Chia sẻ:
Lý thuyết đồng biến, các loại và ví dụ
các hợp tác đó là một sự thay đổi tiến hóa có đi có lại từ hai loài trở lên. Hiện tượng là kết quả từ sự tương tác giữa chúng. Các tương tác khác nhau xảy ra giữa các sinh vật - cạnh tranh, khai thác và tương hỗ - dẫn đến những hậu quả quan trọng trong quá trình tiến hóa và đa dạng hóa các dòng dõi trong câu hỏi.
Một số ví dụ về hệ thống tiến hóa là mối quan hệ giữa ký sinh trùng và vật chủ, thực vật và động vật ăn cỏ ăn chúng hoặc các tương tác đối kháng xảy ra giữa động vật ăn thịt và con mồi..
Coevolution được coi là một trong những hiện tượng chịu trách nhiệm cho sự đa dạng lớn mà chúng ta ngưỡng mộ ngày nay, được tạo ra bởi sự tương tác giữa các loài.
Trong thực tế, việc chứng minh rằng một tương tác là một sự kiện hợp tác không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Mặc dù sự tương tác giữa hai loài dường như là hoàn hảo, nhưng đó không phải là bằng chứng đáng tin cậy của quá trình hợp tác.
Một cách tiếp cận là sử dụng các nghiên cứu phát sinh gen để kiểm tra nếu có một mô hình đa dạng hóa tương tự. Trong nhiều trường hợp, khi các kiểu gen của hai loài đồng dạng, người ta cho rằng sự đồng biến tồn tại giữa cả hai dòng.
Chỉ số
- 1 loại tương tác
- 1.1 Cạnh tranh
- 1.2 Khai thác
- 1.3 Chủ nghĩa tương sinh
- 2 Định nghĩa hợp tác
- 2.1 Định nghĩa của Janzen
- 2.2 Điều kiện để đồng tiến hóa xảy ra
- 3 lý thuyết và giả thuyết
- 3.1 Giả thuyết khảm địa lý
- 3.2 Giả thuyết của Nữ hoàng Đỏ
- 4 loại
- 4.1 Đồng tiến hóa cụ thể
- 4.2 Hợp tác khuếch tán
- 4.3 Thoát hiểm và phóng xạ
- 5 ví dụ
- 5.1 Nguồn gốc của bào quan ở sinh vật nhân chuẩn
- 5.2 Nguồn gốc của hệ thống tiêu hóa
- 5.3 mối quan hệ đồng biến giữa críalo và magpie
- 6 tài liệu tham khảo
Các loại tương tác
Trước khi đi sâu vào các vấn đề liên quan đến hợp tác, cần phải đề cập đến các loại tương tác xảy ra giữa các loài, vì chúng có những hậu quả tiến hóa rất quan trọng.
Cạnh tranh
Các loài có thể cạnh tranh và sự tương tác này dẫn đến các tác động tiêu cực đến sự tăng trưởng hoặc sinh sản của các cá thể liên quan. Sự cạnh tranh có thể là trực giác, nếu nó xảy ra giữa các thành viên của cùng một loài hoặc giữa các loài, khi các cá thể thuộc về các loài khác nhau.
Trong sinh thái học, "nguyên tắc loại trừ cạnh tranh" được xử lý. Khái niệm này đề xuất rằng các loài cạnh tranh cho cùng một tài nguyên không thể cạnh tranh một cách ổn định nếu phần còn lại của các yếu tố sinh thái không đổi. Nói cách khác, hai loài không chiếm cùng một ngách.
Trong loại tương tác này, một loài luôn hoàn thành không bao gồm loài kia. Hoặc chúng được chia thành một số chiều của thích hợp. Ví dụ, nếu hai loài chim ăn cùng và có cùng một khu vực nghỉ ngơi, để tiếp tục cùng tồn tại, chúng có thể có đỉnh hoạt động vào các thời điểm khác nhau trong ngày.
Khai thác
Một loại tương tác thứ hai giữa các loài là khai thác. Ở đây một loài X kích thích sự phát triển của một loài Y, nhưng Y này ngăn cản sự phát triển của X. Các ví dụ điển hình bao gồm sự tương tác giữa động vật ăn thịt và con mồi của nó, ký sinh trùng với vật chủ và thực vật có động vật ăn cỏ.
Trong trường hợp động vật ăn cỏ, có một sự phát triển không ngừng của các cơ chế giải độc chống lại các chất chuyển hóa thứ cấp mà cây tạo ra. Theo cách tương tự, cây phát triển thành các độc tố hiệu quả hơn để di chuyển chúng đi.
Điều tương tự cũng xảy ra trong tương tác của con mồi săn mồi, nơi con mồi liên tục cải thiện khả năng trốn thoát và kẻ săn mồi tăng kỹ năng tấn công của chúng.
Chủ nghĩa tương sinh
Loại mối quan hệ cuối cùng liên quan đến lợi ích hoặc mối quan hệ tích cực cho cả hai loài tham gia tương tác. Có cuộc nói chuyện về "khai thác đối ứng" giữa các loài.
Ví dụ, sự tương sinh tồn tại giữa côn trùng và côn trùng thụ phấn của chúng chuyển thành lợi ích cho cả hai: côn trùng (hoặc bất kỳ loài thụ phấn nào khác) được hưởng lợi từ các chất dinh dưỡng của cây, trong khi thực vật có được sự phân tán của giao tử. Các mối quan hệ cộng sinh là một ví dụ nổi tiếng khác về sự tương hỗ.
Định nghĩa hợp tác
Hợp tác xảy ra khi hai hoặc nhiều loài ảnh hưởng đến sự tiến hóa của loài kia. Nói một cách chính xác, sự hợp tác đề cập đến ảnh hưởng qua lại giữa các loài. Cần phân biệt nó với một sự kiện khác gọi là tiến hóa tuần tự, vì thường có sự nhầm lẫn giữa cả hai hiện tượng.
Sự tiến hóa tuần tự xảy ra khi một loài có ảnh hưởng đến sự tiến hóa của loài kia, nhưng điều tương tự không xảy ra theo hướng ngược lại - không có sự đối ứng.
Thuật ngữ này lần đầu tiên được sử dụng vào năm 1964 bởi các nhà nghiên cứu Ehrlich và Raven.
Các tác phẩm của Ehrlich và Raven về sự tương tác giữa lepidoptera và thực vật đã truyền cảm hứng cho các cuộc điều tra liên tiếp về "sự hợp tác". Tuy nhiên, thuật ngữ này đã bị bóp méo và mất dần ý nghĩa theo thời gian.
Tuy nhiên, người đầu tiên thực hiện một nghiên cứu liên quan đến sự hợp tác giữa hai loài là Charles Darwin, khi ở Nguồn gốc của loài (1859) đã đề cập đến mối quan hệ giữa hoa và ong, mặc dù ông không sử dụng từ "đồng biến" để mô tả hiện tượng này.
Định nghĩa của Janzen
Do đó, trong thập niên 60 và 70, không có định nghĩa cụ thể, cho đến khi Janzen năm 1980 công bố một ghi chú quản lý để khắc phục tình hình.
Nhà nghiên cứu này đã định nghĩa thuật ngữ đồng biến là: "một đặc điểm của các cá thể trong quần thể thay đổi để đáp ứng với một đặc điểm khác của các cá thể của quần thể thứ hai, theo sau là một phản ứng tiến hóa trong quần thể thứ hai với sự thay đổi được tạo ra trong lần đầu tiên".
Mặc dù định nghĩa này rất chính xác và nhằm làm rõ sự mơ hồ có thể có của hiện tượng đồng biến, nhưng nó không thực tế đối với các nhà sinh học, vì rất khó để chứng minh.
Theo cùng một cách, đồng thích ứng đơn giản không bao hàm quá trình hợp tác. Nói cách khác, việc quan sát sự tương tác giữa cả hai loài không phải là bằng chứng mạnh mẽ để đảm bảo rằng chúng ta đang phải đối mặt với một sự kiện hợp tác.
Điều kiện để hợp tác xảy ra
Có hai yêu cầu cho hiện tượng đồng biến diễn ra. Một là tính đặc thù, vì sự tiến hóa của từng đặc điểm hoặc tính trạng trong một loài là do áp lực chọn lọc áp đặt bởi các đặc tính của các loài khác liên quan đến hệ thống.
Điều kiện thứ hai là có đi có lại - các nhân vật phải cùng tiến hóa (để tránh nhầm lẫn với tiến hóa tuần tự).
Lý thuyết và giả thuyết
Có một vài lý thuyết liên quan đến hiện tượng đồng biến. Trong số đó có giả thuyết khảm địa lý và nữ hoàng đỏ.
Giả thuyết khảm địa lý
Giả thuyết này đã được đề xuất vào năm 1994 bởi Thompson và xem xét các hiện tượng động của sự hợp tác có thể xảy ra ở các quần thể khác nhau. Nói cách khác, mỗi khu vực địa lý hoặc khu vực thể hiện sự thích ứng địa phương của nó.
Quá trình di cư của các cá thể đóng một vai trò cơ bản, vì sự ra vào của các biến thể có xu hướng đồng nhất hóa các kiểu hình địa phương của quần thể.
Hai hiện tượng này - thích ứng và di cư cục bộ - là các lực lượng chịu trách nhiệm cho khảm địa lý. Kết quả của sự kiện là khả năng tìm thấy các quần thể khác nhau ở các quốc gia hợp tác khác nhau, vì một ngôi nhà đi theo quỹ đạo riêng của nó với thời gian trôi qua.
Nhờ sự tồn tại của khảm địa lý, người ta có thể giải thích xu hướng của các nghiên cứu hợp tác được thực hiện ở các khu vực khác nhau nhưng với cùng một loài không phù hợp với nhau hoặc trong một số trường hợp, mâu thuẫn.
Giả thuyết của Nữ hoàng Đỏ
Giả thuyết về Nữ hoàng Đỏ được Leigh Van Valen đề xuất vào năm 1973. Nhà nghiên cứu được lấy cảm hứng từ cuốn sách được viết bởi Lewis Carroll Alice qua kính nhìn. Trong một đoạn của câu chuyện, tác giả cho biết làm thế nào các nhân vật chạy nhanh nhất có thể và vẫn ở cùng một chỗ.
Van Valen đã phát triển lý thuyết của mình dựa trên xác suất tuyệt chủng liên tục được trải nghiệm bởi dòng dõi của các sinh vật. Đó là, chúng không thể "cải thiện" theo thời gian và xác suất tuyệt chủng luôn giống nhau.
Ví dụ, động vật ăn thịt và con mồi trải qua một cuộc chạy đua vũ trang liên tục. Nếu kẻ săn mồi cải thiện khả năng tấn công của nó ở một khía cạnh nào đó, con mồi sẽ phải cải thiện ở cường độ tương tự - nếu điều này không xảy ra, chúng có thể bị tuyệt chủng.
Điều tương tự cũng xảy ra trong mối quan hệ của ký sinh trùng với vật chủ hoặc trong động vật ăn cỏ và thực vật. Với sự cải tiến không ngừng của cả hai loài liên quan, nó được gọi là giả thuyết Nữ hoàng Đỏ.
Các loại
Hợp tác cụ thể
Thuật ngữ "hợp tác" bao gồm ba loại cơ bản. Hình thức đơn giản nhất được gọi là "hợp tác cụ thể", trong đó hai loài tiến hóa để đáp ứng với nhau và ngược lại. Ví dụ: một con mồi và một động vật ăn thịt.
Kiểu tương tác này dẫn đến một cuộc chạy đua vũ trang tiến hóa, dẫn đến sự khác biệt về một số đặc điểm hoặc cũng có thể dẫn đến sự hội tụ trong các loài tương sinh.
Mô hình cụ thể này, nơi có ít loài tham gia, là thích hợp nhất để chứng minh sự tồn tại của tiến hóa. Nếu áp lực chọn lọc đã đủ mạnh, chúng ta nên mong đợi sự xuất hiện của sự thích nghi và phản ứng thích nghi trong loài.
Hợp tác khuếch tán
Loại thứ hai được gọi là "coevolution khuếch tán", và xảy ra khi có một số loài liên quan đến sự tương tác và tác động của mỗi loài không độc lập. Ví dụ, biến thể di truyền trong tính kháng của vật chủ với hai loài ký sinh trùng khác nhau có thể liên quan.
Trường hợp này là thường xuyên hơn nhiều trong tự nhiên. Tuy nhiên, nó khó nghiên cứu hơn nhiều so với sự hợp nhất cụ thể, vì sự tồn tại của nhiều loài liên quan khiến cho các thiết kế thí nghiệm rất khó khăn..
Thoát hiểm và phóng xạ
Cuối cùng, chúng ta có trường hợp "thoát và phóng xạ", trong đó một loài tiến hóa một loại phòng thủ chống lại kẻ thù, nếu thành công, điều này có thể sinh sôi nảy nở và dòng dõi có thể được đa dạng hóa, vì áp lực của loài địch không quá mạnh.
Ví dụ, khi một loài thực vật tiến hóa một hợp chất hóa học nào đó rất thành công, nó có thể được giải phóng khỏi việc tiêu thụ các loại động vật ăn cỏ khác nhau. Do đó, dòng dõi của nhà máy có thể trở nên đa dạng.
Ví dụ
Các quá trình hợp tác được coi là nguồn gốc của đa dạng sinh học của hành tinh trái đất. Hiện tượng đặc biệt này đã có mặt trong các sự kiện quan trọng nhất trong quá trình tiến hóa của sinh vật.
Tiếp theo chúng tôi sẽ mô tả các ví dụ rất chung về các sự kiện đồng tiến hóa giữa các dòng dõi khác nhau và sau đó chúng tôi sẽ nói về các trường hợp cụ thể hơn ở cấp loài.
Nguồn gốc của bào quan ở sinh vật nhân chuẩn
Một trong những sự kiện quan trọng nhất trong sự tiến hóa của sự sống là sự đổi mới của tế bào nhân chuẩn. Chúng được đặc trưng bởi có một hạt nhân thực sự được giới hạn bởi một màng plasma và thể hiện các khoang dưới hoặc các bào quan.
Có bằng chứng rất mạnh mẽ hỗ trợ nguồn gốc của các tế bào này thông qua sự hợp tác với các sinh vật cộng sinh đã nhường chỗ cho ty thể hiện tại. Ý tưởng này được gọi là lý thuyết nội sinh.
Điều tương tự áp dụng cho nguồn gốc của thực vật. Theo lý thuyết endosymbiotic, lục lạp có nguồn gốc nhờ một sự kiện cộng sinh giữa một loại vi khuẩn và một sinh vật khác có kích thước lớn hơn cuối cùng đã ngấu nghiến nhỏ nhất.
Cả hai bào quan - ty thể và lục lạp - có một số đặc điểm gợi nhớ đến một loại vi khuẩn, chẳng hạn như loại vật liệu di truyền, DNA hình tròn và kích thước của nó.
Nguồn gốc của hệ thống tiêu hóa
Hệ thống tiêu hóa của nhiều loài động vật là toàn bộ hệ sinh thái có một hệ vi sinh vật cực kỳ đa dạng.
Trong nhiều trường hợp, các vi sinh vật này có vai trò quyết định trong việc tiêu hóa thức ăn, giúp tiêu hóa chất dinh dưỡng và trong một số trường hợp có thể tổng hợp chất dinh dưỡng cho vật chủ..
Mối quan hệ hợp tác giữa críalo và magpie
Ở chim có một hiện tượng rất đặc biệt, liên quan đến việc đẻ trứng trong tổ của người khác. Hệ thống hợp tác này được tích hợp bởi críalo (Clamator glandarius) và các loài vật chủ của nó, chim ác là (Pica).
Đẻ trứng không được thực hiện ngẫu nhiên. Ngược lại, các sinh vật chọn các cặp ma thuật đầu tư nhiều nhất vào việc chăm sóc của cha mẹ. Do đó, cá nhân mới sẽ nhận được sự chăm sóc tốt hơn từ cha mẹ nuôi của mình.
Làm thế nào để bạn làm điều đó? Sử dụng các tín hiệu liên quan đến lựa chọn giới tính của vật chủ, chẳng hạn như tổ lớn hơn.
Để đối phó với hành vi này, những con ma thuật đã giảm gần 33% kích thước của tổ trong khu vực có críalo tồn tại. Theo cách tương tự, chúng cũng có một sự bảo vệ tích cực của việc chăm sóc tổ.
Críalo cũng có thể phá hủy trứng của chim ác là để khuyến khích việc sinh sản của gà con. Để đáp lại, những con chó cái đã tăng số lượng trứng trên mỗi tổ để tăng hiệu quả của chúng.
Sự thích nghi quan trọng nhất là có thể nhận ra trứng ký sinh để trục xuất nó ra khỏi tổ. Mặc dù những con chim ký sinh đã phát triển trứng rất giống với những con ma.
Tài liệu tham khảo
- Darwin, C. (1859). Về nguồn gốc của loài bằng phương pháp chọn lọc tự nhiên. Murray.
- Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Phân tích tiến hóa. Hội trường Prentice.
- Futuyma, D. J. (2005). Sự tiến hóa . Sinauer.
- Janzen, D. H. (1980). Khi nào nó hợp tác. Sự tiến hóa, 34(3), 611-612.
- Langmore, N. E., Hunt, S., & Kilner, R. M. (2003). Nâng cao cuộc chạy đua vũ trang thông qua việc từ chối vật chủ của con non ký sinh.. Thiên nhiên, 422(6928), 157.
- Soler, M. (2002). Sự tiến hóa: cơ sở của Sinh học. Dự án Nam.