KOEVOLUCIJA: TEORIJA, VRSTE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026

Coevolution je recipročna evolucijski promjenu koja uključuje dvije ili više vrsta. Fenomen je rezultat interakcije među njima. Različite interakcije koje se događaju između organizama - natjecanje, iskorištavanje i međusobnost - dovode do važnih posljedica u evoluciji i raznolikosti dotičnih linija.

Neki primjeri evolucijskih sustava su odnos između parazita i njihovih domaćina, biljaka i biljojeda koji se hrane njima ili antagonističke interakcije koje se događaju između predatora i njihovog plijena.

Izvor: Brocken Inaglory

Koevolucija se smatra jednim od pojava odgovornih za veliku raznolikost kojoj se danas divimo, nastalu interakcijama među vrstama.

U praksi, dokazivanje da je interakcija događaj koevolucije nije lak zadatak. Iako je interakcija dviju vrsta naizgled savršena, to nije pouzdan dokaz koevolucijskog procesa.

Jedan od načina je upotreba filogenetskih studija kako bi se ispitalo postoji li sličan obrazac diverzifikacije. U mnogim slučajevima, kada su filogenije dviju vrsta jednake, pretpostavlja se da postoji koevolucija između obaju rodova.

Vrste interakcije

Prije nego što se udubimo u pitanja koja se odnose na koevoluciju, potrebno je spomenuti vrste interakcija koje se događaju između vrsta, jer one imaju vrlo važne evolucijske posljedice.

konkurencija

Vrste se mogu natjecati, a ta interakcija dovodi do negativnih učinaka na rast ili reprodukciju uključenih pojedinaca. Natjecanje može biti intraspecifično ako se događa između pripadnika iste vrste ili interspecifično kada jedinke pripadaju različitim vrstama.

U ekologiji se koristi "princip konkurentske isključenosti". Ovaj koncept predlaže da se vrste koje se natječu za iste resurse ne mogu konkurirati na stabilan način ako ostali ekološki čimbenici ostanu stalni. Drugim riječima, dvije vrste ne zauzimaju istu nišu.

U ovoj vrsti interakcije jedna vrsta uvijek završava isključujući drugu. Ili su podijeljeni u neku dimenziju niše. Na primjer, ako se dvije vrste ptica hrane istim stvarima i imaju ista počivališta, za nastavak suživota one mogu imati svoje vrhove aktivnosti u različito doba dana.

eksploatacija

Druga vrsta interakcije među vrstama je eksploatacija. Ovdje vrsta X potiče razvoj vrste Y, ali to Y inhibira razvoj X. Tipični primjeri uključuju interakcije između grabežljivca i plijena, parazita s domaćinima i biljaka sa biljojeda.

U slučaju biljojeda neprestano se razvijaju mehanizmi detoksikacije u lice sekundarnih metabolita koje biljka proizvodi. Slično tome, biljka efikasnije evoluira u toksine kako bi ih otjerala.

Isto je i u interakciji predator-plijen, gdje plijen neprestano poboljšava svoju sposobnost bijega, a grabežljivci povećavaju svoje napadačke sposobnosti.

Mutualizam

Posljednja vrsta odnosa uključuje korist ili pozitivan odnos za obje vrste koje sudjeluju u interakciji. Zatim se govori o "recipročnoj eksploataciji" između vrsta.

Na primjer, uzajamnost između insekata i njihovih oprašivača pretpostavlja koristi za oboje: insekti (ili bilo koji drugi oprašivač) imaju koristi od biljnih hranjivih sastojaka, dok biljke dobivaju širenje svojih gameta. Simbiotski odnosi su još jedan poznati primjer uzajamnosti.

Definicija koevolucije

Koevolucija nastaje kada dvije ili više vrsta utječu na evoluciju druge. Strogo govoreći, koevolucija se odnosi na recipročni utjecaj vrsta. Potrebno ga je razlikovati od drugog događaja koji se zove sekvencijalna evolucija, jer obično postoji zbrka između dvaju pojava.

Sekvencijalna evolucija događa se kada jedna vrsta utječe na evoluciju druge, ali isto se ne događa obrnuto - nema reciprociteta.

Izraz su prvi put upotrijebili 1964. istraživači Ehrlich i Raven.

Ehrlich i Ravenin rad na interakciji između lepidoptera i biljaka potaknuo je uzastopna istraživanja "koevolucije". Međutim, pojam je s vremenom postao iskrivljen i izgubio na značenju.

Međutim, prva osoba koja je provela istraživanje povezano s koevolucijom dviju vrsta bio je Charles Darwin, kada je u časopisu The Origin of Species (1859.) spomenuo odnos između cvijeća i pčela, iako nije koristio riječ " koevolucija ”za opisivanje fenomena.

Definicija Janzena

Dakle, u 60-ima i 70-ima nije postojala određena definicija, sve dok Janzen 1980. nije objavio bilješku kojom je uspio ispraviti situaciju.

Ovaj je istraživač termin koevolucija definirao kao: "karakteristika pojedinaca populacije koja se mijenja kao odgovor na drugu karakteristiku pojedinaca druge populacije, nakon čega slijedi evolucijski odgovor druge populacije na promjenu proizvedenu u prvoj".

Iako je ta definicija vrlo precizna i bila je namijenjena razjašnjenju mogućih nejasnoća koevolucijskog fenomena, za biologe to nije praktično, kao što je teško dokazati.

Na isti način, jednostavna koadaptacija ne podrazumijeva postupak koevolucije. Drugim riječima, promatranje interakcije obje vrste nije čvrst dokaz da bi se moglo suočiti s događajem koevolucije.

Uvjeti da se dogodi koevolucija

Postoje dva zahtjeva za pojavu koevolucije. Jedna je specifičnost, budući da je razvoj svake karakteristike ili osobine u jednoj vrsti posljedica selektivnih pritisaka karakteristikama drugih vrsta koje su uključene u sustav.

Drugi je uvjet reciprocitet - likovi se moraju razvijati zajedno (kako bi se izbjegla zabuna u nastavku evolucije).

Teorije i hipoteze

Postoji par teorija povezanih s fenomenima koevolucije. Među njima su hipoteze geografskog mozaika i crvene kraljice.

Hipoteza o geografskom mozaiku

Ovu je hipotezu predložio Thompson 1994. godine i razmatra dinamičke fenomene koevolucije koji se mogu pojaviti kod različitih populacija. Drugim riječima, svako zemljopisno područje ili regija predstavlja svoje lokalne prilagodbe.

Proces migracije pojedinaca igra temeljnu ulogu, jer ulazak i izlazak varijanti imaju tendenciju homogeniziranja lokalnih fenotipova populacije.

Ove dvije pojave - lokalne prilagodbe i migracije - su sile odgovorne za geografski mozaik. Rezultat događaja je mogućnost pronalaženja različitih populacija u različitim koevolucijskim stanjima, jer svako slijedi svoju putanju tijekom vremena.

Zahvaljujući postojanju zemljopisnog mozaika, moguće je objasniti tendenciju istraživanja koevolucije provedenih u različitim regijama, ali s istim vrstama da budu međusobno nedosljedne ili u nekim slučajevima kontradiktorne.

Hipoteza crvene kraljice

Hipotezu o Crvenoj kraljici predložio je Leigh Van Valen 1973. Istraživača je inspirirala knjiga Lewisa Carrola Alice kroz staklo. U odlomku u priči autor govori kako likovi trče što brže mogu i još uvijek ostaju na istom mjestu.

Van Valen razvio je svoju teoriju koja se temelji na stalnoj vjerojatnosti izumiranja koje su doživjele loze organizama. Odnosno, oni se nisu sposobni "poboljšati" s vremenom i vjerojatnost izumiranja uvijek je ista.

Na primjer, grabežljivci i plijeni doživljavaju stalnu utrku oružja. Ako grabežljivac poboljša svoje sposobnosti napada na bilo koji način, plijen bi se trebao poboljšati u sličnoj mjeri - ako se to ne dogodi, može izumrijeti.

Isto se događa i u odnosu parazita s njihovim domaćinima ili u biljojedi i biljkama. Ovo neprestano poboljšavanje obje uključene vrste poznato je kao hipoteza Crvene kraljice.

vrste

Specifična koevolucija

Izraz "koevolucija" uključuje tri osnovne vrste. Najjednostavniji oblik naziva se "specifična koevolucija", gdje se dvije vrste razvijaju kao odgovor na drugu i obrnuto. Na primjer, jedan plijen i jedan grabežljivac.

Ova vrsta interakcije rađa evolucijsku utrku oružja, što rezultira razilaženjem određenih osobina ili također može proizvesti konvergenciju u međusobnim vrstama.

Ovaj specifični model, u koji su uključene male vrste, najprikladniji je za dokaz postojanja evolucije. Ako su selektivni pritisci dovoljno snažni, trebalo bi očekivati ​​pojavu prilagodbi i protuprilagodbi u vrstama.

Difuzna koevolucija

Druga vrsta naziva se "difuzna koevolucija", a javlja se kada postoji nekoliko vrsta koje su uključene u interakciju i učinci svake vrste nisu neovisni. Na primjer, genetske varijacije u otpornosti domaćina protiv dvije različite vrste parazita mogu biti povezane.

Ovaj je slučaj mnogo učestaliji. Međutim, to je mnogo teže proučiti od specifične koevolucije, budući da postojanje više uključenih vrsta čini eksperimentalne nacrte vrlo teškim.

Bijeg i zračenje

Konačno, imamo slučaj "bijega i zračenja", gdje vrsta razvija vrstu obrane od neprijatelja, ako je uspješna može se širiti, a loza može biti raznolika, jer pritisak neprijateljske vrste nije tako jak.

Na primjer, kada se u biljnoj vrsti razvija određeni kemijski spoj koji bi se pokazao vrlo uspješnim, može se osloboditi od konzumiranja raznih biljojeda. Stoga se loze biljke mogu raznoroditi.

Primjeri

Koevolucijski procesi smatraju se izvorom biološke raznolikosti planete Zemlje. Taj je poseban fenomen prisutan u najvažnijim događajima u evoluciji organizama.

Sada ćemo opisati vrlo opće primjere događaja koevolucije između različitih rodova, a zatim ćemo govoriti o konkretnijim slučajevima na razini vrsta.

Porijeklo organela u eukariotama

Jedan od najvažnijih događaja u evoluciji života bila je inovacija eukariotske stanice. Za njih je karakteristično da imaju pravo jezgro ograničeno plazma membranom i prezentiraju subcelularne odjele ili organele.

Postoje vrlo čvrsti dokazi koji podupiru podrijetlo tih stanica koevolucijom sa simbiotskim organizmima koji su ustupili mjesto trenutnim mitohondrijama. Ova je ideja poznata kao endosimbiotska teorija.

Isto se odnosi i na podrijetlo biljaka. Prema endosimbiotskoj teoriji, kloroplasti su nastali zahvaljujući događaju simbioze između bakterije i drugog većeg organizma koji je završio zahvaćajući manji.

Oba organela - mitohondriji i kloroplasti - imaju određene karakteristike koje podsjećaju na bakterije, poput vrste genetskog materijala, kružne DNK i njihove veličine.

Podrijetlo probavnog sustava

Digestivni sustav mnogih životinja je čitav ekosustav koji je naseljen izuzetno raznolikom mikrobnom florom.

U mnogim slučajevima ti mikroorganizmi igraju ključnu ulogu u probavi hrane, pomažući u probavi hranjivih sastojaka, a u nekim slučajevima mogu sintetizirati hranjive tvari za domaćina.

Koevolucijski odnosi između bebe ptica i soje

Kod ptica je vrlo poseban fenomen, povezan s polaganjem jaja u gnijezda drugih ljudi. Ovaj sustav koevolucije sastoji se od crialoa (Clamator glandarius) i njegove vrste domaćina, magije (Pica pica).

Polaganje jajašca ne vrši se nasumično. Suprotno tome, telad biraju parove sokaka koji najviše ulažu u roditeljsku skrb. Tako će novi pojedinac dobiti bolju skrb od svojih posvojitelja.

Kako to radiš? Korištenje signala povezanih sa seksualnim odabirom domaćina, poput većeg gnijezda.

Kao odgovor na takvo ponašanje, grmići su smanjili veličinu gnijezda za gotovo 33% u područjima gdje postoje mladi. Slično tome, imaju i aktivnu obranu gniježđenja.

Rasta je također sposobna uništiti jajašca soka, pogodovati uzgoju svojih pilića. Kao odgovor, magarci su povećali broj jaja po gnijezdu kako bi povećali svoju učinkovitost.

Najvažnija prilagodba je prepoznavanje jajašca parazita kako bi ga mogli izbaciti iz gnijezda. Iako su parazitske ptice razvile jaja vrlo slična onima na magaracima.

Reference

1. Darwin, C. (1859). O podrijetlu vrsta prirodnim odabirom. Murray.
2. Freeman, S., i Herron, JC (2002). Evolucijska analiza Dvorana Prentice.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolucija. Sinauer.
4. Janzen, DH (1980). Kada je koevolucija. Evolucija, 34 (3), 611-612.
5. Langmore, NE, Hunt, S. i Kilner, RM (2003). Eskalacija koevolucijske utrke oružja kroz odbacivanje domaćih mladića parazita. Priroda, 422 (6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evolucija: osnova biologije. Projekt Jug.