Indhold
- Hvad er evolution?
- Hvad er naturligt valg?
- Definition af coevolution
- Grundlæggende principper for samevolution
- Typer af coevolution
- Eksempler på coevolution
Det evolutionsteori er det fundament, hvorpå al moderne biologi bygger.
Kerneidéen er, at organismer eller levende ting ændrer sig over tid som et resultat af naturlig selektion, der virker på gener inden for en befolkning. Enkeltpersoner udvikler sig ikke; populationer af organismer gør.
Det materiale, som evolutionen virker på, er deoxyribonucleic acid (DNA), der tjener som den arvelige bærer af genetisk information i alle levende ting på Jorden, fra encellede bakterier til fler-ton hvaler og elefanter.
Organismer udvikler sig som svar på miljøudfordringer, som ellers ville true en artsevne til at overleve ved at begrænse dens reproduktionskapacitet.
En af disse udfordringer er naturligvis tilstedeværelsen af andre organismer. Ikke kun påvirker interagerende arter hinanden i realtid på åbenlyse måder (for eksempel når et rovdyr som en løve dræber og spiser et dyr, som det kager på), men forskellige arter kan også påvirke udviklingen af andre arter.
Dette sker gennem en række interessante mekanismer og er kendt i biologi parlance som coevolution.
Hvad er evolution?
I midten af 1800-tallet udviklede Charles Darwin og Alfred Wallace uafhængigt meget lignende versioner af evolutionsteorien, hvor naturlig udvælgelse var den primære mekanisme.
Hver videnskabsmand foreslog, at livsformerne, der kører rundt i Jorden i dag, havde udviklet sig fra langt enklere væsener og gik tilbage til en fælles stamfar ved selve morgenens morgen. Denne "daggry" forstås nu for at have været omkring 3,5 milliarder år siden, cirka en milliard år efter selve jordens fødsel.
Wallace og Darwin samarbejdede til sidst og offentliggjorde i 1858 deres daværende kontroversielle ideer sammen.
Evolution udgør det populationer af organismer (ikke individer) ændrer sig og tilpasser sig over tid som et resultat af arvet fysiske og adfærdsmæssige egenskaber der overføres fra forælder til afkom, et system kendt som "nedstigning med ændring."
Mere formelt er evolution en ændring i allelfrekvens over tid; alleler er versioner af gener, så en forskydning i andelen af visse gener i befolkningen (f.eks. gener for en mørkere pelsfarve, der bliver mere almindelig, og dem for lettere pels, der bliver tilsvarende mere sjældne) udgør evolution.
Mekanismen, der driver evolutionær forandring er naturlig selektion som et resultat af valg af tryk eller pres påført af miljøet.
Hvad er naturligt valg?
Naturlig udvælgelse er et af mange velkendte, men dybt misforståede udtryk i videnskabsverdenen generelt og især i udviklingsområdet.
Det er i en grundlæggende forstand en passiv proces og et spørgsmål om stum held; på samme tid er det ikke blot "tilfældigt", som mange mennesker synes at tro, selvom frø af naturlig valg er tilfældige. Forvirret endnu? Må ikke være.
Ændringer, der forekommer i et givet miljø, fører til, at visse træk er fordelagtige i forhold til andre.
For eksempel, hvis temperaturen gradvis bliver koldere, er dyr af en bestemt art, der har tykkere frakker takket være gunstige gener, mere tilbøjelige til at overleve og reproducere, hvilket øger hyppigheden af denne arvelige egenskab i befolkningen.
Bemærk, at dette er et andet forslag helt fra individuelle dyr i denne befolkning, der overlever, fordi de er i stand til at finde ly gennem ren held eller opfindsomhed; det er ikke relateret til arvelige træk, der vedrører pelsegenskaber.
Den kritiske komponent i naturlig udvælgelse er, at individuelle organismer ikke blot kan udføre de nødvendige træk til at eksistere.
De skal være til stede i befolkningen takket være allerede eksisterende genetiske variationer, som igen følger af tilfældige mutationer i DNA i tidligere generationer.
For eksempel, hvis de laveste grene af bladtræer gradvis bliver højere end jorden, når en gruppe giraffer beboer området, vil de giraffer, der tilfældigvis har længere halse, overleve lettere på grund af at være i stand til at imødekomme deres ernæringsmæssige behov, og de vil reproducere med hinanden for at videregive gener, der er ansvarlige for deres lange nakke, hvilket vil blive mere udbredt i den lokale giraffepopulation.
Definition af coevolution
Begrebet coevolution bruges til at beskrive situationer, hvor to eller flere arter påvirker hinandens udvikling på en gensidig måde.
Ordet "gensidig" er her afgørende; for at coevolution skal være en nøjagtig beskrivelse, er det ikke tilstrækkeligt, at en art påvirker den anden eller andres udvikling, uden at dens egen udvikling også påvirkes på en måde, der ikke ville forekomme i fravær af de co-forekommende arter.
På nogle måder er dette intuitivt. Da alle organismer i et bestemt økosystem (sættet af alle organismer i et veldefineret geografisk område) er forbundet, giver det mening at udviklingen af en af dem vil påvirke andres udvikling på en eller anden måde.
Normalt opfordres de studerende imidlertid ikke til at overveje udviklingen af en art på en interaktiv måde, og i stedet bliver de bedt om at se på samspillet mellem en enkelt art og dets miljø.
Selvom de strengt fysiske egenskaber ved miljøer (f.eks. Temperatur, topografi) helt sikkert ændrer sig over tid, er de ikke-levende systemer og udvikler sig derfor ikke i den biologiske betydning af ordet.
Når man hører den grundlæggende definition af evolution, sker der derefter coevolution, når udviklingen af en art eller gruppe påvirker det selektive pres eller imperativet om at udvikle sig for at overleve af en anden art eller gruppe. Dette sker ofte med grupper, der har nære relationer inden for et økosystem.
Det kan dog ske med fjernt beslægtede grupper som et resultat af en slags "dominoeffekt", som du snart lærer.
Grundlæggende principper for samevolution
Eksempler på samspil mellem rovdyr og byttedyr kan kaste lys over hverdagslige eksempler på coevolution, som du sandsynligvis er opmærksom på på et eller andet niveau, men måske ikke har taget aktivt hensyn til.
Planter vs. dyr: Hvis en planteart udvikler et nyt forsvar mod en planteæder, sådan en torner eller giftige sekreter, fremkalder dette et nyt pres på den herbivore for at vælge forskellige individer, såsom planter, der forbliver velsmagende og let spiselige.
Til gengæld skal disse nyligt efterspurgte planter, hvis de skal overleve, overvinde det nye forsvar; derudover kan planteetere udvikle sig takket være individer, der tilfældigvis har træk, der gør dem resistente over for sådanne forsvar (f.eks. immunitet mod den pågældende gift).
Dyr vs. dyr: Hvis et favorit bytte af en given dyreart udvikler sig en ny måde at undslippe rovdyret, skal rovdyret på sin side udvikle en ny måde at fange det bytte eller risikere at dø, hvis det ikke kan finde en anden fødekilde.
For eksempel, hvis en gepard ikke konsekvent kan overskride gazellerne i sit økosystem, vil den i sidste ende omgås af sult; på samme tid, hvis gazellerne ikke kan overgå cheetaherne, vil de også dø af.
Hvert af disse scenarier (det andet mere skarpt) repræsenterer et klassisk eksempel på et evolutionært våbenløb: Når den ene art udvikler sig og bliver hurtigere eller stærkere på en eller anden måde, skal den anden gøre det samme eller risikere udryddelse.
Det er klart, at der kun er så hurtigt, at en given art kan blive, så til sidst må noget give, og en eller flere af de involverede arter migrerer enten fra området, hvis det kan, eller det dør af.
Typer af coevolution
Rovdyr-byttedyr-samevolution: Rovdyr-bytteforhold er universelle overalt i verden; to er allerede beskrevet i generelle vendinger. Rovdyr- og byttedyrevolution er således let at lokalisere og verificere i næsten ethvert økosystem.
Cheetahs og gazeller er måske det mest citerede eksempel, mens ulve og rensdyr repræsenterer en anden i en anden, langt koldere del af verden.
Konkurrencedygtig arts coevolution: I denne type coevolution kæmper flere organismer om de samme ressourcer. Denne form for coevolution kan verificeres med visse indgreb, som det er tilfældet med salamandere i Great Smoky Mountains i det østlige USA. Når en Plethodon arter fjernes, den øvrige befolkning vokser i størrelse og vice versa.
Mutualistisk coevolution: Det er vigtigt, at ikke alle former for coevolution nødvendigvis skader en af de involverede arter. I gensidig sammenhæng udvikler organismer, der er afhængige af hinanden for noget, "sammen" takket være ubevidst samarbejde - en slags ikke-fastlagt forhandling eller kompromis. Dette er tydeligt i form af planter og de insekter, der bestøver disse plantearter.
Parasit-vært coevolution: Når en parasit invaderer en vært, gør den det, fordi den har undgået værnets forsvar på det tidspunkt. Men hvis værten udvikler sig på en måde, så den ikke drastisk skades uden at "udsætte" parasitten direkte, er coevolution i spil.
Eksempler på coevolution
Eksempel på rovdyrby med tre arter: Lodgepole fyrkeglefrø i Rocky Mountains spises både af visse egern og korsbjælker (en type fugle).
Nogle områder, hvor lodgepole fyrer vokser, har egern, der let kan spise frø ud af smalle fyrkegler (som har tendens til at have flere frø), men krydsbjælkerne, som ikke let kan spise frøene fra smalle fyrkegler, får ikke så meget at spise .
Andre områder har kun tværskærme, og disse grupper af fugle har en tendens til at have en af to næbtyper; fuglene med lige næb har lettere ved at gribe frø ud af smalle kegler.
Dyrelivbiologer, der studerer dette økosystem, antagede, at hvis træer coevelled baseret på de lokale rovdyr, områder med egern skulle have givet bredere kegler, der var mere åbne med færre frø kunne findes blandt skalaerne, mens områder med fugle burde have givet tykkere skalering (dvs. , næbresistente) kegler.
Dette viste sig at være nøjagtigt tilfældet.
Konkurrencedygtige arter: Visse sommerfugle har udviklet sig til at smage dårligt hos rovdyr, så disse rovdyr undgår dem. Dette øger sandsynligheden for Andet sommerfugle, der spises, tilføjer en form for selektivt tryk; dette pres fører til udviklingen af "efterligning", hvor andre sommerfugle udvikler sig til at ligne de rovdyr har lært at undgå.
Et andet konkurrencedygtigt artseksempel er udviklingen af kongeslangen til at se næsten nøjagtigt ud som koralslangen. Begge kan være aggressive over for andre slanger, men korallslangen er meget giftig og ikke en, som mennesker ønsker at være sammen med.
Dette er snarere som en person, der ikke kender karate, men som har et ry for at være en kampsportekspert.
mutualisme: Ant-acacia træ coevolution i Sydamerika er et arketypisk eksempel på gensidig coevolution.
Træerne udviklede hule torner ved deres base, hvor nektar udskilles, sandsynligvis forhindrer planteædere i at spise det; I mellemtiden udviklede myrer i området sig til at placere deres reden i disse torner, hvor nektar produceres, men skader ikke træet bortset fra noget relativt uskadeligt tyveri.
Vær-parasit coevolution: Broodparasitter er fugle, der har udviklet sig til at lægge deres æg i andre fugle rede, hvorefter den fugl, der faktisk "ejer" reden, vinder op og tager sig af de unge. Dette giver stamopasitterne gratis børnepasning, hvilket giver dem fri til at afsætte flere ressourcer til parring og finde mad.
Værtsfuglene udvikler sig dog til sidst på en måde, der giver dem mulighed for at lære at genkende, når en babyfugl ikke er deres egen, og også for at undgå samspil med parasitfugle helt om muligt.