science >> Wetenschap >  >> Biologie

Coevolution: definitie, soorten en voorbeelden

De evolutietheorie is de basis waarop alle moderne biologie is gebouwd.

Het kernidee is dat organismen of levende wezens in de loop van de tijd veranderen als gevolg van natuurlijke selectie, die op genen inwerkt binnen een populatie. Individuen evolueren niet; populaties van organismen doen.

Het materiaal waarop evolutie inwerkt is het desoxyribonucleïnezuur (DNA) dat dient als de erfelijke drager van genetische informatie in alle levende dingen op aarde, van eencellige bacteriën voor multi-ton walvissen en olifanten.

Organismen evolueren in reactie op milieu-uitdagingen die anders het vermogen van een soort om te overleven zouden bedreigen door zijn voortplantingsvermogen te beperken.

Een van die uitdagingen is, natuurlijk, de aanwezigheid van andere organismen. Interagerende soorten beïnvloeden elkaar niet alleen in realtime op voor de hand liggende manieren (bijvoorbeeld wanneer een roofdier zoals een leeuw een dier doodt en eet waarop hij aast), maar verschillende soorten kunnen ook de evolutie van andere soorten beïnvloeden.

Dit gebeurt via verschillende interessante mechanismen en staat in de biologie bekend als coevolution
.
Wat is evolutie?

Charles Darwin en Alfred Wallace zijn midden 1800 ontwikkelden onafhankelijk van elkaar zeer vergelijkbare versies van de evolutietheorie, met natuurlijke selectie als het primaire mechanisme.

Elke wetenschapper stelde voor dat de levensvormen die de aarde rondzwerven evolueerden uit veel eenvoudiger wezens, die teruggingen naar een gemeenschappelijke voorouder bij "the dawn of life itself.", 3, [[Die "dageraad" wordt nu geacht ongeveer 3,5 miljard jaar geleden te zijn geweest, ongeveer een miljard jaar na de geboorte van de planeet zelf.

Wallace en Darwin werkten uiteindelijk samen en publiceerden in 1858 hun toen controversiële ideeën samen .

Evolutie stelt dat populaties van organismen (niet individuen) in de loop van de tijd veranderen en zich aanpassen als gevolg van erfelijke fysieke en gedragskenmerken die worden doorgegeven van ouder op nageslacht, een systeem dat bekend staat als "afstamming met modificatie".
Formeler gezien is evolutie een verandering in de allelfrequentie in de loop van de tijd; allelen zijn versies van genen, dus een verschuiving in het aandeel van bepaalde genen in de populatie (bijvoorbeeld, genen voor een donkerdere vachtkleur die vaker voorkomt en die voor lichtere vacht die dienovereenkomstig zeldzamer worden) vormen evolutie.

De mechanisme dat evolutionaire verandering aanstuurt is natuurlijke selectie
als gevolg van selectiedruk
of druk opgelegd door de omgeving.
Wat is natuurlijke selectie?

Natuurlijke selectie is een van de vele bekende maar diep verkeerd begrepen termen in de wetenschapswereld in het algemeen en in het bijzonder in het rijk van de evolutie.

Het is in wezen een passief proces en een kwestie van dom geluk; tegelijkertijd is het niet gewoon "willekeurig", zoals veel mensen lijken te geloven, hoewel de zaden van natuurlijke selectie willekeurig zijn. Al in de war? Wees niet.

Veranderingen die in een bepaalde omgeving optreden, leiden ertoe dat bepaalde eigenschappen voordelig zijn voor anderen.

Bijvoorbeeld, als de temperatuur geleidelijk kouder wordt, dieren van een bepaalde soort die dikkere jassen dankzij gunstige genen zullen eerder overleven en zich voortplanten, waardoor de frequentie van deze erfelijke eigenschap in de populatie toeneemt.

Merk op dat dit een geheel andere propositie is dan individuele dieren in deze populatie die overleven omdat ze zijn in staat zijn om te schuilen door puur geluk of vindingrijkheid; dat staat los van erfelijke eigenschappen met betrekking tot vachtkarakteristieken.

Het kritieke onderdeel van natuurlijke selectie is dat individuele organismen niet eenvoudigweg de noodzakelijke eigenschappen kunnen laten bestaan.

Ze moeten aanwezig zijn in de populatie dankzij op reeds bestaande genetische variaties die op hun beurt voortvloeien uit toevallige mutaties in DNA in eerdere generaties.

Bijvoorbeeld, als de laagste takken van lommerrijke bomen geleidelijk hoger van de grond komen wanneer een groep giraffen het gebied bewoont, die giraffen die toevallig een langere nek hebben, zullen gemakkelijker overleven omdat ze aan hun voedingsbehoeften kunnen voldoen, en ze zullen zich met elkaar voortplanten om de genen door te geven die verantwoordelijk zijn voor hun lange nek, die vaker voorkomen in de lokale girafpopulatie .
Definitie van coevolutie

De term coevolutie
wordt gebruikt om situaties te beschrijven waarin twee of meer soorten elkaars evolutie op een wederkerige manier beïnvloeden.

De woord "wederzijds" staat hier voorop; voor een juiste beschrijving van co-evolutie is het niet voldoende dat één soort de evolutie van andere of andere beïnvloedt zonder dat haar eigen evolutie ook wordt beïnvloed op een manier die niet zou optreden in afwezigheid van de gelijktijdig voorkomende soort.

In sommige opzichten is dit intuïtief. Omdat alle organismen in een bepaald ecosysteem (de verzameling van alle organismen in een goed gedefinieerd geografisch gebied) met elkaar verbonden zijn, is het logisch dat de evolutie van een van hen op een of andere manier de evolutie van anderen zou beïnvloeden.

Meestal worden studenten echter niet uitgenodigd om de evolutie van een soort op een interactieve manier te bekijken, en in plaats daarvan worden ze gevraagd om te kijken naar het samenspel tussen een enkele soort en zijn omgeving.

Terwijl de strikt fysieke kenmerken van omgevingen (bijv. temperatuur, topografie) veranderen in de loop van de tijd zeker, het zijn niet-levende systemen en evolueren dus niet in de biologische zin van het woord.

Luisterend naar de basisdefinitie van evolutie, dan treedt coevolutie op wanneer de evolutie van een soort of groep de selectieve druk, of de noodzaak om te evolueren om te overleven, van een andere soort of groep beïnvloedt. Dit gebeurt meestal met groepen die nauwe relaties hebben binnen een ecosysteem.

Het kan echter gebeuren met verre verwante groepen als het resultaat van een soort 'domino-effect', zoals je snel zult leren.
Basisprincipes van Coevolution

Voorbeelden van roofdier- en prooi-interactie kunnen licht werpen op alledaagse voorbeelden van coevolution waar u zich op een bepaald niveau waarschijnlijk van bewust bent, maar die u misschien niet actief hebt overwogen.

Planten versus dieren: als een plantensoort een nieuwe afweer tegen een herbivoor ontwikkelt, zoals doornen of giftige afscheidingen, veroorzaakt dit een nieuwe druk op die herbivoor om te kiezen voor verschillende individuen, zoals planten die lekker en gemakkelijk eetbaar blijven.

Op hun beurt moeten deze nieuw gezochte planten die nieuwe verdediging overwinnen; bovendien kunnen de herbivoren evolueren dankzij individuen die toevallig eigenschappen hebben die hen resistent maken tegen dergelijke afweer (bijv. immuniteit voor het gif in kwestie).

Dieren versus dieren: als een favoriete prooi van een gegeven diersoorten een nieuwe manier ontwikkelt om aan dat roofdier te ontsnappen, moet het roofdier op zijn beurt een nieuwe manier ontwikkelen om die prooi te vangen of het risico lopen af te sterven als het geen andere voedselbron kan vinden.

Bijvoorbeeld, als een cheetah niet kan consequent de gazellen in zijn ecosysteem ontlopen, zal het uiteindelijk ten onder gaan van de honger; tegelijkertijd, als de gazellen de cheeta's niet kunnen overtreffen, zullen ook zij afsterven.

Elk van deze scenario's (het tweede meer grimmig) vertegenwoordigt een klassiek voorbeeld van een evolutionaire wapenwedloop: als een soort evolueert en op de een of andere manier sneller of sterker wordt, moet de ander hetzelfde doen of uitsterven.

Uiteraard kan een gegeven soort maar zo snel worden, dus uiteindelijk moet er iets geven en een of meer van de betrokken soort migreert of uit het gebied als het kan, of sterft af.

  • Belangrijk: de algemene interactie tussen organismen in een omgeving leidt op zichzelf niet tot de aanwezigheid van een coevolutionair proces; bijna alle organismen op een bepaalde plaats werken immers op een bepaalde manier samen. In plaats daarvan moet er, om een voorbeeld van coevolutie te kunnen vaststellen, definitief bewijs bestaan dat de evolutie in de ene de evolutie in de andere heeft veroorzaakt en omgekeerd.

    Soorten coevolutie

    Co-evolutie roofdier-prooi : Roofdier-prooi relaties zijn universeel over de hele wereld; twee zijn al in algemene termen beschreven. Coevolutie van roofdieren en prooien is dus gemakkelijk te vinden en te verifiëren in bijna elk ecosysteem.

    Cheeta's en gazellen zijn misschien wel het meest geciteerde voorbeeld, terwijl wolven en kariboes een ander vertegenwoordigen in een ander, veel kouder deel van de wereld.

    Coevolutie van competitieve soorten: in dit type coevolutie strijden meerdere organismen om dezelfde hulpbronnen. Dit soort co-evolutie kan worden geverifieerd met bepaalde ingrepen, zoals het geval is bij salamanders in de Great Smoky Mountains in het oosten van de Verenigde Staten. Wanneer een soort Plethodon
    wordt verwijderd, groeit de populatie van de andere in omvang en vice versa.

    Mutualistische coevolutie: Belangrijk is dat niet alle vormen van coevolutie noodzakelijkerwijs schadelijk zijn voor een van de betrokken soorten. In mutualistische co-evolutie evolueren organismen die op elkaar vertrouwen voor iets "samen" dankzij onbewuste samenwerking - een soort niet-verklaarde onderhandeling of compromis. Dit is duidelijk in de vorm van planten en de insecten die die plantensoorten bestuiven.

    Co-evolutie parasiet-gastheer: wanneer een parasiet een gastheer binnendringt, doet dit omdat hij op dat moment de verdediging van de gastheer heeft ontweken op tijd. Maar als de gastheer zich zodanig ontwikkelt dat deze niet drastisch wordt geschaad zonder de parasiet ronduit te "verdrijven", speelt coevolutie een rol.
    Voorbeelden van Coevolutie

    Voorbeeld van drie soorten roofdier-prooi: Lodgepole pine kegelzaden in de Rocky Mountains worden zowel gegeten door bepaalde eekhoorns als kruisbekken (een soort vogel).

    Sommige gebieden waar lodgepole dennen groeien hebben eekhoorns, die gemakkelijk zaden kunnen eten uit smalle dennenappels (die de neiging hebben om hebben meer zaden), maar de kruisbekken, die de zaden niet gemakkelijk uit smalle dennenappels kunnen eten, krijgen niet zoveel te eten.

    Andere gebieden hebben alleen kruisbekken, en deze groepen vogels hebben meestal een van de twee bektypen; de vogels met rechte snavels hebben een gemakkelijkere tijd om zaden uit smalle kegels te pakken.

    Natuurbiologen die dit ecosysteem bestudeerden, veronderstelden dat als bomen samengroeiden op basis van de lokale roofdieren, gebieden met eekhoorns bredere kegels hadden moeten opleveren die opener waren met minder zaden te vinden tussen de schalen, terwijl gebieden met vogels dikker geschubde (dwz snavelbestendige) kegels hadden moeten opleveren.

    Dit bleek precies het geval te zijn.

    Concurrerend soorten: Bepaalde vlinders zijn zo geëvolueerd dat ze slecht smaken voor roofdieren zodat die roofdieren ze vermijden. Dit vergroot de kans dat andere vlindervlinders worden gegeten, waardoor een vorm van selectieve druk wordt toegevoegd; deze druk leidt tot de evolutie van "nabootsing", waarbij andere vlinders evolueren om eruit te zien als degenen die roofdieren hebben leren vermijden.

    Een ander voorbeeld van een competitieve soort is de evolutie van de koningsslang om er bijna precies uit te zien als het koraal slang. Beide kunnen agressief zijn tegenover andere slangen, maar de koraalslang is zeer giftig en niet één waar mensen in de buurt willen zijn.

    Dit is eerder iemand die geen karate kent, maar een reputatie heeft als vechtsport expert.

    Mutualisme: co-evolutie van antacaciabomen in Zuid-Amerika is een archetypisch voorbeeld van mutualistische coevolutie.

    De bomen ontwikkelden holle doornen aan hun basis, waar nectar wordt afgescheiden, die waarschijnlijk herbivoren voorkomt ", 3, [[ondertussen evolueerden mieren in het gebied om hun nesten te plaatsen in deze doornen waar nectar wordt geproduceerd, maar beschadigen de boom niet, afgezien van een relatief onschadelijke diefstal.

    Co-evolutie parasiet parasiet: broedparasieten zijn vogels die zijn geëvolueerd om hun eieren in de nesten van andere vogels te leggen, waarna de vogel die het nest feitelijk "bezit" eindigt en voor de jongen zorgt. Dit biedt de broedparasieten gratis kinderopvang, waardoor ze meer middelen kunnen besteden aan het paren en het vinden van voedsel.

    De gastheren vogels evolueren echter uiteindelijk op een manier waardoor ze kunnen leren herkennen wanneer een babyvogel niet zijn niet van hen, en ook om interactie met parasitaire vogels te vermijden indien mogelijk.