SAMUTVIKLING: TEORI, TYPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

Den koevolusjon er en gjensidig evolusjonær endring som involverer to eller flere arter. Fenomenet er resultatet av samspillet mellom dem. De forskjellige interaksjonene som oppstår mellom organismer - konkurranse, utnyttelse og gjensidighet - fører til viktige konsekvenser i utviklingen og diversifiseringen av de aktuelle linjene.

Noen eksempler på evolusjonssystemer er forholdet mellom parasitter og deres verter, plantene og planteetere som lever av dem, eller de antagonistiske interaksjonene som oppstår mellom rovdyr og deres byttedyr.

Kilde: Brocken Inaglory

Samevolusjon anses å være et av fenomenene som er ansvarlige for det store mangfoldet som vi beundrer i dag, produsert av interaksjoner mellom arter.

I praksis er det ikke en lett oppgave å bevise at et samspill er en coevolution-hendelse. Selv om samspillet mellom to arter tilsynelatende er perfekt, er det ikke pålitelig bevis på den coevolutionary prosessen.

En tilnærming er å bruke fylogenetiske studier for å teste om det er et lignende mønster av diversifisering. I mange tilfeller, når fylogeniene til to arter er kongruente, antas det at det er koevolusjon mellom begge linjer.

Typer interaksjon

Før du går inn på spørsmålene knyttet til samutvikling, er det nødvendig å nevne hvilke typer interaksjoner som oppstår mellom arter, siden disse har svært viktige evolusjonsmessige konsekvenser.

Konkurranse

Arter kan konkurrere, og dette samspillet fører til negative effekter på vekst eller reproduksjon av de involverte individene. Konkurranse kan være intraspesifikk, hvis den forekommer mellom medlemmer av samme art, eller interspesifikk, når individer tilhører forskjellige arter.

I økologi brukes "prinsippet om konkurrerende eksklusjon". Dette konseptet foreslår at artene som konkurrerer om de samme ressursene ikke kan konkurrere på en stabil måte hvis resten av de økologiske faktorene forblir konstante. Med andre ord, to arter okkuperer ikke den samme nisjen.

I denne typen interaksjoner ender alltid den ene arten ut med den andre. Eller de er delt inn i en dimensjon av nisjen. Hvis for eksempel to fuglearter lever av samme ting og har de samme hvileområdene, kan de for å fortsette sameksistere ha aktivitetstoppene sine på forskjellige tider av døgnet.

Utnyttelse

En annen type interaksjon mellom arter er utnyttelse. Her stimulerer en art X utviklingen av en art Y, men denne Y hemmer utviklingen av X. Typiske eksempler inkluderer samhandling mellom rovdyr og byttedyr, parasitter med verter og planter med planteetere.

Når det gjelder planteetere er det en konstant utvikling av avgiftningsmekanismer i møte med sekundære metabolitter som planten produserer. På samme måte utvikler planten seg til giftstoffer mer effektivt for å fjerne dem.

Det samme er tilfelle i samhandling mellom rovdyr og byttedyr, der byttedyr stadig forbedrer evnen til å rømme og rovdyr øker angrepsevnen.

mutualism

Den siste typen forhold innebærer en fordel, eller et positivt forhold for begge artene som deltar i interaksjonen. Det er da snakk om en "gjensidig utnyttelse" mellom arten.

For eksempel oversetter gjensidigheten mellom insekter og deres pollinatorer fordeler for begge: insekter (eller en hvilken som helst annen pollinator) drar nytte av plantenæringsstoffer, mens planter får spredning av gametene sine. Symbiotiske forhold er et annet kjent eksempel på gjensidighet.

Definisjon av coevolution

Samevolusjon skjer når to eller flere arter påvirker evolusjonen til den andre. Strengt tatt refererer coevolution til gjensidig påvirkning mellom arter. Det er nødvendig å skille den fra en annen hendelse som kalles sekvensiell evolusjon, siden det vanligvis er forvirring mellom de to fenomenene.

Sekvensiell evolusjon skjer når den ene arten har effekt på den andre, men det samme skjer ikke omvendt - det er ingen gjensidighet.

Begrepet ble brukt for første gang i 1964 av forskerne Ehrlich og Raven.

Ehrlich og Ravens arbeid med samspillet mellom lepidoptera og planter inspirerte suksessive undersøkelser av "coevolution." Imidlertid ble begrepet forvrengt og mistet mening over tid.

Imidlertid var den første personen som gjennomførte en studie relatert til koevolusjonen mellom to arter, Charles Darwin, da han i The Origin of Species (1859) nevnte forholdet mellom blomster og bier, selv om han ikke brukte ordet " coevolution ”for å beskrive fenomenet.

Definisjon av Janzen

På 60- og 70-tallet var det således ingen spesifikk definisjon, før Janzen i 1980 publiserte en lapp som klarte å rette opp situasjonen.

Denne forskeren definerte begrepet coevolution som: "et kjennetegn på individene i en befolkning som endres som svar på et annet kjennetegn ved individene fra en andre befolkning, etterfulgt av en evolusjonær respons i den andre populasjonen på endringen som ble produsert i den første."

Selv om denne definisjonen er veldig presis og hadde til hensikt å tydeliggjøre de mulige uklarhetene i det koevolusjonære fenomenet, er det ikke praktisk for biologer, da det er vanskelig å bevise.

På samme måte innebærer enkel koadaptasjon ikke en samutviklingsprosess. Med andre ord er observasjonen av et samspill mellom begge artene ikke et robust bevis for å sikre at vi står overfor en samutviklingshendelse.

Betingelser for at coevolution skal oppstå

Det er to krav for at samutviklingsfenomenet skal finne sted. Den ene er spesifisitet, siden utviklingen av hver karakteristikk eller egenskap hos en art skyldes det selektive trykket som er påført av egenskapene til de andre artene som er involvert i systemet.

Den andre betingelsen er gjensidighet - karakterene må utvikle seg sammen (for å unngå forvirring med sekvensiell evolusjon).

Teorier og hypoteser

Det er et par teorier knyttet til koevolusjonsfenomener. Blant dem er hypotesene til den geografiske mosaikken og den røde dronningens.

Geografisk mosaikkhypotese

Denne hypotesen ble foreslått i 1994 av Thompson, og vurderer de dynamiske fenomenene i samevolusjon som kan oppstå i forskjellige populasjoner. Med andre ord, hvert geografisk område eller region presenterer sine lokale tilpasninger.

Migrasjonsprosessen til individer spiller en grunnleggende rolle, siden inntreden og utgangen av variantene har en tendens til å homogenisere de lokale fenotypene til populasjonene.

Disse to fenomenene - lokale tilpasninger og migrasjoner - er kreftene som er ansvarlige for den geografiske mosaikken. Resultatet av hendelsen er muligheten for å finne forskjellige populasjoner i forskjellige samevolusjonære stater, siden hver enkelt følger sin egen bane over tid.

Takket være eksistensen av den geografiske mosaikken, tendensen til samutviklingsundersøkelser utført i forskjellige regioner, men med den samme arten for å være inkonsekvent med hverandre eller i noen tilfeller, kan motstridende forklares.

Røde dronninghypotese

Røde dronninghypotesen ble foreslått av Leigh Van Valen i 1973. Forskeren ble inspirert av boken av Lewis Carrol Alice gjennom det ser glasset. I en passasje i historien forteller forfatteren hvordan karakterene løper så fort de kan og fremdeles forblir på samme sted.

Van Valen utviklet teorien sin basert på den konstante sannsynligheten for utryddelse som oppleves av avstamninger av organismer. Det vil si at de ikke er i stand til å "forbedre" seg over tid, og sannsynligheten for utryddelse er alltid den samme.

Rovdyr og byttedyr opplever for eksempel et konstant våpenløp. Hvis rovdyret forbedrer evnen til å angripe på noen måte, bør byttet forbedre seg i lignende grad - hvis dette ikke skjer, kan de bli utdødd.

Det samme forekommer i forholdet mellom parasitter og vertene deres eller i planteetere og planter. Denne konstante forbedringen av begge involverte arter er kjent som Red Queen-hypotesen.

typer

Spesifikk coevolution

Begrepet "coevolution" inkluderer tre grunnleggende typer. Den enkleste formen kalles "spesifikk coevolution", der to arter utvikler seg som respons på den andre og omvendt. For eksempel et enkelt bytte og et enkelt rovdyr.

Denne typen interaksjoner gir opphav til et evolusjonært våpenløp, som resulterer i divergens i visse trekk eller også kan gi konvergens hos gjensidigistiske arter.

Denne spesifikke modellen, der få arter er involvert, er best egnet til å demonstrere eksistensen av evolusjon. Hvis det selektive trykket har vært sterkt nok, bør vi forvente utseendet på tilpasninger og mottilpasninger hos arten.

Diffus coevolution

Den andre typen kalles "diffus coevolution", og den oppstår når det er flere arter som er involvert i samspillet og effekten av hver art ikke er uavhengige. For eksempel kan genetisk variasjon i en verts motstand mot to forskjellige parasittarter være relatert.

Denne saken er mye hyppigere i naturen. Imidlertid er det mye vanskeligere å studere enn spesifikk coevolution, siden eksistensen av flere involverte arter gjør eksperimentelle design veldig vanskelig.

Flukt og stråling

Til slutt har vi tilfellet "flukt og stråling", der en art utvikler en type forsvar mot en fiende, hvis den er vellykket kan den spre seg og avstamningen kan diversifiseres, siden trykket fra fiendens art ikke er så sterk.

For eksempel, når en planteart utvikler en viss kjemisk forbindelse som viser seg å være veldig vellykket, kan den bryte fri fra forbruket av forskjellige planteetere. Derfor kan avstamningen til planten diversifiseres.

eksempler

Samevolusjonære prosesser regnes som kilden til biologisk mangfold av planeten jorden. Dette helt spesielle fenomenet har vært til stede i de viktigste hendelsene i utviklingen av organismer.

Vi vil nå beskrive veldig generelle eksempler på coevolusjonshendelser mellom forskjellige avstamninger og så vil vi snakke om mer spesifikke tilfeller på artsnivå.

Opprinnelse av organeller i eukaryoter

En av de viktigste hendelsene i livets utvikling var innovasjonen av den eukaryote cellen. Disse er kjennetegnet ved å ha en ekte kjerne avgrenset av en plasmamembran og presentere subcellulære rom eller organeller.

Det er veldig robuste bevis som støtter opprinnelsen til disse cellene gjennom samutvikling med symbiotiske organismer som ga vei for dagens mitokondrier. Denne ideen er kjent som endosymbiotisk teori.

Det samme gjelder plantenes opprinnelse. I følge den endosymbiotiske teorien oppsto kloroplastene takket være en symbiosehendelse mellom en bakterie og en annen større organisme som endte med å oppsluke den mindre.

Begge organellene - mitokondriene og kloroplastene - har visse egenskaper som minner om bakterier, for eksempel typen genetisk materiale, sirkulært DNA og deres størrelse.

Opprinnelsen til fordøyelsessystemet

Fordøyelsessystemet til mange dyr er et helt økosystem bebodd av ekstremt mangfoldig mikrobiell flora.

I mange tilfeller spiller disse mikroorganismene en avgjørende rolle i fordøyelsen av mat, og hjelper til med fordøyelsen av næringsstoffer, og i noen tilfeller kan de syntetisere næringsstoffer for verten.

Koevolusjonære forhold mellom babyfuglen og skitten

Hos fugler er det et veldig spesielt fenomen, relatert til legging av egg i andres reir. Dette koevolusjonssystemet består av crialo (Clamator glandarius) og dets vertsart, Skjerpen (Pica pica).

Legging av egget gjøres ikke tilfeldig. I kontrast til det, velger kalvene de par skurrene som investerer mest i foreldreomsorg. Dermed vil det nye individet få bedre omsorg fra sine adoptivforeldre.

Hvordan gjør du det? Bruke signalene relatert til seksuelt utvalg av verten, for eksempel et større reir.

Som svar på denne oppførselen reduserte skyttere reirstørrelsen med nesten 33% i områdene der de unge eksisterer. Tilsvarende har de også et aktivt forsvar av reiromsorgen.

Ungen er også i stand til å ødelegge skjorteeggene, for å favorisere oppdrett av kyllingene. Som svar økte skyting antall egg per rede for å øke effektiviteten.

Den viktigste tilpasningen er å kunne gjenkjenne det parasittiske egget for å bortvise det fra reiret. Selv om parasittfugler har utviklet egg som ligner mye på skøyter.

referanser

1. Darwin, C. (1859). På artenes opprinnelse ved hjelp av naturlig seleksjon. Murray.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolusjonsanalyse. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Utvikling. Sinauer.
4. Janzen, DH (1980). Når er det coevolution. Evolusjon, 34 (3), 611-612.
5. Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). Opptrapping av et samevolusjonært våpenløp gjennom vertsavvisning av unglede parasittiske unger. Nature, 422 (6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evolusjon: grunnlaget for biologi. Sør-prosjektet.