией и другим организмом большего размера, который в итоге поглотил наименьшее.

Обе органеллы - митохондрии и хлоропласты - имеют определенные характеристики, напоминающие бактерии, такие как тип генетического материала, кольцевая ДНК и ее размер..

Происхождение пищеварительной системы

Пищеварительная система многих животных представляет собой целую экосистему, в которой обитает чрезвычайно разнообразная микробная флора.

Во многих случаях эти микроорганизмы играют решающую роль в переваривании пищи, помогая перевариванию питательных веществ, а в некоторых случаях могут синтезировать питательные вещества для хозяина..

Коэволютивные отношения между крио и сорока

У птиц есть очень специфическое явление, связанное с откладыванием яиц в чужих гнездах. Эта система коэволюции интегрированаКламатор гландариус) и его хозяин, сорока (Пика Пика).

Откладка яиц производится не случайно. Напротив, твари выбирают пары сорока, которые больше всего вкладывают в родительскую заботу. Таким образом, новый человек получит лучшую заботу от своих приемных родителей.

Как ты это делаешь? Использование сигналов, связанных с половым отбором хозяина, таких как большее гнездо.

В ответ на это поведение сороки уменьшили размер гнезда почти на 33% в областях, где существует криало. Таким же образом, они также имеют активную защиту гнезда.

Криало также может уничтожать яйца сороки, чтобы способствовать размножению своих птенцов. В ответ сороки увеличили количество яиц на гнездо, чтобы повысить их эффективность.

Самая важная адаптация - способность распознать паразитическое яйцо, чтобы изгнать его из гнезда. Хотя у птиц-паразитов развились яйца, очень похожие на яйца.

ссылки

1. Дарвин, C. (1859). О происхождении видов посредством естественного отбора. Мюррей.
2. Фриман, С. & Херрон, Дж. С. (2002). Эволюционный анализ. Прентис Холл.
3. Футуйма, Д.Дж. (2005). эволюция . Sinauer.
4. Janzen, D.H. (1980). Когда это коэволюция. эволюция, 34(3), 611-612.
5. Langmore, N.E., Hunt, S. & Kilner, R.M. (2003). Эскалация коэволюционной гонки вооружений путем отказа от хозяина, выводящего паразитических детенышей. природа, 422(6928), 157.
6. Солер М. (2002). Эволюция: основа биологии. Южный Проект.