ทฤษฎีประเภทและตัวอย่างของการร่วมสมัย

วิวัฒนาการร่วม เป็นการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการซึ่งเกี่ยวข้องกับสองสายพันธุ์หรือมากกว่า ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกเขา ปฏิสัมพันธ์ที่แตกต่างกันที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมีชีวิต - การแข่งขันการเอารัดเอาเปรียบและการมีส่วนร่วม - นำไปสู่ผลลัพธ์ที่สำคัญในการวิวัฒนาการและการกระจายของเชื้อสายที่มีปัญหา.

ตัวอย่างของระบบวิวัฒนาการคือความสัมพันธ์ระหว่างปรสิตกับโฮสต์พืชและสัตว์กินพืชที่กินพวกมันหรือปฏิกิริยาที่เป็นปรปักษ์ที่เกิดขึ้นระหว่างผู้ล่าและเหยื่อ.

Coevolution ถือเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่รับผิดชอบต่อความหลากหลายที่ยิ่งใหญ่ที่เราชื่นชมในวันนี้ผลิตโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างเผ่าพันธุ์.

ในทางปฏิบัติการพิสูจน์ว่าการมีปฏิสัมพันธ์เป็นเหตุการณ์ร่วมสมัยนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย แม้ว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองสปีชีส์จะสมบูรณ์แบบ แต่ก็ไม่ได้เป็นหลักฐานที่เชื่อถือได้ของกระบวนการร่วมสมัย.

วิธีหนึ่งคือการใช้การศึกษาวิวัฒนาการทางพันธุกรรมเพื่อทดสอบว่ามีรูปแบบการกระจายความเสี่ยงที่คล้ายคลึงกันหรือไม่ ในหลายกรณีเมื่อ phylogenies ของทั้งสองสายพันธุ์มีความสอดคล้องกันก็สันนิษฐานว่ามีอยู่ร่วมกันระหว่างสายเลือดทั้งสองสายเลือด.

ดัชนี

• 1 ประเภทของการมีปฏิสัมพันธ์
  • 1.1 การแข่งขัน
  • 1.2 การแสวงหาผลประโยชน์
  • 1.3 Mutualism
• 2 ความหมายของการร่วมสมัย
  • 2.1 คำจำกัดความของ Janzen
  • 2.2 เงื่อนไขสำหรับการวิวัฒนาการร่วมที่จะเกิดขึ้น
• 3 ทฤษฎีและสมมติฐาน
  • 3.1 Geographic mosaic hypothesis
  • 3.2 สมมติฐานของราชินีแดง
• 4 ประเภท
  • 4.1 วิวัฒนาการร่วมเฉพาะ
  • 4.2 การกระจายความเสี่ยง
  • 4.3 หลบหนีและรังสี
• 5 ตัวอย่าง
  • 5.1 ต้นกำเนิดของออร์กาเนลล์ในยูคาริโอต
  • 5.2 ที่มาของระบบย่อยอาหาร
  • 5.3 ความสัมพันธ์ร่วมสมัยระหว่างควิโลและนกกางเขน
• 6 อ้างอิง

ประเภทของการมีปฏิสัมพันธ์

ก่อนที่จะเจาะลึกลงไปในประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการแปรปรวนจำเป็นต้องพูดถึงประเภทของปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นระหว่างเผ่าพันธุ์เนื่องจากสิ่งเหล่านี้มีผลต่อการวิวัฒนาการที่สำคัญมาก.

การแข่งขัน

สปีชี่สามารถแข่งขันและปฏิสัมพันธ์นี้นำไปสู่ผลกระทบเชิงลบต่อการเจริญเติบโตหรือการสืบพันธุ์ของบุคคลที่เกี่ยวข้อง การแข่งขันอาจเป็นเรื่องที่สลับซับซ้อนหากเกิดขึ้นระหว่างสมาชิกของเผ่าพันธุ์เดียวกันหรือข้ามเผ่าพันธุ์เมื่อบุคคลอยู่ในสปีชีส์ที่ต่างกัน.

ในระบบนิเวศน์มีการจัดการ "หลักการของการกีดกันการแข่งขัน" แนวคิดนี้เสนอว่าสปีชีส์ที่แย่งชิงทรัพยากรเดียวกันจะไม่สามารถแข่งขันในลักษณะที่เสถียรได้หากปัจจัยทางนิเวศที่เหลืออยู่คงที่ กล่าวอีกนัยหนึ่งสองเผ่าพันธุ์ไม่ได้ครอบครองช่องเดียวกัน.

ในการปฏิสัมพันธ์ประเภทนี้หนึ่งสปีชีส์จะเสร็จสิ้นการยกเว้นอื่น ๆ เสมอ หรือพวกเขาถูกแบ่งออกเป็นมิติของช่อง ตัวอย่างเช่นหากนกสองสายพันธุ์กินเหมือนกันและมีพื้นที่พักผ่อนเดียวกันเพื่ออยู่ร่วมกันต่อไปพวกเขาสามารถมียอดกิจกรรมในช่วงเวลาต่าง ๆ ของวัน.

การแสวงหาผลประโยชน์

ปฏิสัมพันธ์ที่สองระหว่างสปีชีส์คือการเอารัดเอาเปรียบ ที่นี่สปีชีส์ X กระตุ้นการพัฒนาของสปีชีส์ Y, แต่ Y นี้ยับยั้งการพัฒนาของ X. ตัวอย่างทั่วไปรวมถึงการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้ล่าและเหยื่อ, ปรสิตกับพืชและสัตว์กินพืช.

ในกรณีของสัตว์กินพืชมีวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องของกลไกการล้างพิษต่อสารทุติยภูมิที่พืชผลิต ในทำนองเดียวกันพืชวิวัฒนาการเป็นสารพิษที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อเคลื่อนย้ายพวกมันออกไป.

สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นในการโต้ตอบของนักล่าผู้ล่าซึ่งเหยื่อจะปรับปรุงความสามารถในการหลบหนีและนักล่าจะเพิ่มทักษะการโจมตี.

mutualism

ความสัมพันธ์ประเภทสุดท้ายเกี่ยวข้องกับผลประโยชน์หรือความสัมพันธ์เชิงบวกสำหรับทั้งสองสายพันธุ์ที่มีส่วนร่วมในการมีปฏิสัมพันธ์ มีการพูดถึง "การแสวงหาผลประโยชน์ซึ่งกันและกัน" ระหว่างเผ่าพันธุ์.

ยกตัวอย่างเช่น Mutismism ที่มีอยู่ระหว่างแมลงและแมลงผสมเกสรของพวกมันแปลเป็นประโยชน์ทั้ง: แมลง (หรือแมลงผสมเกสรอื่น ๆ ) ได้รับประโยชน์จากสารอาหารของพืชในขณะที่พืชได้รับการกระจายของ gametes ความสัมพันธ์ทางชีวภาพนั้นเป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง.

ความหมายของการร่วมสมัย

Coevolution เกิดขึ้นเมื่อสองสายพันธุ์หรือมากกว่ามีอิทธิพลต่อการวิวัฒนาการของอีก การพูดอย่างเคร่งครัดการร่วมสมัยหมายถึงอิทธิพลซึ่งกันและกันระหว่างเผ่าพันธุ์ มีความจำเป็นที่จะต้องแยกความแตกต่างจากเหตุการณ์อื่นที่เรียกว่าวิวัฒนาการต่อเนื่องเนื่องจากมักจะมีความสับสนระหว่างปรากฏการณ์ทั้งสอง.

วิวัฒนาการตามลำดับเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งมีผลต่อการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ แต่สิ่งเดียวกันไม่ได้เกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม - ไม่มีการแลกเปลี่ยนกัน.

คำนี้ถูกใช้ครั้งแรกในปี 1964 โดยนักวิจัย Ehrlich และ Raven.

ผลงานของ Ehrlich และ Raven ในการทำงานร่วมกันระหว่าง lepidoptera และพืชเป็นแรงบันดาลใจให้มีการสืบสวนอย่างต่อเนื่องของ "coevolution" อย่างไรก็ตามคำนี้มีการบิดเบือนและสูญเสียความหมายเมื่อเวลาผ่านไป.

อย่างไรก็ตามคนแรกที่ดำเนินการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการวิวัฒนาการระหว่างสองเผ่าพันธุ์คือชาร์ลส์ดาร์วินเมื่ออยู่ใน ต้นกำเนิดของสายพันธุ์ (1859) พูดถึงความสัมพันธ์ระหว่างดอกไม้กับผึ้งแม้ว่าเขาจะไม่ได้ใช้คำว่า "coevolution" เพื่ออธิบายปรากฏการณ์.

คำจำกัดความของ Janzen

ดังนั้นในยุค 60 และยุค 70 จึงไม่มีคำจำกัดความเฉพาะจนกระทั่ง Janzen ในปี 1980 ตีพิมพ์บันทึกที่สามารถแก้ไขสถานการณ์ได้.

นักวิจัยนี้นิยามคำว่า coevolution เป็น: "ลักษณะของบุคคลของประชากรที่มีการเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองต่อลักษณะอื่นของบุคคลของประชากรที่สองตามด้วยการตอบสนองวิวัฒนาการในประชากรที่สองกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในครั้งแรก".

แม้ว่าคำจำกัดความนี้จะแม่นยำมากและตั้งใจที่จะชี้แจงความคลุมเครือที่เป็นไปได้ของปรากฏการณ์ร่วมสมัย แต่มันไม่ได้เป็นประโยชน์สำหรับนักชีววิทยาเพราะมันยากที่จะพิสูจน์.

ในทำนองเดียวกันการปรับตัวแบบง่ายไม่ได้หมายถึงกระบวนการร่วมสมัย กล่าวอีกนัยหนึ่งการสังเกตการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์ทั้งสองนั้นไม่ได้เป็นหลักฐานที่แข็งแกร่งเพื่อให้แน่ใจว่าเรากำลังเผชิญกับเหตุการณ์ร่วมสมัย.

เงื่อนไขสำหรับการร่วมสมัยที่จะเกิดขึ้น

มีข้อกำหนดสองประการสำหรับปรากฏการณ์ร่วมสมัยที่จะเกิดขึ้น หนึ่งคือความจำเพาะเนื่องจากวิวัฒนาการของแต่ละลักษณะหรือลักษณะในสปีชีส์นั้นเกิดจากแรงกดดันจากการเลือกที่กำหนดโดยตัวละครของสปีชีส์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องในระบบ.

เงื่อนไขที่สองคือการแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกัน - ตัวละครจะต้องวิวัฒนาการร่วมกัน (เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับการวิวัฒนาการตามลำดับ).

ทฤษฎีและสมมติฐาน

มีสองทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ร่วมสมัย ในบรรดาพวกเขามีสมมติฐานกระเบื้องโมเสคทางภูมิศาสตร์และราชินีแดง.

สมมติฐานโมเสกทางภูมิศาสตร์

ธ อมป์สันเสนอสมมติฐานนี้ในปี 2537 และพิจารณาปรากฏการณ์พลวัตของการแปรปรวนร่วมที่สามารถเกิดขึ้นได้ในประชากรที่แตกต่างกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งแต่ละพื้นที่ทางภูมิศาสตร์หรือภูมิภาคนำเสนอการปรับตัวในท้องถิ่น.

กระบวนการย้ายถิ่นของบุคคลมีบทบาทพื้นฐานเนื่องจากการเข้าและออกของสายพันธุ์มีแนวโน้มที่จะทำให้เป็นเนื้อเดียวกันฟีโนไทป์ในท้องถิ่นของประชากร.

ปรากฏการณ์ทั้งสองนี้ - การดัดแปลงในท้องถิ่นและการย้ายถิ่น - เป็นแรงที่ทำให้เกิดโมเสคทางภูมิศาสตร์ ผลลัพธ์ของเหตุการณ์คือความเป็นไปได้ในการค้นหาประชากรที่แตกต่างกันในรัฐร่วมสมัยที่แตกต่างกันเนื่องจากบ้านหลังหนึ่งตามวิถีของตัวเองพร้อมกับกาลเวลา.

ด้วยการมีอยู่ของโมเสกทางภูมิศาสตร์เราสามารถอธิบายแนวโน้มของการศึกษาร่วมสมัยที่ดำเนินการในภูมิภาคต่าง ๆ แต่ด้วยสายพันธุ์เดียวกันที่ไม่สอดคล้องกันหรือในบางกรณีขัดแย้งกัน.

สมมติฐานของราชินีแดง

สมมติฐานของราชินีแดงถูกเสนอโดย Leigh Van Valen ในปี 1973 ผู้วิจัยได้รับแรงบันดาลใจจากหนังสือที่เขียนโดย Lewis Carroll อลิซผ่านกระจกมอง. ในเนื้อเรื่องของเนื้อเรื่องผู้เขียนบอกว่าตัวละครวิ่งเร็วเท่าที่จะทำได้และยังคงอยู่ในที่เดียวกัน.

Van Valen พัฒนาทฤษฎีของเขาบนพื้นฐานของความน่าจะเป็นของการสูญพันธุ์ที่เกิดจากเชื้อสายของสิ่งมีชีวิต นั่นคือพวกเขาไม่สามารถ "ปรับปรุง" เมื่อเวลาผ่านไปและความน่าจะเป็นของการสูญพันธุ์จะเหมือนกันเสมอ.

ตัวอย่างเช่นนักล่าและเหยื่อจะมีการแข่งขันทางอาวุธอย่างต่อเนื่อง หากนักล่าปรับปรุงความสามารถในการโจมตีของมันในบางแง่มุมเหยื่อจะต้องปรับปรุงในขนาดที่คล้ายกัน - หากสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้นพวกมันจะสูญพันธุ์ได้.

สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นในความสัมพันธ์ของปรสิตกับโฮสต์หรือในสัตว์กินพืชและพืช ในการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของสปีชีส์ทั้งสองนี้มันเป็นที่รู้จักกันในชื่อสมมติฐานของราชินีแดง.

ชนิด

การพัฒนาที่เฉพาะเจาะจง

คำว่า "coevolution" ประกอบด้วยสามประเภทพื้นฐาน รูปแบบที่ง่ายที่สุดเรียกว่า "การวิวัฒนาการร่วมที่เฉพาะเจาะจง" ซึ่งทั้งสองเผ่าพันธุ์มีวิวัฒนาการในการตอบสนองซึ่งกันและกันและในทางกลับกัน ตัวอย่างเช่นเหยื่อเดี่ยวและนักล่าเดี่ยว.

ปฏิสัมพันธ์ประเภทนี้นำไปสู่การแข่งขันทางด้านแขนวิวัฒนาการซึ่งส่งผลให้เกิดความแตกต่างในลักษณะบางอย่างหรือยังสามารถนำไปสู่การบรรจบกันในสายพันธุ์ซึ่งกันและกัน.

รูปแบบเฉพาะนี้ซึ่งมีสปีชีส์เพียงไม่กี่สายพันธุ์มีความเหมาะสมที่สุดในการแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของวิวัฒนาการ หากแรงกดดันจากการเลือกนั้นแข็งแกร่งเพียงพอเราควรคาดหวังว่าการปรากฏตัวของการดัดแปลงและการต่อต้านแบบปรับตัวในสายพันธุ์.

Coevolution กระจาย

ชนิดที่สองเรียกว่า "coevolution กระจาย" และเกิดขึ้นเมื่อมีหลายชนิดที่เกี่ยวข้องกับการมีปฏิสัมพันธ์และผลกระทบของแต่ละชนิดไม่เป็นอิสระ ตัวอย่างเช่นความแปรปรวนทางพันธุกรรมในการต่อต้านโฮสต์กับปรสิตสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกันอาจเกี่ยวข้องกัน.

กรณีนี้เกิดขึ้นบ่อยมากในธรรมชาติ อย่างไรก็ตามมันเป็นเรื่องยากที่จะศึกษามากกว่าการศึกษาแบบเฉพาะเนื่องจากการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่เกี่ยวข้องทำให้การออกแบบการทดลองยากมาก.

หลบหนีและการฉายรังสี

ในที่สุดเรามีกรณีของ "การหลบหนีและการแผ่รังสี" ที่เผ่าพันธุ์วิวัฒนาการประเภทของการป้องกันศัตรูหากประสบความสำเร็จสามารถแพร่ขยายและเชื้อสายสามารถหลากหลายเนื่องจากความดันของสายพันธุ์ศัตรูไม่ได้ แข็งแรงมาก.

ตัวอย่างเช่นเมื่อสายพันธุ์พืชวิวัฒนาการสารประกอบทางเคมีบางอย่างที่ประสบความสำเร็จมากก็สามารถปล่อยออกมาจากการบริโภคของสัตว์กินพืชต่างๆ ดังนั้นเชื้อสายของพืชสามารถหลากหลาย.

ตัวอย่าง

กระบวนการร่วมสมัยถือเป็นแหล่งกำเนิดของความหลากหลายทางชีวภาพของโลก ปรากฏการณ์เฉพาะนี้ได้ถูกนำเสนอในเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดในวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต.

ต่อไปเราจะอธิบายตัวอย่างทั่วไปของเหตุการณ์วิวัฒนาการร่วมระหว่างสายเลือดที่แตกต่างกันและจากนั้นเราจะพูดถึงกรณีที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นในระดับสปีชีส์.

ต้นกำเนิดของ organelles ในยูคาริโอต

หนึ่งในเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดในวิวัฒนาการของชีวิตคือนวัตกรรมของเซลล์ยูคาริโอต สิ่งเหล่านี้มีลักษณะโดยมีนิวเคลียสที่แท้จริงคั่นด้วยเมมเบรนพลาสม่าและนำเสนอช่อง subcellular หรือ organelles.

มีหลักฐานที่แข็งแกร่งมากที่สนับสนุนการกำเนิดของเซลล์เหล่านี้ผ่านการ coevolution กับสิ่งมีชีวิตแบบ symbiotic ที่ให้ทางไปสู่ไมโตคอนเดรียในปัจจุบัน แนวคิดนี้เรียกว่าทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติก.

เช่นเดียวกับต้นกำเนิดของพืช ตามทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติคคลอโรพลาสต์เกิดขึ้นเนื่องจากเหตุการณ์ของ symbiosis ระหว่างแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่อีกตัวซึ่งทำให้เกิดการกลืนที่เล็กที่สุด.

ทั้งออร์แกเนลล์ - ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ - มีลักษณะบางอย่างที่ชวนให้นึกถึงแบคทีเรียเช่นชนิดของสารพันธุกรรม DNA ทรงกลมและขนาดของมัน.

ต้นกำเนิดของระบบย่อยอาหาร

ระบบย่อยอาหารของสัตว์หลายชนิดเป็นระบบนิเวศทั้งหมดที่อาศัยอยู่โดยพืชจุลินทรีย์หลากหลายชนิด.

ในหลายกรณีจุลินทรีย์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการย่อยอาหารช่วยย่อยอาหารและในบางกรณีสามารถสังเคราะห์สารอาหารสำหรับโฮสต์.

ความสัมพันธ์ร่วมสมัยระหว่างควิโลและนกกางเขน

ในนกมีปรากฏการณ์เฉพาะอย่างมากที่เกี่ยวข้องกับการวางไข่ในรังของคนอื่น ระบบของการร่วมสมัยนี้ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยcríalo (Clamator glandarius) และสปีชี่ส์โฮสต์, the magpie (พิกะพิกะ).

การวางไข่ไม่ได้ทำแบบสุ่ม ในทางกลับกันสัตว์เลื้อยคลานเลือกคู่ของนกกางเขนที่ลงทุนมากที่สุดในการดูแลผู้ปกครอง ดังนั้นบุคคลใหม่จะได้รับการดูแลที่ดีขึ้นจากพ่อแม่บุญธรรมของเขา.

คุณจะทำอย่างไร การใช้สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับการเลือกเพศของโฮสต์เช่นรังขนาดใหญ่.

ในการตอบสนองต่อพฤติกรรมนี้นกกางเขนลดขนาดของรังลงเกือบ 33% ในพื้นที่ที่มีcríaloอยู่ ในทำนองเดียวกันพวกเขายังมีการป้องกันการดูแลรังอย่างแข็งขัน.

Críaloยังสามารถทำลายไข่ของนกกางเขนเพื่อส่งเสริมการผสมพันธุ์ของลูกไก่ ในการตอบสนอง Magpies เพิ่มจำนวนไข่ต่อรังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ.

การปรับตัวที่สำคัญที่สุดคือการสามารถรับรู้ไข่พยาธิเพื่อขับไล่มันออกจากรัง แม้ว่านกกาฝากจะมีการพัฒนาไข่คล้ายกับนกกางเขน.

การอ้างอิง

1. ดาร์วิน, C. (1859). เกี่ยวกับต้นกำเนิดของสายพันธุ์โดยวิธีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ. เมอเรย์.
2. ฟรีแมน, S. , & เฮอรอน, J. C. (2002). การวิเคราะห์เชิงวิวัฒนาการ. ศิษย์โถง.
3. Futuyma, D. J. (2005). วิวัฒนาการ . Sinauer.
4. Janzen, D. H. (1980) เมื่อไหร่จะเป็นยุคสมัย. วิวัฒนาการ, 34(3), 611-612.
5. Langmore, N. E. , Hunt, S. , & Kilner, R. M. (2003). การเพิ่มขึ้นของการแข่งขันแขนร่วมสมัยผ่านการปฏิเสธโฮสต์ของเด็กกาฝากลูกไก่. ธรรมชาติ, 422(6928), 157.
6. Soler, M. (2002). วิวัฒนาการ: พื้นฐานของชีววิทยา. โครงการภาคใต้.