КОЕВОЛЮЦИЯ: ТЕОРИЯ, ВИДОВЕ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В coevolution е реципрочна еволюционна промяна, която включва два или повече вида. Явлението е резултат от взаимодействието между тях. Различните взаимодействия, които се случват между организмите - конкуренция, експлоатация и взаимност, водят до важни последици в развитието и диверсификацията на въпросните линии.

Някои примери за еволюционните системи са връзката между паразитите и техните домакини, растенията и тревопасните животни, които се хранят с тях, или антагонистичните взаимодействия, възникващи между хищници и тяхната плячка.

Източник: Brocken Inaglory

Съвместната еволюция се счита за едно от феномените, отговорни за голямото разнообразие, на което се възхищаваме днес, породено от взаимодействия между видовете.

На практика да се докаже, че взаимодействието е събитие на коеволюцията не е лесна задача. Въпреки че взаимодействието между два вида е привидно перфектно, това не е надеждно доказателство за коеволюционния процес.

Един от подходите е да се използват филогенетични изследвания, за да се провери дали има подобен модел на диверсификация. В много случаи, когато филогениите на два вида са конгруентни, се приема, че има коеволюция между двете линии.

Видове взаимодействие

Преди да се задълбочим в проблемите, свързани с коеволюцията, е необходимо да се споменат видовете взаимодействия, които се случват между видовете, тъй като те имат много важни еволюционни последици.

конкуренция

Видовете могат да се състезават и това взаимодействие води до отрицателни ефекти върху растежа или възпроизводството на участващите индивиди. Конкуренцията може да бъде интреспецифична, ако се проявява между членове на един и същи вид, или междувидова, когато индивидите принадлежат към различни видове.

В екологията се използва "принципът на конкурентно изключване". Тази концепция предлага видовете, които се състезават за едни и същи ресурси, да не могат да се конкурират по стабилен начин, ако останалите екологични фактори се поддържат постоянни. С други думи, два вида не заемат една и съща ниша.

При този тип взаимодействие, един вид винаги завършва с изключение на другия. Или са разделени на някакво измерение на нишата. Например, ако два вида птици се хранят с едно и също нещо и имат едни и същи зони за почивка, за да продължат съвместното съществуване, те могат да имат своите върхове на активност в различно време на деня.

експлоатация

Втори тип взаимодействие между видовете е експлоатацията. Тук вид X стимулира развитието на вид Y, но това Y инхибира развитието на X. Типичните примери включват взаимодействие между хищник и плячка, паразити с гостоприемници и растения с тревопасни.

В случай на тревопасни животни се наблюдава постоянно развитие на механизмите за детоксикация на фона на вторични метаболити, които растението произвежда. По подобен начин растението се развива в токсини по-ефективно, за да ги изгони.

Същото е и при взаимодействието хищник-плячка, където плячката постоянно подобрява способността си да избягат, а хищниците увеличават способностите си за атака.

мутуализъм

Последният тип връзка включва полза или положителна връзка и за двата вида, които участват във взаимодействието. След това се говори за "взаимна експлоатация" между видовете.

Например, взаимността между насекомите и техните опрашители се превръща в ползи и за двете: насекомите (или всеки друг опрашител) се възползват от растителните хранителни вещества, докато растенията получават разпръскване на своите гамети. Симбиотичните отношения са друг добре известен пример за взаимност.

Определение на коеволюцията

Съвместната еволюция възниква, когато два или повече вида влияят върху еволюцията на другия. Строго погледнато, коеволюцията се отнася до реципрочното влияние между видовете. Необходимо е да се разграничи от друго събитие, наречено последователна еволюция, тъй като обикновено има объркване между двете явления.

Последователната еволюция възниква, когато единият вид има ефект върху еволюцията на другия, но същото не се случва и обратното - няма взаимност.

Терминът е използван за първи път през 1964 г. от изследователи Ерлих и Рейвън.

Работата на Ерлих и Рейвън върху взаимодействието между лепидотера и растения вдъхнови последователни проучвания на "коеволюцията". Въпреки това терминът се изкривява и губи значението си с течение на времето.

Въпреки това, първият човек, извършил проучване, свързано с коеволюцията между два вида, е Чарлз Дарвин, когато в „Произходът на видовете“ (1859 г.) спомена връзката между цветя и пчели, въпреки че не използва думата „ коеволюция “, за да опише явлението.

Определение на Janzen

Така през 60-те и 70-те години няма конкретно определение, докато Янцен през 1980 г. публикува бележка, която успява да коригира ситуацията.

Този изследовател определи термина коеволюция като: "характеристика на индивидите от популация, която се променя в отговор на друга характеристика на индивидите от втора популация, последвана от еволюционен отговор на втората популация на промяната, произведена в първата".

Въпреки че това определение е много точно и имало за цел да изясни възможните неясноти на коеволюционното явление, то не е практично за биолозите, тъй като е трудно да се докаже.

По същия начин простата коадаптация не предполага процес на коеволюция. С други думи, наблюдението на взаимодействие между двата вида не е надеждно доказателство, което да ни гарантира, че сме изправени пред събитие на коеволюция.

Условия за възникване на коеволюцията

Съществуват две изисквания за проявата на коеволюцията. Единият е специфичността, тъй като развитието на всяка характеристика или черта в един вид се дължи на селективния натиск, наложен от характеристиките на другите видове, участващи в системата.

Второто условие е реципрочност - героите трябва да се развиват заедно (за да се избегне объркване с последователната еволюция).

Теории и хипотези

Има няколко теории, свързани с явленията на коеволюцията. Сред тях са хипотезите на географската мозайка и тази на червената кралица.

Хипотеза за географска мозайка

Тази хипотеза е предложена през 1994 г. от Томпсън и разглежда динамичните явления на коеволюцията, които могат да се появят при различни популации. С други думи, всеки географски район или регион представя своите местни адаптации.

Миграционният процес на индивидите играе основна роля, тъй като влизането и излизането на вариантите имат тенденция да хомогенизират локалните фенотипи на популациите.

Тези два явления - местни адаптации и миграции - са силите, отговорни за географската мозайка. Резултатът от събитието е възможността да се намерят различни популации в различни коеволюционни състояния, тъй като всяко от тях следва своята собствена траектория във времето.

Благодарение на съществуването на географската мозайка може да се обясни тенденцията на изследванията за коеволюция, провеждани в различни региони, но с един и същи вид да са несъвместими един с друг или в някои случаи, противоречиви.

Хипотеза на Червената кралица

Хипотезата за Червената кралица е предложена от Лий Ван Вален през 1973 г. Изследователят е вдъхновен от книгата на Люис Карол Алис през стъклото. В пасаж в историята авторът разказва как героите тичат възможно най-бързо и все още остават на едно и също място.

Ван Вален разработил своята теория, основана на постоянната вероятност от изчезване, преживяна от родове на организмите. Тоест, те не са в състояние да се „подобрят“ във времето и вероятността за изчезване е винаги една и съща.

Например хищниците и плячката изпитват постоянна надпревара с оръжия. Ако хищникът подобри способността си да атакува по някакъв начин, плячката трябва да се подобри в подобна степен - ако това не се случи, те могат да изчезнат.

Същото се случва при връзката на паразитите с техните домакини или в тревопасните и растенията. Това постоянно усъвършенстване и на двата участващи вида е известно като хипотеза на Червената кралица.

Видове

Специфична коефициентност

Терминът "коеволюция" включва три основни типа. Най-простата форма се нарича „специфична коеволюция“, при която два вида се развиват в отговор на другия и обратно. Например единична плячка и един хищник.

Този тип взаимодействие поражда еволюционна надпревара с оръжия, която води до различия в определени черти или може да доведе до конвергенция при взаимните видове.

Този специфичен модел, в който участват малко видове, е най-подходящ за демонстриране на еволюцията. Ако селективният натиск е бил достатъчно силен, трябва да очакваме появата на адаптации и контраадапции при вида.

Дифузна коефициент

Вторият тип се нарича "дифузна коеволюция" и възниква, когато има няколко вида, участващи във взаимодействието и ефектите на всеки вид не са независими. Например, генетичното изменение в устойчивостта на гостоприемник срещу два различни вида паразити може да бъде свързано.

Този случай се среща много по-често. Въпреки това е много по-трудно да се изследва от специфичната коеволюция, тъй като съществуването на множество включени видове затруднява експерименталните проекти.

Бягство и радиация

И накрая, имаме случая с "бягство и радиация", при който вид се развива тип отбрана срещу враг, ако е успешен, той може да се разпространява и родословието може да бъде разнообразено, тъй като натискът на вида на врага не е толкова силен.

Например, когато растителен вид развива определено химично съединение, което се оказва много успешно, то може да се освободи от консумацията на различни тревопасни животни. Следователно, родословието на растението може да бъде разнообразено.

Примери

Коеволюционните процеси се считат за източник на биоразнообразието на планетата Земя. Това много специфично явление присъства в най-важните събития в еволюцията на организмите.

Сега ще опишем много общи примери за събития на коеволюция между различни линии и тогава ще говорим за по-специфични случаи на ниво видове.

Произход на органели в еукариоти

Едно от най-важните събития в еволюцията на живота беше иновацията на еукариотната клетка. Те се характеризират с това, че имат истинско ядро, ограничено от плазмена мембрана и представяне на подклетъчни отделения или органели.

Има много стабилни доказателства в подкрепа на произхода на тези клетки чрез коеволюция със симбиотични организми, които са отстъпили на мястото на настоящите митохондрии. Тази идея е известна като ендосимбиотична теория.

Същото се отнася и за произхода на растенията. Според ендосимбиотичната теория, хлоропластите възникват благодарение на симбиоза между бактерия и друг по-голям организъм, който в крайна сметка поглъща по-малкия.

И двете органели - митохондриите и хлоропластите - имат определени характеристики, напомнящи бактерии, като вида на генетичния материал, кръговата ДНК и техния размер.

Произходът на храносмилателната система

Храносмилателната система на много животни е цяла екосистема, обитавана от изключително разнообразна микробна флора.

В много случаи тези микроорганизми играят решаваща роля в храносмилането на храната, подпомагат усвояването на хранителни вещества и в някои случаи могат да синтезират хранителни вещества за гостоприемника.

Коеволюционни връзки между бебешката птица и магьосника

При птиците има много особено явление, свързано с снасянето на яйца в гнездата на други хора. Тази система на коеволюция е съставена от криоло (Clamator glandarius) и неговия гостоприемник - сороката (Pica pica).

Полагането на яйцето не се извършва на случаен принцип. За разлика от тях телетата избират двойките магове, които инвестират най-много в родителските грижи. Така новият индивид ще получи по-добри грижи от своите осиновители.

Как го правиш? Използване на сигналите, свързани със сексуалния избор на домакина, като например по-голямо гнездо.

В отговор на това поведение магите намаляват размера на гнездото си с почти 33% в районите, където съществуват младите. По същия начин те имат и активна защита на грижите за гнездата.

Породата също е способна да унищожи яйцата на сополата, за да благоприятства отглеждането на своите пиленца. В отговор соромите увеличават броя на яйцата на гнездо, за да повишат тяхната ефективност.

Най-важното приспособяване е да можеш да разпознаеш паразитното яйце, за да го изгониш от гнездото. Въпреки че паразитните птици са развили яйца, много сходни с тези на магьосниците.

Препратки

1. Дарвин, С. (1859). За произхода на видовете чрез естествена селекция. Мъри.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Еволюционен анализ. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
4. Janzen, DH (1980). Кога е коеволюцията. Еволюция, 34 (3), 611-612.
5. Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). Ескалация на еволюционната надпревара с оръжие чрез отхвърляне на паразитни млади от говедата. Природа, 422 (6928), 157.
6. Солер, М. (2002). Еволюция: основата на биологията. Проект Юг.