Coevolution-theorie, typen en voorbeelden

de coevolution het is een reciprocale evolutionaire verandering die twee of meer soorten omvat. Het fenomeen vloeit voort uit de interactie tussen hen. De verschillende interacties tussen organismen - competitie, uitbuiting en mutualisme - leiden tot belangrijke consequenties in de evolutie en diversificatie van de betreffende geslachten.

Enkele voorbeelden van evolutionaire systemen zijn de relatie tussen parasieten en hun gastheren, planten en herbivoren die zich eraan voeden, of de antagonistische interacties die optreden tussen roofdieren en hun prooi..

Coevolutie wordt beschouwd als een van de verschijnselen die verantwoordelijk zijn voor de grote diversiteit die we vandaag bewonderen, geproduceerd door de interacties tussen soorten.

In de praktijk is het niet eenvoudig om te bewijzen dat een interactie een coevolution-gebeurtenis is. Hoewel de interactie tussen twee soorten perfect lijkt, is het geen betrouwbaar bewijs van het coevolutionaire proces.

Eén benadering is om fylogenetische studies te gebruiken om te testen of er een vergelijkbaar patroon van diversificatie is. In veel gevallen, wanneer de fylogenieën van twee soorten congruent zijn, wordt aangenomen dat co-evolutie bestaat tussen beide geslachten.

index

• 1 Typen interacties
  • 1.1 Wedstrijd
  • 1.2 Exploitatie
  • 1.3 Mutualisme
• 2 Definitie van co-evolutie
  • 2.1 Definitie van Janzen
  • 2.2 Voorwaarden voor co-evolutie optreden
• 3 Theorieën en hypothesen
  • 3.1 Geografische mozaïekhypothese
  • 3.2 Hypothese van de Rode Koningin
• 4 soorten
  • 4.1 Specifieke co-evolutie
  • 4.2 Diffuse co-evolutie
  • 4.3 Ontsnapping en straling
• 5 voorbeelden
  • 5.1 Oorsprong van organellen in eukaryoten
  • 5.2 De oorsprong van het spijsverteringsstelsel
  • 5.3 Coevolutieve relaties tussen de críalo en de ekster
• 6 Referenties

Typen interactie

Voordat we ons verdiepen in kwesties die samenhangen met co-evolutie, is het noodzakelijk om de soorten interacties te vermelden die tussen soorten voorkomen, omdat deze zeer belangrijke evolutionaire gevolgen hebben.

concurrentie

Soorten kunnen concurreren, en deze interactie leidt tot negatieve effecten op de groei of reproductie van de betrokken individuen. De concurrentie kan intraspecifiek zijn, als het voorkomt tussen leden van dezelfde soort of interspecifiek, wanneer de individuen tot verschillende soorten behoren.

In de ecologie wordt het "principe van concurrerende uitsluiting" behandeld. Dit concept stelt voor dat soorten die strijden om dezelfde hulpbronnen niet op een stabiele manier kunnen concurreren als de rest van de ecologische factoren constant blijven. Met andere woorden, twee soorten bezetten niet dezelfde niche.

In dit soort interactie eindigde een soort altijd met uitsluiting van de ander. Of ze zijn verdeeld in een dimensie van de niche. Bijvoorbeeld, als twee soorten vogels zich voeden met hetzelfde en dezelfde rustgebieden hebben, om samen te blijven bestaan, kunnen ze hun pieken van activiteit hebben op verschillende tijdstippen van de dag.

exploitatie

Een tweede type interactie tussen soorten is uitbuiting. Hier stimuleert een soort X de ontwikkeling van een soort Y, maar deze Y remt de ontwikkeling van X. Typische voorbeelden zijn de interacties tussen het roofdier en zijn prooi, parasieten met gastheren en planten met herbivoren..

In het geval van herbivoren is er een constante evolutie van ontgiftingsmechanismen tegen de secundaire metabolieten die de plant produceert. Op dezelfde manier evolueert de plant naar efficiëntere gifstoffen om ze te verwijderen.

Hetzelfde gebeurt in de roofdier prooi-interactie, waarbij prooien voortdurend hun ontsnappingsvermogen verbeteren en roofdieren hun aanvalsvaardigheden vergroten.

mutualisme

Het laatste type relatie betreft een voordeel, of een positieve relatie voor beide soorten die deelnemen aan de interactie. Er is sprake van een "wederkerige exploitatie" tussen soorten.

Het mutualisme dat bestaat tussen insecten en hun bestuivers vertaalt zich bijvoorbeeld in voordelen voor beide: de insecten (of een andere bestuiver) profiteren van de voedingsstoffen van de planten, terwijl de planten de verspreiding van hun gameten krijgen. De symbiotische relaties zijn een ander bekend voorbeeld van mutualisme.

Definitie van co-evolutie

Co-evolutie vindt plaats wanneer twee of meer soorten de evolutie van de ander beïnvloeden. Strict genomen verwijst coevolutie naar de wederzijdse invloed tussen soorten. Het is noodzakelijk om het te onderscheiden van een andere gebeurtenis met de naam sequentiële evolutie, omdat er meestal verwarring is tussen beide verschijnselen.

Sequential evolutie doet zich voor wanneer een soort heeft een effect op de ontwikkeling van de andere, maar hetzelfde gebeurt niet in omgekeerde - er is geen wederkerigheid.

De term werd voor het eerst gebruikt in 1964 door onderzoekers Ehrlich en Raven.

Het werk van Ehrlich en Raven over de interactie tussen lepidoptera en planten inspireerde opeenvolgende onderzoeken naar "co-evolutie". De term is echter vervormd en is na verloop van tijd de betekenis verloren.

De eerste persoon die een studie met betrekking tot de co-evolutie tussen twee soorten uitvoerde, was Charles Darwin, toen in De oorsprong van de soort (1859) noemde de relatie tussen bloemen en bijen, hoewel hij het woord 'co-evolutie' niet gebruikte om het fenomeen te beschrijven.

Definitie van Janzen

Dus, in de jaren 60 en 70 was er geen specifieke definitie, totdat Janzen in 1980 een notitie publiceerde die erin slaagde de situatie te corrigeren.

Deze onderzoeker definieerde de term co-evolutie als: "een kenmerk van de individuen van een populatie die veranderen in reactie op een ander kenmerk van de individuen van een tweede populatie, gevolgd door een evolutionaire respons in de tweede populatie op de verandering die in de eerste werd geproduceerd".

Hoewel deze definitie zeer nauwkeurig is en bedoeld om de mogelijke dubbelzinnigheden van het coevolutionaire fenomeen te verduidelijken, is het voor biologen niet praktisch, omdat het moeilijk te bewijzen is..

Op dezelfde manier impliceert eenvoudige co-aanpassing geen co-evolutieproces. Met andere woorden, de waarneming van een interactie tussen beide soorten is geen krachtig bewijs om te zorgen dat we worden geconfronteerd met een coevolution-gebeurtenis.

Voorwaarden voor co-evolutie optreden

Er zijn twee vereisten voor het optreden van het coevolution-fenomeen. Een daarvan is de specificiteit, omdat de evolutie van elk kenmerk of kenmerk in een soort te wijten is aan de selectieve druk die wordt opgelegd door de karakters van de andere soorten die bij het systeem zijn betrokken.

De tweede voorwaarde is wederkerigheid - de personages moeten samen evolueren (om verwarring met opeenvolgende evolutie te voorkomen).

Theorieën en hypothesen

Er zijn een paar theorieën met betrekking tot coevolution-verschijnselen. Onder hen zijn de geografische mozaïekhypothese en de rode koningin.

Geografische mozaïekhypothese

Deze hypothese werd in 1994 door Thompson voorgesteld en beschouwt de dynamische verschijnselen van co-evolutie die in verschillende populaties kunnen voorkomen. Met andere woorden, elk geografisch gebied of elke regio presenteert zijn lokale aanpassingen.

Het migratieproces van individuen speelt een fundamentele rol, aangezien de in- en uitgang van de varianten de neiging hebben om de lokale fenotypen van de populatie te homogeniseren.

Deze twee fenomenen - lokale aanpassingen en migraties - zijn de krachten die verantwoordelijk zijn voor het geografische mozaïek. Het resultaat van het evenement is de mogelijkheid om verschillende populaties te vinden in verschillende co-revolutionaire staten, omdat het ene huis zijn eigen traject volgt in de loop van de tijd..

Dankzij het bestaan ​​van het geografische mozaïek, kan men de trend verklaren van co-evolutiestudies die in verschillende regio's worden uitgevoerd, maar waarbij dezelfde soort inconsistent is met elkaar of in sommige gevallen tegenstrijdig is.

Hypothese van de Rode Koningin

De hypothese van de Rode Koningin werd voorgesteld door Leigh Van Valen in 1973. De onderzoeker werd geïnspireerd door het boek geschreven door Lewis Carroll Alice door het kijkglas. In een passage van het verhaal vertelt de auteur hoe de personages zo snel mogelijk rennen en toch op dezelfde plek blijven.

Van Valen ontwikkelde zijn theorie op basis van de constante waarschijnlijkheid van uitsterven van de afstammingslijnen van organismen. Dat wil zeggen, ze kunnen niet "verbeteren" in de tijd en de kans op uitsterven is altijd hetzelfde.

Roofdieren en prooien ervaren bijvoorbeeld een constante wapenwedloop. Als het roofdier zijn aanvalsvermogen in een bepaald aspect verbetert, zal de prooi in een vergelijkbare omvang moeten verbeteren - als dit niet gebeurt, kunnen ze uitsterven.

Hetzelfde gebeurt in de relatie van parasieten met hun gastheren of in herbivoren en planten. Voor deze constante verbetering van beide betrokken soorten staat het bekend als de hypothese van de Rode Koningin.

type

Specifieke co-evolutie

De term "co-evolutie" omvat drie basistypen. De eenvoudigste vorm wordt "specifieke co-evolutie" genoemd, waarbij twee soorten evolueren als reactie op elkaar en omgekeerd. Bijvoorbeeld een enkele prooi en een enkel roofdier.

Dit soort interactie leidt tot een evolutionaire wapenwedloop, wat resulteert in divergentie in bepaalde eigenschappen of kan ook leiden tot convergentie in de mutualistische soort.

Dit specifieke model, waarbij weinig soorten zijn betrokken, is het meest geschikt om het bestaan ​​van evolutie aan te tonen. Als de selectieve drukken sterk genoeg zijn geweest, zouden we de verschijning van aanpassingen en tegenaanpassingen in de soort moeten verwachten.

Diffuse co-evolutie

Het tweede type wordt "diffuse co-evolutie" genoemd en treedt op als er verschillende soorten bij de interactie betrokken zijn en de effecten van elke soort niet onafhankelijk zijn. Bijvoorbeeld, genetische variatie in gastheerresistentie tegen twee verschillende parasietsoorten zou gerelateerd kunnen zijn.

Deze zaak komt veel vaker voor in de natuur. Het is echter veel moeilijker om te studeren dan de specifieke co-evolutie, omdat het bestaan ​​van meerdere betrokken species het ontwerpen van experimenten erg moeilijk maakt..

Ontsnappen en stralen

Ten slotte hebben we het geval van "ontsnapping en straling", waarbij een soort een soort verdediging ontwikkelt tegen een vijand, als dit lukt, kan dit prolifereren en kan de afstamming worden gediversifieerd, omdat de druk van de vijandelijke soort niet is zo sterk.

Wanneer een plantensoort bijvoorbeeld een bepaald chemisch bestanddeel ontwikkelt dat erg succesvol blijkt te zijn, kan het worden vrijgegeven uit de consumptie van verschillende herbivoren. Daarom kan de afstamming van de plant diversifiëren.

Voorbeelden

De co-revolutionaire processen worden beschouwd als de bron van de biodiversiteit van de planeet aarde. Dit specifieke fenomeen was aanwezig in de belangrijkste gebeurtenissen in de evolutie van organismen.

Vervolgens zullen we zeer algemene voorbeelden van co-evolutiegebeurtenissen tussen verschillende geslachten beschrijven en dan zullen we het hebben over meer specifieke gevallen op soortniveau.

Herkomst van organellen in eukaryoten

Een van de belangrijkste gebeurtenissen in de evolutie van het leven was de innovatie van de eukaryotische cel. Deze worden gekenmerkt door het hebben van een echte kern begrensd door een plasmamembraan en presenteren subcellulaire compartimenten of organellen.

Er is zeer robuust bewijs dat de oorsprong van deze cellen ondersteunt door co-evolutie met symbiotische organismen die plaats maakten voor de huidige mitochondriën. Dit idee staat bekend als endosymbiotische theorie.

Hetzelfde geldt voor de oorsprong van de planten. Volgens de endosymbiotische theorie ontstonden chloroplasten dankzij een gebeurtenis van symbiose tussen een bacterie en een ander organisme van grotere omvang dat uiteindelijk de kleinste schrok..

Beide organellen - mitochondriën en chloroplasten - hebben bepaalde kenmerken die doen denken aan een bacterie, zoals het type genetisch materiaal, een circulair DNA en de grootte ervan.

De oorsprong van het spijsverteringsstelsel

Het spijsverteringsstelsel van veel dieren is een heel ecosysteem dat wordt bewoond door een uiterst diverse microbiële flora.

In veel gevallen spelen deze micro-organismen een cruciale rol bij de vertering van voedsel, helpen ze de vertering van voedingsstoffen en kunnen ze in sommige gevallen voedingsstoffen voor de gastheer synthetiseren.

Coevolutieve relaties tussen de críalo en de ekster

Bij vogels is er een heel bijzonder fenomeen, gerelateerd aan het leggen van eieren in andermans nesten. Dit systeem van co-evolutie is geïntegreerd door de críalo (Clamator glandarius) en zijn gastheersoort, de ekster (Pica pica).

Het leggen van eieren gebeurt niet willekeurig. In tegenstelling, kiezen de beestjes de paren eksters die het meest investeren in ouderlijke zorg. Het nieuwe individu zal dus betere zorg krijgen van zijn adoptieouders.

Hoe doe je het? Gebruik van signalen gerelateerd aan seksuele selectie van de gastheer, zoals een groter nest.

Als reactie op dit gedrag, verminderden de eksters de grootte van het nest met bijna 33% in de gebieden waar de críalo bestaat. Op dezelfde manier hebben ze ook een actieve verdediging van de nestzorg.

De críalo is ook in staat om de eieren van de ekster te vernietigen, om het fokken van hun kuikens aan te moedigen. Als reactie verhoogden de eksters het aantal eieren per nest om hun efficiëntie te vergroten.

De belangrijkste aanpassing is om het parasitaire ei te kunnen herkennen om het uit het nest te verdrijven. Hoewel de parasitaire vogels eieren hebben ontwikkeld die erg lijken op die van de eksters.

referenties

1. Darwin, C. (1859). Over de oorsprong van soorten door middel van natuurlijke selectie. Murray.
2. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionaire analyse. Prentice Hall.
3. Futuyma, D. J. (2005). evolutie . Sinauer.
4. Janzen, D.H. (1980). Wanneer is het de co-evolutie. evolutie, 34(3), 611-612.
5. Langmore, N.E., Hunt, S., en Kilner, R.M. (2003). Escalatie van een co-revolutionaire wapenwedloop door gastheerafwijzing van broedparasitaire jongeren. natuur, 422(6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evolutie: de basis van de biologie. Zuid-project.