Co to jest koewolucja? Definicja i przykłady

Bzygow siedzący na kwiatku.

Alexander Maack / Getty Images

Koewolucja odnosi się do ewolucji, która zachodzi wśród współzależnych gatunek w wyniku określonych interakcji. Oznacza to, że adaptacje występujące u jednego gatunku wywołują wzajemne adaptacje u innego gatunku lub wielu gatunków. Procesy koewolucyjne są ważne w ekosystemach, ponieważ tego typu interakcje kształtują relacje między organizmami w różnych poziomy troficzne w społecznościach.

Kluczowe dania na wynos

• Koewolucja obejmuje wzajemne zmiany adaptacyjne, które zachodzą wśród współzależnych gatunków.
• Relacje antagonistyczne, wzajemne i komensalistyczne w społecznościach sprzyjają koewolucji.
• Koewolucyjne interakcje antagonistyczne obserwuje się w relacjach drapieżnik-ofiara i żywiciel-pasożyt.
• Koewolucyjne interakcje mutualistyczne obejmują rozwój wzajemnie korzystnych relacji między gatunkami.
• Koewolucyjne interakcje komensalistyczne obejmują relacje, w których jeden gatunek czerpie korzyści, a drugi nie jest krzywdzony. Jednym z takich przykładów jest mimikra batesowska.

Podczas gdy Darwin opisał procesy koewolucji w: zapylacz roślin relacje w 1859, Paul Ehrlich i Peter Raven są uznawani za pierwszych, którzy wprowadzili termin „koewolucja” w swoim artykule z 1964 r. Motyle i rośliny: studium koewolucji . W tym badaniu Ehrlich i Raven zasugerowali, że rośliny wytwarzają szkodliwe chemikalia, aby uniemożliwić owadom zjadanie ich liści, podczas gdy niektóre gatunki motyli rozwinęły adaptacje, które pozwoliły im neutralizować toksyny i żywić się roślinami. W tym związku ewolucyjny wyścig zbrojeń miało miejsce, w którym każdy gatunek wywierał selektywną presję ewolucyjną na drugi, co wpływało na adaptacje u obu gatunków.

Ekologia społeczności

Interakcje między organizmami biologicznymi w ekosystemy lub biomy określają typy zbiorowisk w określonych siedliskach. Łańcuchy pokarmowe i sieci pokarmowe, które rozwijają się w społeczności, pomagają napędzać koewolucję między gatunkami. Gdy gatunki rywalizują o zasoby w środowisku, doświadczają naturalna selekcja oraz presja dostosowania się do przetrwania.

Kilka rodzajów relacji symbiotycznych w społecznościach promuje koewolucję w ekosystemach. Relacje te obejmują relacje antagonistyczne, relacje wzajemne i relacje komensalistyczne. W związkach antagonistycznych organizmy konkurują o przetrwanie w środowisku. Przykłady obejmują relacje drapieżnik-ofiara i relacje pasożyt-żywiciel. W mutualistycznych interakcjach koewolucyjnych oba gatunki rozwijają adaptacje z korzyścią dla obu organizmów. W interakcjach komensalistycznych jeden gatunek czerpie korzyści z relacji, podczas gdy drugi nie jest krzywdzony.

Interakcje z antagonistami

Samica lamparta stalking zdobycz w wysokiej trawie. Eastcott Momatiuk/The Image Bank/Getty Images Plus

Koewolucyjne interakcje antagonistyczne obserwuje się u drapieżnika-ofiara i pasożyt-żywiciel relacje. W relacjach drapieżnik-ofiara zdobycz rozwija adaptacje, aby uniknąć drapieżników, a drapieżniki nabywają z kolei dodatkowe adaptacje. Na przykład drapieżniki, które urządzają zasadzkę na swoją ofiarę, mają adaptacje kolorystyczne, które pomagają im wtopić się w otoczenie. Mają również wzmocnione zmysły węchu i wzroku, aby dokładnie zlokalizować swoją ofiarę. Ofiary, które ewoluują, aby rozwinąć wyostrzone zmysły wzroku lub zdolność do wykrywania niewielkich zmian w przepływie powietrza, są bardziej skłonne do dostrzegania drapieżników i unikania ich próby zasadzki. Zarówno drapieżnik, jak i ofiara muszą nadal dostosowywać się, aby zwiększyć swoje szanse na przeżycie.

W koewolucyjnych relacjach między żywicielem a pasożytem pasożyt rozwija adaptacje, aby przezwyciężyć mechanizmy obronne gospodarza. Z kolei żywiciel opracowuje nowe mechanizmy obronne, aby pokonać pasożyta. Przykładem tego typu relacji jest relacja między Królik australijski populacje i wirus myksomatozy. Ten wirus został użyty w próbie kontrolowania populacji królików w Australii w latach pięćdziesiątych. Początkowo wirus był bardzo skuteczny w niszczeniu królików. Z biegiem czasu populacja dzikich królików doświadczyła zmian genetycznych i rozwinęła oporność na wirusa. Śmiertelność wirusa zmieniła się z wysokiej, przez niską, na pośrednią. Uważa się, że zmiany te odzwierciedlają zmiany koewolucyjne między populacją wirusa i królika.

Wzajemne interakcje

Koewolucja między osami figowymi a figami stała się tak głęboka, że ​​żaden organizm nie może istnieć bez drugiego. Encyklopedia Britannica/UIG/Getty Images Plus

Koewolucjonista mutualistyczny interakcje zachodzące między gatunkami wiążą się z rozwojem wzajemnie korzystnych relacji. Relacje te mogą mieć charakter wyłączny lub ogólny. Relacja między roślinami a zapylaczami zwierzęcymi jest przykładem ogólnej relacji mutualistycznej. Zwierzęta są uzależnione od roślin jako pokarmu, a rośliny zależą od zwierząt, jeśli chodzi o zapylanie lub rozsiewanie nasion.

Związek między osa figowa a drzewo figowe jest przykładem ekskluzywnej koewolucyjnej relacji mutualistycznej. Samica rodziny os Agaonidae składają jaja w niektórych kwiatach określonych drzew figowych. Te osy się rozpraszają pyłek kwiatowy gdy podróżują od kwiatka do kwiatka. Każdy gatunek drzewa figowego jest zwykle zapylany przez pojedynczy gatunek osy, który rozmnaża się i odżywia tylko określony gatunek drzewa figowego. Relacja osa-figi jest tak spleciona, że ​​przetrwanie każdej z nich zależy wyłącznie od drugiej.

Mimika

Prześmiewca Swallowtail. AYImages/iStock/Getty Images Plus

Koewolucjonista komensalistyczny interakcje obejmują relacje, w których jeden gatunek czerpie korzyści, podczas gdy drugi nie jest krzywdzony. Przykładem tego typu relacji jest Mimikra batesowska . W mimice batesowskiej jeden gatunek naśladuje cechy innego gatunku w celach ochronnych. Gatunek, który jest naśladowany, jest trujący lub szkodliwy dla potencjalnych drapieżników, a zatem naśladowanie jego cech zapewnia ochronę nieszkodliwym gatunkom. Na przykład szkarłatne węże i węże mleczne wyewoluowały, aby mieć podobne ubarwienie i pasy jak jadowite węże koralowe. Do tego, prześmiewca pazia ( Motyl Dardanus ) gatunki motyli naśladują wygląd gatunków motyli z Nimfalidy rodzina jedząca rośliny zawierające szkodliwe chemikalia. Te chemikalia sprawiają, że motyle są niepożądane dla drapieżników. Mimikra Nimfalidy motyle chroni Motyl Dardanus gatunki od drapieżników, które nie potrafią odróżnić gatunków.

Źródła

• Ehrlicha, Paula R. i Petera H. Ravena. „Motyle i rośliny: studium koewolucji”. Ewolucja , tom. 18, nie. 4, 1964, s. 586–608., doi:10.1111/j.1558-5646.1964.tb01674.x.
• Penn, Dustin J. „Koewolucja: żywiciel-pasożyt”. Brama Badań , www.researchgate.net/publication/230292430_Coevolution_Host-Parasite.
• Schmitz, Oswald. „Cechy funkcjonalne drapieżnika i zdobyczy: zrozumienie mechanizmów adaptacyjnych prowadzących do interakcji drapieżnik-ofiara”. F1000Badania tom. 6 1767. 27 września 2017, doi:10.12688/f1000research.11813.1
• Zaman, Luis i in. „Koewolucja napędza pojawienie się złożonych cech i promuje ewolucję”. PLOS Biologia , Public Library of Science, journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1002023.