SAMUTVECKLING: TEORI, TYPER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Den samevolution är en ömsesidig evolutionär förändring som innebär två eller flera arter. Fenomenet är resultatet av samspelet mellan dem. De olika interaktioner som uppstår mellan organismer - konkurrens, exploatering och ömsesidighet - leder till viktiga konsekvenser i utvecklingen och diversifieringen av de här linjerna.

Några exempel på evolutionssystem är förhållandet mellan parasiter och deras värdar, växterna och växter som lever på dem, eller de antagonistiska interaktioner som uppstår mellan rovdjur och deras rov.

Källa: Brocken Inaglory

Samutveckling anses vara ett av de fenomen som är ansvariga för den stora mångfalden som vi beundrar idag, producerade av interaktioner mellan arter.

I praktiken är det inte en lätt uppgift att bevisa att en interaktion är en samutvecklingshändelse. Även om interaktionen mellan två arter är uppenbarligen perfekt, är det inte pålitligt bevis för den samevolutionära processen.

En metod är att använda fylogenetiska studier för att testa om det finns ett liknande diversifieringsmönster. I många fall, när fylogenierna hos två arter är kongruenta, antas det att det finns samutveckling mellan båda linjerna.

Typer av interaktion

Innan frågorna kring samutveckling fördjupas är det nödvändigt att nämna de typer av interaktioner som uppstår mellan arter, eftersom dessa har mycket viktiga evolutionära konsekvenser.

Konkurrens

Arter kan tävla, och denna interaktion leder till negativa effekter på tillväxten eller reproduktionen av de inblandade individerna. Konkurrens kan vara intraspecifik, om den inträffar mellan medlemmar av samma art, eller interspecifik, när individer tillhör olika arter.

I ekologi används "principen om konkurrenskraftig uteslutning". Detta koncept föreslår att arter som konkurrerar om samma resurser inte kan tävla på ett stabilt sätt om resten av de ekologiska faktorerna hålls konstant. Med andra ord, två arter upptar inte samma nisch.

I denna typ av interaktion slutar en art alltid med att utesluta den andra. Eller de är indelade i någon dimension av nisch. Till exempel, om två fåglarter livnär sig på samma sak och har samma viloplatser, för att fortsätta att samexistera kan de ha sina toppar av aktivitet vid olika tidpunkter på dagen.

Utnyttjande

En andra typ av interaktion mellan arter är exploatering. Här stimulerar en art X utvecklingen av en art Y, men denna Y hämmar utvecklingen av X. Typiska exempel inkluderar interaktioner mellan rovdjur och rov, parasiter med värdar och växter med växtätare.

När det gäller växtätare finns det en ständig utveckling av avgiftningsmekanismer inför sekundära metaboliter som växten producerar. På samma sätt utvecklas växten till toxiner mer effektivt för att driva bort dem.

Detsamma gäller i interaktion mellan rovdjur och byte, där byten ständigt förbättrar deras förmåga att fly och rovdjur ökar sina attackförmågor.

mutualism

Den sista typen av förhållande innebär en fördel, eller ett positivt förhållande för båda arter som deltar i interaktionen. Det talas då om ett "ömsesidigt utnyttjande" mellan arten.

Exempelvis innebär ömsesidigheten mellan insekter och deras pollinatorer fördelar för båda: insekter (eller någon annan pollinerare) drar nytta av växtnäringsämnen, medan växter sprider sina gameter. Symbiotiska relationer är ett annat välkänt exempel på ömsesidighet.

Definition av coevolution

Samutveckling sker när två eller flera arter påverkar utvecklingen av den andra. Strikt sett hänvisar samutveckling till det ömsesidiga inflytandet mellan arter. Det är nödvändigt att skilja den från en annan händelse som kallas sekventiell evolution, eftersom det vanligtvis är förvirring mellan de två fenomenen.

Sekventiell utveckling sker när en art påverkar utvecklingen av den andra, men detsamma sker inte tvärtom - det finns ingen ömsesidighet.

Begreppet användes för första gången 1964 av forskarna Ehrlich och Raven.

Ehrlich och Ravens arbete med samspelet mellan lepidoptera och växter inspirerade successiva undersökningar av "samutveckling". Men termen blev förvrängd och förlorade mening med tiden.

Men den första personen som genomförde en studie relaterad till samutvecklingen mellan två arter var Charles Darwin, när han i The Origin of Species (1859) nämnde förhållandet mellan blommor och bin, även om han inte använde ordet " coevolution ”för att beskriva fenomenet.

Definition av Janzen

På 60- och 70-talet fanns det således ingen specifik definition förrän Janzen 1980 publicerade en anteckning som lyckades korrigera situationen.

Denna forskare definierade termen coevolution som: "ett kännetecken för individerna i en befolkning som förändras som svar på ett annat kännetecken för individerna i en andra befolkning, följt av ett evolutionärt svar i den andra populationen på den förändring som producerades i den första".

Även om denna definition är mycket exakt och var avsedd att klargöra eventuella oklarheter i det samevolutionära fenomenet, är det inte praktiskt för biologer, eftersom det är svårt att bevisa.

På samma sätt innebär enkel samadaptation inte en samutvecklingsprocess. Med andra ord är observationen av en växelverkan mellan båda arterna inte ett robust bevis för att säkerställa att vi står inför en samutvecklingshändelse.

Villkor för att samutveckling ska uppstå

Det finns två krav för att samutvecklingsfenomenet ska äga rum. En är specificitet, eftersom utvecklingen av varje kännetecken eller egenskap hos en art beror på det selektiva trycket som påverkas av egenskaperna hos de andra arter som är involverade i systemet.

Det andra villkoret är ömsesidighet - karaktärerna måste utvecklas tillsammans (för att undvika förvirring med sekventiell utveckling).

Teorier och hypoteser

Det finns ett par teorier relaterade till samutvecklingsfenomen. Bland dem finns hypoteserna om den geografiska mosaiken och den röda drottningens.

Geografisk mosaikhypotes

Den här hypotesen föreslogs 1994 av Thompson och beaktar de dynamiska fenomenen med samutveckling som kan förekomma i olika populationer. Med andra ord, varje geografiskt område eller region presenterar sina lokala anpassningar.

Migrationsprocessen för individer spelar en grundläggande roll, eftersom inträde och utträde av varianterna tenderar att homogenisera de lokala fenotyperna i populationerna.

Dessa två fenomen - lokala anpassningar och migrationer - är de krafter som är ansvariga för den geografiska mosaiken. Resultatet av händelsen är möjligheten att hitta olika populationer i olika samevolutionära stater, eftersom var och en följer sin egen bana över tid.

Tack vare existensen av den geografiska mosaiken, tendensen till samutvecklingsundersökningar genomförda i olika regioner men med samma art för att vara inkonsekvent med varandra eller i vissa fall kan motsägelseförklaras.

Red Queen Hypotes

Red Queen-hypotesen föreslogs av Leigh Van Valen 1973. Forskaren inspirerades av boken av Lewis Carrol Alice genom det ser glaset. I ett avsnitt i berättelsen berättar författaren hur karaktärerna springer så fort de kan och fortfarande förblir på samma plats.

Van Valen utvecklade sin teori baserat på den ständiga sannolikheten för utrotning som upplevs av organismernas släkt. Det vill säga att de inte kan "förbättras" med tiden och sannolikheten för utrotning är alltid densamma.

Till exempel upplever rovdjur och byte ett konstant vapenkapp. Om rovdjuret förbättrar sin förmåga att attackera på något sätt, bör bytet förbättras i liknande utsträckning - om detta inte händer kan de bli utrotade.

Detsamma sker i samband med parasiter med deras värdar eller i växtätare och växter. Denna ständiga förbättring av båda arter som är inblandade kallas Red Queen-hypotesen.

typer

Specifik samutveckling

Uttrycket "samutveckling" inkluderar tre grundtyper. Den enklaste formen kallas "specifik samutveckling", där två arter utvecklas som svar på den andra och vice versa. Till exempel ett enda rov och ett enda rovdjur.

Denna typ av interaktion ger upphov till en evolutionär vapenras, vilket resulterar i divergens i vissa drag eller kan också ge konvergens i gensidig art.

Denna specifika modell, där få arter är inblandade, är bäst lämpade för att visa att det finns evolution. Om det selektiva trycket har varit tillräckligt starkt, kan vi förvänta oss utseendet på anpassningar och mot-anpassningar hos arten.

Diffus samutveckling

Den andra typen kallas "diffus samutveckling", och den inträffar när det finns flera arter som är involverade i interaktionen och effekterna av varje art inte är oberoende. Till exempel kan genetisk variation i värdens resistens mot två olika arter av parasiter relateras.

Detta fall är mycket vanligare. Det är emellertid mycket svårare att studera än specifik samutveckling, eftersom förekomsten av flera involverade arter gör experimentella konstruktioner mycket svåra.

Flykt och strålning

Slutligen har vi fallet med "flykt och strålning", där en art utvecklar en typ av försvar mot en fiende, om det lyckas kan detta sprida sig och linjen kan diversifieras, eftersom fiendens art inte är så stark.

Till exempel, när en växtart utvecklar en viss kemisk förening som visar sig vara mycket framgångsrik, kan den bryta sig fri från konsumtionen av olika växtätare. Därför kan anläggningens släkt diversifieras.

exempel

Co-evolutionära processer anses vara källan till den biologiska mångfalden på planeten jorden. Detta mycket speciella fenomen har varit närvarande i de viktigaste händelserna i utvecklingen av organismer.

Vi kommer nu att beskriva mycket allmänna exempel på samutvecklingshändelser mellan olika linjer och sedan kommer vi att prata om mer specifika fall på artnivå.

Orgelens ursprung i eukaryoter

En av de viktigaste händelserna i livsutvecklingen var innovationen av den eukaryota cellen. Dessa kännetecknas av att ha en verklig kärna avgränsad av ett plasmamembran och presentera subcellulära fack eller organeller.

Det finns mycket robusta bevis som stöder ursprunget till dessa celler genom samutveckling med symbiotiska organismer som gav plats för nuvarande mitokondrier. Denna idé är känd som endosymbiotisk teori.

Detsamma gäller växternas ursprung. Enligt den endosymbiotiska teorin har kloroplaster sitt ursprung tack vare en symbioshändelse mellan en bakterie och en annan större organisme som hamnade i den mindre.

Båda organellerna - mitokondrierna och kloroplasterna - har vissa egenskaper som påminner om bakterier, till exempel typen av genetiskt material, cirkulärt DNA och deras storlek.

Ursprunget till matsmältningssystemet

Många djurens matsmältningssystem är ett helt ekosystem bebott av extremt varierande mikrobiell flora.

I många fall spelar dessa mikroorganismer en avgörande roll i matsmältningen och hjälper till att smälta näringsämnen och i vissa fall kan de syntetisera näringsämnen för värden.

Coevolutionära förhållanden mellan babyfågeln och skata

Hos fåglar finns det ett mycket speciellt fenomen, relaterat till äggläggning i andras bon. Detta system för samutveckling består av crialo (Clamator glandarius) och dess värdart, skata (Pica pica).

Läggningen av ägget görs inte slumpmässigt. Däremot väljer kalvarna de par skräp som investerar mest i föräldraomsorg. Således kommer den nya individen att få bättre vård av sina adoptivföräldrar.

Hur gör du det? Använda signalerna relaterade till värdens sexuella urval, till exempel ett större bo.

Som svar på detta beteende minskade skämpar sin bostorlek med nästan 33% i de områden där de unga finns. På samma sätt har de också ett aktivt försvar för boomsorg.

Stammarna är också kapabla att förstöra skötens ägg för att gynna uppfödningen av sina ungar. Som svar ökade skräp antalet ägg per bo för att öka deras effektivitet.

Den viktigaste anpassningen är att kunna känna igen det parasitära ägget för att fördriva det från boet. Även om parasitfåglar har utvecklat ägg som är mycket lika de som för skräp.

referenser

1. Darwin, C. (1859). Om arternas ursprung genom naturligt urval. Murray.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalys. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
4. Janzen, DH (1980). När är det samutveckling. Evolution, 34 (3), 611-612.
5. Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). Upptrappning av en samevolutionär vapenkapp genom värdavvisande av unga parasitiska ungar. Nature, 422 (6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evolution: basen för biologi. South Project.