Τι είναι η Συνεξέλιξη; Ορισμός και Παραδείγματα

Συνεξέλιξη αναφέρεται στην εξέλιξη που συμβαίνει μεταξύ αλληλοεξαρτώμενων ειδών ως αποτέλεσμα συγκεκριμένων αλληλεπιδράσεων. Δηλαδή, οι προσαρμογές που συμβαίνουν σε ένα είδος υποκινούν τις αμοιβαίες προσαρμογές σε άλλο είδος ή πολλαπλά είδη. Οι συνεξελικτικές διεργασίες είναι σημαντικές στα οικοσυστήματα, καθώς αυτοί οι τύποι αλληλεπιδράσεων διαμορφώνουν σχέσεις μεταξύ των οργανισμών σε διάφορα τροφικά επίπεδα στις κοινότητες.

Βασικά Takeaways

• Η συνεξέλιξη περιλαμβάνει αμοιβαίες προσαρμοστικές αλλαγές που συμβαίνουν μεταξύ αλληλεξαρτώμενων ειδών.
• Οι ανταγωνιστικές σχέσεις, οι αμοιβαίες σχέσεις και οι συμμεριστικές σχέσεις σε κοινότητες προωθούν τη συνεξέλιξη.
• Συνεξελικτικές ανταγωνιστικές αλληλεπιδράσεις παρατηρούνται στις σχέσεις θηρευτή-θηράματος και ξενιστή-παράσιτου.
• Οι συνεξελικτικές αμοιβαίες αλληλεπιδράσεις περιλαμβάνουν την ανάπτυξη αμοιβαία επωφελών σχέσεων μεταξύ των ειδών.
• Οι συνεξελικτικές κομμενσαλιστικές αλληλεπιδράσεις περιλαμβάνουν σχέσεις όπου το ένα είδος ωφελείται ενώ το άλλο δεν βλάπτεται. Ο μιμητισμός του Bates είναι ένα τέτοιο παράδειγμα.

Ενώ ο Δαρβίνος περιέγραψε τις διαδικασίες συνεξέλιξης στις σχέσεις φυτών-επικονιαστών το 1859, ο Paul Ehrlich και ο Peter Raven πιστώνονται ως οι πρώτοι που εισήγαγαν τον όρο "συνεξέλιξη" στην εργασία τους του 1964 Πεταλούδες και φυτά:Μια μελέτη στη συνεξέλιξη . Σε αυτή τη μελέτη, οι Ehrlich και Raven πρότειναν ότι τα φυτά παράγουν επιβλαβείς χημικές ουσίες για να εμποδίσουν τα έντομα να φάνε τα φύλλα τους, ενώ ορισμένα είδη πεταλούδων ανέπτυξαν προσαρμογές που τους επέτρεψαν να εξουδετερώσουν τις τοξίνες και να τρέφονται με τα φυτά. Σε αυτή τη σχέση, συνέβαινε μια εξελικτική κούρσα εξοπλισμών στην οποία κάθε είδος ασκούσε επιλεκτική εξελικτική πίεση στο άλλο που επηρέασε τις προσαρμογές και στα δύο είδη.

Κοινοτική Οικολογία

Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιολογικών οργανισμών στα οικοσυστήματα ή τα βιοϊώματα καθορίζουν τους τύπους των κοινοτήτων σε συγκεκριμένους οικοτόπους. Οι τροφικές αλυσίδες και οι τροφικοί ιστοί που αναπτύσσονται σε μια κοινότητα συμβάλλουν στην προώθηση της συνεξέλιξης μεταξύ των ειδών. Καθώς τα είδη ανταγωνίζονται για πόρους σε ένα περιβάλλον, βιώνουν τη φυσική επιλογή και την πίεση να προσαρμοστούν για να επιβιώσουν.

Αρκετοί τύποι συμβιωτικών σχέσεων σε κοινότητες προάγουν τη συνεξέλιξη στα οικοσυστήματα. Αυτές οι σχέσεις περιλαμβάνουν ανταγωνιστικές σχέσεις, αμοιβαίες σχέσεις και κομμενσαλιστικές σχέσεις. Στις ανταγωνιστικές σχέσεις, οι οργανισμοί ανταγωνίζονται για την επιβίωση σε ένα περιβάλλον. Παραδείγματα περιλαμβάνουν σχέσεις θηρευτή-θηράματος και σχέσεις παρασίτου-ξενιστή. Σε αμοιβαίες συνεξελικτικές αλληλεπιδράσεις, και τα δύο είδη αναπτύσσουν προσαρμογές προς όφελος και των δύο οργανισμών. Στις συμμεριστικές αλληλεπιδράσεις, ένα είδος επωφελείται από τη σχέση ενώ το άλλο δεν βλάπτεται.

Αλληλεπιδράσεις ανταγωνιστών

Συνεξελικτικές ανταγωνιστικές αλληλεπιδράσεις παρατηρούνται στις σχέσεις θηρευτή-θηράματος και ξενιστή-παράσιτου. Στις σχέσεις αρπακτικών-θηραμάτων, τα θηράματα αναπτύσσουν προσαρμογές για να αποφύγουν τα αρπακτικά και τα αρπακτικά αποκτούν πρόσθετες προσαρμογές με τη σειρά τους. Για παράδειγμα, τα αρπακτικά που κάνουν ενέδρα στη λεία τους έχουν χρωματικές προσαρμογές που τους βοηθούν να ενσωματωθούν στο περιβάλλον τους. Έχουν επίσης αυξημένες αισθήσεις όσφρησης και όρασης για να εντοπίσουν με ακρίβεια τη λεία τους. Τα θηράματα που εξελίσσονται για να αναπτύξουν αυξημένες οπτικές αισθήσεις ή την ικανότητα ανίχνευσης μικρών αλλαγών στη ροή του αέρα είναι πιο πιθανό να εντοπίσουν τους θηρευτές και να αποφύγουν την απόπειρα ενέδρας τους. Τόσο το αρπακτικό όσο και το θήραμα πρέπει να συνεχίσουν να προσαρμόζονται για να βελτιώσουν τις πιθανότητές τους για επιβίωση.

Στις συνεξελικτικές σχέσεις ξενιστή-παράσιτου, ένα παράσιτο αναπτύσσει προσαρμογές για να ξεπεράσει τις άμυνες του ξενιστή. Με τη σειρά του, ο οικοδεσπότης αναπτύσσει νέες άμυνες για να ξεπεράσει το παράσιτο. Ένα παράδειγμα αυτού του τύπου σχέσης αποδεικνύεται στη σχέση μεταξύ των πληθυσμών κουνελιών της Αυστραλίας και του ιού του μυξώματος. Αυτός ο ιός χρησιμοποιήθηκε σε μια προσπάθεια ελέγχου του πληθυσμού των κουνελιών στην Αυστραλία τη δεκαετία του 1950. Αρχικά, ο ιός ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματικός στην καταστροφή των κουνελιών. Με την πάροδο του χρόνου, ο πληθυσμός των άγριων κουνελιών παρουσίασε γενετικές αλλαγές και ανέπτυξε αντοχή στον ιό. Η θνησιμότητα του ιού άλλαξε από υψηλή, σε χαμηλή, σε ενδιάμεση. Αυτές οι αλλαγές πιστεύεται ότι αντικατοπτρίζουν τις συνεξελικτικές αλλαγές μεταξύ του πληθυσμού του ιού και του κουνελιού.

Αμοιβαίες αλληλεπιδράσεις

Οι συνεξελικτικές αμοιβαίες αλληλεπιδράσεις που συμβαίνουν μεταξύ των ειδών περιλαμβάνουν την ανάπτυξη αμοιβαία επωφελών σχέσεων. Αυτές οι σχέσεις μπορεί να έχουν αποκλειστικό ή γενικό χαρακτήρα. Η σχέση μεταξύ φυτών και ζώων επικονιαστών είναι ένα παράδειγμα μιας γενικής αμοιβαίας σχέσης. Τα ζώα εξαρτώνται από τα φυτά για τροφή και τα φυτά εξαρτώνται από τα ζώα για επικονίαση ή διασπορά σπόρων.

Η σχέση μεταξύ της σφήκας συκιάς και η συκιά είναι ένα παράδειγμα μιας αποκλειστικής συνεξελικτικής αμοιβαίας σχέσης. Θηλυκές σφήκες της οικογένειας Agaonidae γεννούν τα αυγά τους σε μερικά από τα άνθη συγκεκριμένων συκιών. Αυτές οι σφήκες διασκορπίζουν τη γύρη καθώς ταξιδεύουν από λουλούδι σε λουλούδι. Κάθε είδος συκιάς γονιμοποιείται συνήθως από ένα μόνο είδος σφήκας που αναπαράγεται και τρέφεται μόνο από ένα συγκεκριμένο είδος συκιάς. Η σχέση σφήκας-σύκου είναι τόσο αλληλένδετη που το καθένα εξαρτάται αποκλειστικά από το άλλο για την επιβίωση.

Μιμητισμός

Οι συνεξελικτικές κομμενσαλιστικές αλληλεπιδράσεις περιλαμβάνουν σχέσεις όπου το ένα είδος ωφελείται ενώ το άλλο δεν βλάπτεται. Ένα παράδειγμα αυτού του τύπου σχέσης είναι ο μιμητισμός του Bates. Στον μιμητισμό του Bates, ένα είδος μιμείται το χαρακτηριστικό ενός άλλου είδους για προστατευτικούς σκοπούς. Το είδος που μιμείται είναι δηλητηριώδες ή επιβλαβές για πιθανούς θηρευτές και έτσι η μίμηση των χαρακτηριστικών του παρέχει προστασία για το κατά τα άλλα αβλαβές είδος. Για παράδειγμα, τα κατακόκκινα φίδια και τα φίδια γάλακτος έχουν εξελιχθεί ώστε να έχουν παρόμοιο χρωματισμό και λωρίδες με τα δηλητηριώδη κοραλλιογενή φίδια. Επιπλέον, χελιδονουρά κοροϊδίας (Papilio dardanus ) είδη πεταλούδας μιμούνται την εμφάνιση ειδών πεταλούδας από τις Nymphalidae οικογένεια που τρώει φυτά που περιέχουν επιβλαβείς χημικές ουσίες. Αυτές οι χημικές ουσίες καθιστούν τις πεταλούδες ανεπιθύμητες για τα αρπακτικά. Μίμηση των Nymphalidae οι πεταλούδες προστατεύουν το Papilio dardanus είδη από αρπακτικά που δεν μπορούν να διακρίνουν μεταξύ των ειδών.

Πηγές

• Ehrlich, Paul R. και Peter H. Raven. "Πεταλούδες και φυτά:Μια μελέτη στη συνεξέλιξη." Εξέλιξη , τόμ. 18, αρ. 4, 1964, σελ. 586–608., doi:10.1111/j.1558-5646.1964.tb01674.x.
• Penn, Dustin J. "Coevolution:Host–Parasite." ResearchGate , www.researchgate.net/publication/230292430_Coevolution_Host-Parasite.
• Σμιτς, Όσβαλντ. "Λειτουργικά χαρακτηριστικά αρπακτικών και θηραμάτων:Κατανόηση των προσαρμοστικών μηχανημάτων που οδηγούν τις αλληλεπιδράσεις αρπακτικών-θηραμάτων." F1000Research τόμ. 6 1767. 27 Σεπ. 2017, doi:10.12688/f1000research.11813.1
• Zaman, Luis, et al. "Η συνεξέλιξη οδηγεί την εμφάνιση σύνθετων χαρακτηριστικών και προωθεί την εξελικτικότητα." PLOS Biology , Public Library of Science, journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1002023.