Sisältö
- Mikä on evoluutio?
- Mikä on luonnollinen valinta?
- Määritelmä Koevoluutio
- Koevoluution perusperiaatteet
- Koevoluutioiden tyypit
- Esimerkkejä koevoluutiosta
evoluutioteoria on perusta, jolle kaikki nykyaikainen biologia on rakennettu.
Perusajatuksena on, että organismit tai elävät esineet muuttuvat ajan myötä luonnollisen valinnan seurauksena, joka vaikuttaa väestön sisällä oleviin geeneihin. Yksilöt eivät kehitty; populaatiot eliöt tekevät.
Aine, johon evoluutio vaikuttaa, on deoksiribonukleiinihappo (DNA), joka toimii periytyvänä geneettisen tiedon kantajana kaikissa maapallon elävissä asioissa yksisoluisista bakteereista monitonnan valaisiin ja norsuihin.
Organismit kehittyvät vastauksena ympäristöhaasteisiin, jotka muuten uhkasivat lajien kykyä selviytyä rajoittamalla sen lisääntymiskykyä.
Yksi näistä haasteista on tietysti muiden organismien esiintyminen. Vuorovaikutuksessa olevat lajit eivät vain vaikuta toisiinsa reaaliajassa ilmeisillä tavoilla (esimerkiksi kun petoeläin, kuten leijona, tappaa ja syö elämänsä, jota se saalistaa), vaan myös eri lajit voivat vaikuttaa muiden lajien evoluutioon.
Tämä tapahtuu monien mielenkiintoisten mekanismien kautta ja tunnetaan biologisessa kielessä nimellä koevoluutio.
Mikä on evoluutio?
1800-luvun puolivälissä Charles Darwin ja Alfred Wallace kehittivät itsenäisesti hyvin samanlaisia versioita evoluutioteoriasta, ja luonnollinen valinta oli ensisijainen mekanismi.
Jokainen tutkija ehdotti, että maapallon kiertävät elämänmuodot olisivat kehittyneet paljon yksinkertaisemmista olennoista, palaavan takaisin yhteiseen esi-ikään itse elämän kynnyksellä. Tuon "aamunkoiton" ymmärretään nyt tapahtuvan noin 3,5 miljardia vuotta sitten, noin miljardin vuoden kuluttua itse planeetan syntymästä.
Wallace ja Darwin lopulta tekivät yhteistyötä ja julkaisivat vuonna 1858 silloin kiistanalaiset ideansa yhdessä.
Evoluutio asettaa sen populaatiot organismien (ei yksilöiden) muutokset ja mukautuvat ajan myötä peritty fyysiset ja käyttäytymisominaisuudet jotka siirretään vanhemmilta jälkeläisille, järjestelmä, joka tunnetaan nimellä "laskeutuminen muutoksin".
Muodollisemmin evoluutio on muutos alleelitaajuudessa ajan myötä; alleelit ovat geenien versioita, joten muutos tiettyjen geenien osuudessa väestössä (esimerkiksi tummemman turkin värin geenit yleistyvät ja vaaleampien turkisten geenit muuttuvat vastaavasti harvinaisiksi) muodostavat evoluution.
Mekanismi, joka ohjaa evoluutiomuutosta, on luonnonvalinta tuloksena valintapaine tai ympäristön aiheuttamat paineet.
Mikä on luonnollinen valinta?
Luonnollinen valinta on yksi monista tunnetuista, mutta syvästi väärin ymmärretyistä termeistä tiedemaailmassa yleensä ja erityisesti evoluution alueella.
Kyseessä on lähtökohtaisesti passiivinen prosessi ja tyhmä onni; samaan aikaan se ei ole vain "satunnainen", koska monet ihmiset näyttävät uskovan, vaikka siemenet luonnollisesta valinnasta ovat satunnaisia. Sekava vielä? Älä ole.
Tietyssä ympäristössä tapahtuvat muutokset johtavat siihen, että tietyt piirteet ovat edullisempia kuin muut.
Esimerkiksi, jos lämpötila vähitellen kylmenee, tietyn lajin eläimet, joilla on paksummat karvat suotuisien geenien ansiosta, selviävät todennäköisemmin ja lisääntyvät, mikä lisää tämän periytyvän piirteen esiintymistiheyttä populaatiossa.
Huomaa, että tämä on erilainen ehdotus kokonaan tämän väestön yksittäisistä eläimistä, jotka selviävät, koska ne pystyvät löytämään suojan pelkän onnen tai kekseliäisyyden kautta; joka ei liity karvan ominaisuuksiin liittyviin periytyviin piirteisiin.
Luonnollisen valinnan kriittinen osa on se, että yksittäiset organismit eivät voi yksinkertaisesti taata välttämättömiä piirteitä olemassaololle.
Niiden on oltava läsnä populaatiossa jo olemassa olevien geneettisten variaatioiden ansiosta, jotka puolestaan seuraavat aikaisempien sukupolvien DNA: n sattumanvaraisista mutaatioista.
Esimerkiksi, jos lehtipuiden alimmat oksat nousevat asteittain korkeammalle maata kohden, kun kiraafien ryhmä asuu alueella, ne kirahvit, joiden sattuu olemaan pidempi kaula, selviävät helpommin, koska pystyvät tyydyttämään ravintotarpeensa, ja he lisääntyä toistensa kanssa siirtääkseen pitkistä kaulastaan vastuussa olevia geenejä, joista tulee yleisempiä paikallisessa kirahvipopulaatiossa.
Määritelmä Koevoluutio
Termi koevoluutio Käytetään kuvaamaan tilanteita, joissa kaksi tai useampi laji vaikuttaa toistensa evoluutioon vastavuoroisella tavalla.
Sana "vastavuoroinen" on tässä ensiarvoisen tärkeä; Jotta koevoluutio olisi tarkka kuvaus, ei riitä, että yksi laji vaikuttaa muiden tai muiden evoluutioon ilman, että se vaikuttaa myös omaan evoluutioonsa tavalla, jota ei tapahtuisi ilman samanaikaisesti esiintyviä lajeja.
Tämä on tietyllä tavalla intuitiivinen. Koska tietyn ekosysteemin kaikki organismit (kaikkien organismien joukko määritellyllä maantieteellisellä alueella) ovat yhteydessä toisiinsa, on järkevää, että yhden niistä evoluutio vaikuttaisi muiden evoluutioon jollakin tavalla.
Yleensä oppilaita ei kuitenkaan pyydetä pohtimaan lajin kehitystä vuorovaikutteisella tavalla, vaan heitä pyydetään sen sijaan tarkastelemaan yhden lajin ja sen ympäristön vuorovaikutusta.
Vaikka ympäristöjen tiukasti fysikaaliset ominaisuudet (esim. Lämpötila, topografia) muuttuvat varmasti ajan myötä, ne ovat elottomia järjestelmiä, joten ne eivät kehity tämän sanan biologisessa merkityksessä.
Kuultuaan evoluution perusmääritelmään, siis koevoluutio tapahtuu, kun yhden lajin tai ryhmän evoluutio vaikuttaa toisen lajin tai ryhmän selektiiviseen paineeseen tai välttämättömyyteen kehittyä selviytyäkseen. Tämä tapahtuu useimmiten ryhmien kanssa, joilla on läheisiä suhteita ekosysteemissä.
Se voi kuitenkin tapahtua etäisesti sukulaisille ryhmille eräänlaisen "dominovaikutuksen" seurauksena, kun pian opit.
Koevoluution perusperiaatteet
Esimerkkejä petoeläimen ja saaliin vuorovaikutuksesta voi valaista arjen esimerkkejä koevoluutiosta, jotka olet todennäköisesti tietoinen jollakin tasolla, mutta joita ei ehkä ole aktiivisesti pohdittu.
Kasvit vs. eläimet: Jos kasvilaji kehittää uuden puolustuksen kasvissyöjää, sellaisia piikkejä tai myrkyllisiä erittymiä vastaan, tämä aiheuttaa uuden paineen kasvissyöjälle valitakseen erilaisia yksilöitä, kuten kasveja, jotka pysyvät maukkaisina ja helposti syötävinä.
Näiden uusien etsittyjen kasvien on puolestaan voitettava uusi puolustus, jos ne selviytyvät. lisäksi kasvissyöjät voivat kehittyä sellaisten yksilöiden ansiosta, joilla sattuu olemaan piirteitä, jotka tekevät heistä vastustuskykyisiä sellaisille puolustuskyvyille (esim. immuniteetti kyseiselle myrkkylle).
Eläimet vs. eläimet: Jos tietyn eläinlajin suosikkisaalista kehittyy uusi tapa pelastaa kyseinen petoeläin, petoeläimen on puolestaan kehitettävä uusi tapa saaliin saaliiksi tai vaarana kuolla, jos se ei löydä toista ravintolähdettä.
Esimerkiksi, jos gepardi ei pysty johdonmukaisesti ohittamaan gazelleja ekosysteemissä, se lopulta nälkään menehtyy; samaan aikaan, jos gasellit eivät voi ylittää gepardia, myös ne kuolevat.
Jokainen näistä skenaarioista (toinen selkeämmin) edustaa klassista esimerkkiä evoluutioaseellisuudesta: Kun yksi laji kehittyy ja kasvaa jollain tapaan nopeammaksi tai vahvemmaksi, toisen on tehtävä sama tai sukupuuttoon vaara.
Tietenkin tietystä lajista voi tulla vain niin nopeasti, että lopulta jotain on annettava ja yksi tai useampi mukana olevista lajeista joko siirtyy alueelta, jos pystyy, tai kuolee.
Koevoluutioiden tyypit
Petoeläimen ja saaliin suhteiden koevoluutio: Petoeläimen ja saaliin suhteet ovat maailmanlaajuisia; Kaksi on jo kuvattu yleisesti. Petoeläimen ja saaliin koevoluutio on siten helppo paikantaa ja todentaa melkein missä tahansa ekosysteemissä.
Gepardit ja gazellit ovat ehkä mainituin esimerkki, kun taas susit ja karibu edustavat toista eri, kaukana kylmempää maailmaa.
Kilpaileva lajien koevoluutio: Tämän tyyppisessä koevoluutiossa useat organismit kilpailevat samoista resursseista. Tällainen koevoluutio voidaan varmistaa tietyillä interventioilla, kuten tapahtuu salamandrien kohdalla Yhdysvaltojen itäosien isoilla savuisilla vuorilla. Kun yksi Plethodon lajit poistetaan, muiden populaatio kasvaa ja päinvastoin.
Mutualistinen koevoluutio: Tärkeää on, että kaikki koevoluutiomuodot eivät välttämättä vahingoita yhtä lajeihin. Keskinäisessä yhteiskehityksessä organismit, jotka luottavat toisiinsa johonkin, kehittyvät "yhdessä" tajuttoman yhteistyön ansiosta - eräänlaisena aloittamattomana neuvotteluna tai kompromissina. Tämä käy ilmi kasvien ja hyönteisten muodossa, jotka pölyttävät kyseisiä kasvilajeja.
Parasiitti-isäntä-koevoluutio: Kun loinen tunkeutuu isäntään, se tekee niin, koska se on välttynyt isännän puolustukselta tuolloin. Mutta jos isäntä kehittyy siten, että sille ei aiheudu merkittäviä vahinkoja ilman, että loista "häädetään" suoraan, koevoluutio on pelissä.
Esimerkkejä koevoluutiosta
Esimerkki kolmen lajin saalistajasta: Lodgepole-männynkäpyöljyjä syövät Kalliovuorilla sekä tietyt oravat että ristikkokukot (eräänlainen lintu).
Joillakin alueilla, joissa lodpepole-mäntyjä kasvaa, on oravia, jotka voivat helposti syödä siemeniä kapeista männynkäpyistä (joissa yleensä on enemmän siemeniä), mutta ristikkokannat, jotka eivät voi helposti syödä siemeniä kapeista männynkävyistä, eivät saa niin paljon syödä .
Muilla alueilla on vain ristikkäitä, ja näillä linturyhmillä on yleensä yksi kahdesta nokkotyypistä; linjoilla, joilla on suorempi nokka, on helpompi tarttua siemeniä kapeista käpyistä.
Tätä ekosysteemiä tutkineet villieläinbiologit olettivat, että jos puut puolivat yhdessä paikallisten saalistajien kanssa, oravilla varustetuilla alueilla olisi pitänyt tuottaa leveämpiä käpyjä, jotka olisivat avoimempia ja vähemmän siemeniä löytyisi vaa'alta, kun taas lintujen alueilla olisi pitänyt tuottaa paksumpi skaala (ts. , nokka-kestävät) käpyjä.
Tämä osoittautui tarkalleen tapaukseksi.
Kilpailevat lajit: Tietyt perhoset ovat kehittyneet maistamaan haitallisesti saalistajilta niin, että nuo saalistajat välttävät niitä. Tämä lisää todennäköisyyttä muut perhosia syödään lisäämällä eräs valikoiva paine; tämä paine johtaa "matkinnan" kehitykseen, jossa muut perhoset kehittyvät näyttämään siltä kuin ne, jotka saalistajat ovat oppineet välttämään.
Toinen kilpailukykyinen laji-esimerkki on kuningaskäärmeen evoluutio näyttää melkein täsmälleen kuten korallikäärme. Molemmat voivat olla aggressiivisia suhteessa muihin käärmeisiin, mutta korallikäärme on erittäin myrkyllistä eikä ihmistä, jonka ihmiset haluavat olla lähellä.
Tämä on pikemminkin kuin joku, joka ei tiedä karatea, mutta jolla on maine taistelulajien asiantuntijana.
mutualismi: Etelä-Amerikan akaasia-arabipuun koevoluutio on arkkityyppinen esimerkki keskinäisestä koevoluutiosta.
Puiden juurella olivat ontot piikit, joissa nektaria erittyy, mikä todennäköisesti estä kasvinsyöjiä syömästä sitä; sillä välin alueen muurahaiset kehittyivät sijoittamaan pesänsä näihin piikkeihin, joissa tuotetaan nektaria, mutta eivät vahingoita puuta lukuun ottamatta joitain suhteellisen vaarattomia varkaita.
Isäntä-loisen koevoluutio: Hautaparasiitit ovat lintuja, jotka ovat kehittyneet munimaan munansa muihin lintupesiin, minkä jälkeen pesä tosiasiallisesti "omistava" lintu lopettaa huolehtimalla nuorista. Tämä antaa hedelmäparasiiteille ilmaisen lastenhoidon, jolloin he voivat vapaasti käyttää enemmän resursseja paritukseen ja ruoan löytämiseen.
Isäntälinnut kuitenkin lopulta kehittyvät tavalla, joka antaa heidän oppia tunnistamaan, milloin vauvan lintu ei ole oma, ja myös välttämään vuorovaikutusta loislinnujen kanssa, jos mahdollista.