نظرية التطور المشترك ، الأنواع والأمثلة

ال تطور مشترك إنه تغيير تطوري متبادل يتضمن نوعين أو أكثر. هذه الظاهرة ناتجة عن التفاعل بينهما. التفاعلات المختلفة التي تحدث بين الكائنات الحية - المنافسة والاستغلال والتبادل - تؤدي إلى عواقب مهمة في تطور وتنويع الأنساب المعنية.

بعض أمثلة النظم التطورية هي العلاقة بين الطفيليات ومضيفاتها والنباتات والحيوانات العاشبة التي تتغذى عليها ، أو التفاعلات العدائية التي تحدث بين الحيوانات المفترسة وفرائسها..

يعتبر Coevolution واحدة من الظواهر المسؤولة عن التنوع الكبير الذي نعجب به اليوم ، والتي تنتجها التفاعلات بين الأنواع.

في الممارسة العملية ، فإن إثبات أن التفاعل هو حدث مشترك ليس بالأمر السهل. على الرغم من أن التفاعل بين نوعين يبدو مثالياً ، إلا أنه ليس دليلًا موثوقًا على العملية المشتركة.

يتمثل أحد الأساليب في استخدام دراسات التطور الوراثي لاختبار ما إذا كان هناك نمط مماثل من التنويع. في كثير من الحالات ، عندما تكون سلالات النوعين متطابقة ، يُفترض أن التطور المشترك موجود بين كلا السلالتين..

مؤشر

• 1 أنواع التفاعل
  • 1.1 المنافسة
  • 1.2 الاستغلال
  • 1.3 التبادلية
• 2 تعريف التطور المشترك
  • 2.1 تعريف جنزن
  • 2.2 شروط حدوث التطور المشترك
• 3 نظريات وافتراضات
  • 3.1 فرضية الفسيفساء الجغرافية
  • 3.2 فرضية الملكة الحمراء
• 4 أنواع
  • 4.1 تطور مشترك محدد
  • 4.2 انتشار منتشر
  • 4.3 الهروب والإشعاع
• 5 أمثلة
  • 5.1 أصل العضيات في حقيقيات النوى
  • 5.2 أصل الجهاز الهضمي
  • 5.3 العلاقات التعاونية بين القرمزي والعقعق
• 6 المراجع

أنواع التفاعل

قبل الخوض في القضايا المتعلقة بالتطور المشترك ، من الضروري الإشارة إلى أنواع التفاعلات التي تحدث بين الأنواع ، لأن هذه لها عواقب تطورية مهمة للغاية.

منافسة

يمكن أن تتنافس الأنواع ، وهذا التفاعل يؤدي إلى آثار سلبية على نمو أو تكاثر الأفراد المعنيين. يمكن أن تكون المنافسة غير محددة ، إذا حدثت بين أفراد من نفس النوع أو غير محدد ، عندما ينتمي الأفراد إلى أنواع مختلفة.

في علم البيئة ، يتم التعامل مع "مبدأ الاستبعاد التنافسي". يقترح هذا المفهوم أن الأنواع التي تتنافس على نفس الموارد لا يمكنها التنافس بطريقة مستقرة إذا ظلت بقية العوامل البيئية ثابتة. بمعنى آخر ، هناك نوعان لا يشغلان نفس المكانة.

في هذا النوع من التفاعل ، انتهى أحد الأنواع دائمًا باستثناء النوع الآخر. أو أنها مقسمة إلى بعض أبعاد المتخصصة. على سبيل المثال ، إذا كان هناك نوعان من الطيور يتغذيان على نفس المكان ولهما نفس مناطق الاستراحة ، للاستمرار في التعايش ، فيمكنهما الحصول على قمم النشاط في أوقات مختلفة من اليوم.

استغلال

النوع الثاني من التفاعل بين الأنواع هو الاستغلال. هنا يحفز النوع X تطور النوع Y ، ولكن هذا Y يمنع تطور X. وتشمل الأمثلة النموذجية التفاعلات بين المفترس وفرائسه ، الطفيليات مع المضيفين والنباتات مع الحيوانات العاشبة.

في حالة الحيوانات العاشبة ، هناك تطور مستمر لآليات إزالة السموم ضد الأيضات الثانوية التي ينتجها النبات. بنفس الطريقة ، يتطور النبات إلى سموم أكثر فاعلية لنقلها بعيدًا.

يحدث الشيء نفسه في تفاعل الفريسة المفترسة ، حيث يحسن الفريسة باستمرار قدرتها على الهروب ويزيد المحتالون من مهاراتهم الهجومية.

تبادل المنافع والمصالح

يتضمن النوع الأخير من العلاقة فائدة أو علاقة إيجابية لكلا النوعين اللذين يشاركان في التفاعل. هناك حديث عن "استغلال متبادل" بين الأنواع.

على سبيل المثال ، فإن التبادلية القائمة بين الحشرات وملقحاتها تترجم إلى فوائد لكليهما: تستفيد الحشرات (أو أي ملقح آخر) من العناصر الغذائية للنباتات ، بينما تكتسب النباتات تشتت الأمشاج. العلاقات التكافلية هي مثال آخر معروف على التبادل.

تعريف التطور المشترك

يحدث التطور المشترك عندما يؤثر نوعان أو أكثر على تطور الآخر. بالمعنى الدقيق للكلمة ، يشير التطور المشترك إلى التأثير المتبادل بين الأنواع. من الضروري التمييز بينه وبين حدث آخر يسمى التطور المتسلسل ، حيث يوجد عادةً خلط بين هاتين الظاهرتين.

يحدث التطور المتسلسل عندما يكون لأحد الأنواع تأثير على تطور النوع الآخر ، لكن نفس الشيء لا يحدث في الاتجاه المعاكس - لا توجد المعاملة بالمثل.

استخدم المصطلح لأول مرة في عام 1964 من قبل الباحثين إيرليخ ورافين.

ألهمت أعمال إرليخ ورافين على التفاعل بين الجراثيم الجذرية والنباتات التحقيقات المتتالية لـ "التطور المشترك". ومع ذلك ، تم تشويه المصطلح وفقدان المعنى مع مرور الوقت.

ومع ذلك ، كان تشارلز داروين أول شخص يقوم بإجراء دراسة تتعلق بالتطور المشترك بين نوعين أصل الأنواع (1859) ذكر العلاقة بين الزهور والنحل ، على الرغم من أنه لم يستخدم كلمة "التطور المشترك" لوصف هذه الظاهرة.

تعريف جنزن

وهكذا ، في الستينيات والسبعينيات ، لم يكن هناك تعريف محدد ، حتى نشر Janzen في عام 1980 مذكرة تمكنت من تصحيح الوضع.

عرّف هذا الباحث مصطلح coevolution بأنه: "سمة من سمات أفراد مجتمع يتغيرون استجابةً لخاصية أخرى لأفراد مجموعة ثانية ، تليها استجابة تطورية في المجموعة الثانية للتغيير الذي تم إنتاجه في الأول".

على الرغم من أن هذا التعريف دقيق للغاية ويهدف إلى توضيح أوجه الغموض المحتملة لظاهرة التطور المشترك ، إلا أنه غير عملي بالنسبة لعلماء الأحياء ، حيث يصعب إثبات ذلك.

بالطريقة نفسها ، لا يعني التكيف المشترك البسيط عملية التطور المشترك. بمعنى آخر ، فإن ملاحظة التفاعل بين كلا النوعين ليست دليلًا قويًا لضمان أننا نواجه حدثًا مشتركًا.

شروط التطور المشترك

هناك شرطان لظاهرة coevolution أن تحدث. أحدهما هو النوعية ، لأن تطور كل خاصية أو سمة في نوع ما يرجع إلى الضغوط الانتقائية التي تفرضها شخصيات الأنواع الأخرى المشاركة في النظام.

الشرط الثاني هو المعاملة بالمثل - يجب أن تتطور الشخصيات معًا (لتجنب الخلط مع التطور المتسلسل).

نظريات وافتراضات

هناك بضعة نظريات تتعلق بظواهر التطور المشترك. من بينها فرضية الفسيفساء الجغرافية والملكة الحمراء.

فرضية الفسيفساء الجغرافية

تم اقتراح هذه الفرضية في عام 1994 من قبل طومسون ، وينظر في الظواهر الديناميكية للتطور المشترك التي يمكن أن تحدث في مجموعات سكانية مختلفة. بمعنى آخر ، كل منطقة جغرافية أو منطقة تقدم تعديلاتها المحلية.

تلعب عملية هجرة الأفراد دوراً أساسياً ، لأن دخول وخروج المتغيرات يميل إلى تجانس الأنماط الظاهرية المحلية للسكان.

هاتان الظاهرتان - التكيفات المحلية والهجرات - هما القوى المسؤولة عن الفسيفساء الجغرافية. نتيجة هذا الحدث هي إمكانية العثور على مجموعات سكانية مختلفة في مختلف الدول المشتركة ، حيث أن أحد المنازل يتبع مساره الخاص مع مرور الوقت.

بفضل وجود الفسيفساء الجغرافية ، يمكن للمرء أن يفسر اتجاه دراسات التطور المشترك التي أجريت في مناطق مختلفة ولكن مع نفس النوع لتكون غير متسقة مع بعضها البعض أو في بعض الحالات ، متناقضة.

فرضية الملكة الحمراء

تم اقتراح فرضية الملكة الحمراء من قبل لي فان فالين في عام 1973. استلهم الباحث من الكتاب الذي كتبه لويس كارول أليس من خلال الزجاج يبحث. في مقطع من القصة ، يروي المؤلف كيف تعمل الشخصيات بأسرع ما يمكن وما زالت في نفس المكان.

طور فان فالن نظريته على أساس الاحتمال المستمر للانقراض الذي تعاني منه سلالات الكائنات الحية. أي أنهم غير قادرين على "التحسين" بمرور الوقت واحتمال الانقراض هو نفسه دائمًا.

على سبيل المثال ، تجربة الحيوانات المفترسة والفريسة سباق تسلح مستمر. إذا قام المفترس بتحسين قدرته الهجومية في بعض الجوانب ، فسيتعين على الفريسة أن تتحسن بنفس الحجم - إذا لم يحدث ذلك ، فقد تنقرض.

يحدث الشيء نفسه في علاقة الطفيليات مع مضيفيها أو في الحيوانات العاشبة والنباتات. لهذا التحسن المستمر لكلا النوعين المعنيين ، يُعرف باسم فرضية الملكة الحمراء.

نوع

التطور المشترك

يشمل مصطلح "coevolution" ثلاثة أنواع أساسية. يُسمى أبسط شكل "التطور المشترك" ، حيث يتطور نوعان استجابةً لبعضهما البعض والعكس صحيح. على سبيل المثال فريسة واحدة و المفترس واحد.

هذا النوع من التفاعل يؤدي إلى سباق تسلح تطوري ، مما يؤدي إلى الاختلاف في سمات معينة أو يمكن أن يؤدي أيضًا إلى التقارب في الأنواع المتبادلة.

هذا النموذج المحدد ، حيث تشارك أنواع قليلة ، هو الأنسب لإظهار وجود التطور. إذا كانت الضغوط الانتقائية قوية بما فيه الكفاية ، يجب أن نتوقع ظهور عمليات التكيف والتكيف المضاد في الأنواع.

انتشار منتشر

النوع الثاني يسمى "التطور المشترك" ، ويحدث عندما يكون هناك عدة أنواع مشتركة في التفاعل وتأثيرات كل نوع ليست مستقلة. على سبيل المثال ، يمكن أن يرتبط التباين الوراثي في ​​مقاومة المضيف لنوعين مختلفين من الطفيليات.

هذه الحالة هي أكثر تواترا في الطبيعة. ومع ذلك ، فإن الدراسة أكثر صعوبة من التطور المشترك المحدد ، حيث أن وجود أنواع متعددة معنية يجعل التصاميم التجريبية صعبة للغاية..

الهروب والإشعاع

أخيرًا ، لدينا حالة "الهروب والإشعاع" ، حيث يتطور نوع من أنواع الدفاع ضد عدو ، إذا نجح هذا فيمكن أن ينتشر ويمكن تنويع النسب ، لأن ضغط الأنواع المعادية ليس قوي جدا.

على سبيل المثال ، عندما يتطور أحد الأنواع النباتية إلى مركب كيميائي معين يتحول إلى نجاح كبير ، يمكن إطلاقه من استهلاك الحيوانات العاشبة المختلفة. لذلك ، يمكن أن تصبح سلالة النبات متنوعة.

أمثلة

تعتبر العمليات المشتركة مصدرًا للتنوع البيولوجي لكوكب الأرض. هذه الظاهرة بالذات كانت موجودة في أهم الأحداث في تطور الكائنات الحية.

بعد ذلك سنصف أمثلة عامة جدًا لأحداث التطور المشترك بين الأنساب المختلفة ثم سنتحدث عن حالات أكثر تحديداً على مستوى الأنواع.

أصل العضيات في حقيقيات النوى

أحد أهم الأحداث في تطور الحياة هو ابتكار خلية حقيقية النواة. هذه تتميز بوجود نواة حقيقية محددة بواسطة غشاء بلازما وتقدم مقصورات خلوية أو عضيات.

هناك أدلة قوية للغاية تدعم أصل هذه الخلايا من خلال التطور المشترك مع الكائنات الحية التكافلية التي أفسحت المجال للميتوكوندريا الحالية. تُعرف هذه الفكرة بنظرية الاندوسبيوتيك.

وينطبق الشيء نفسه على أصل النباتات. وفقًا لنظرية الانسيابية ، نشأت البلاستيدات الخضراء بفضل حدث من التعايش بين البكتريا والكائن الحي الآخر ذي الحجم الأكبر الذي انتهى به التمسك بالأصغر.

لكل من العضيات - الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء - خصائص معينة تذكرنا بالبكتيريا ، مثل نوع المادة الوراثية ، والحمض النووي الدائرية ، وحجمها.

أصل الجهاز الهضمي

الجهاز الهضمي للعديد من الحيوانات هو نظام بيئي كامل يسكنها نباتات ميكروبية متنوعة للغاية.

في كثير من الحالات ، تلعب هذه الكائنات الدقيقة دورًا مهمًا في هضم الطعام ، حيث تساعد على هضم العناصر الغذائية ، وفي بعض الحالات يمكن أن توليف العناصر الغذائية للمضيف.

العلاقات التعاونية بين القرمزي والعقعق

توجد في الطيور ظاهرة خاصة جدًا ، تتعلق بوضع البيض في أعشاش الآخرين. تم دمج هذا النظام من coevolution بواسطة críalo (Clamator glandarius) والأنواع المضيفة لها ، العقعق (بيكا بيكا).

لا يتم وضع البيض بشكل عشوائي. في المقابل ، فإن المخلوقات تختار أزواج من العقعق التي تستثمر أكثر في رعاية الوالدين. وبالتالي ، فإن الفرد الجديد يحصل على رعاية أفضل من والديه بالتبني.

كيف يمكنك أن تفعل ذلك؟ استخدام الإشارات المتعلقة بالاختيار الجنسي للمضيف ، مثل العش الأكبر.

استجابةً لهذا السلوك ، قللت العقعق من حجم العش بنسبة 33٪ تقريبًا في المناطق التي يوجد بها القرمزي. بنفس الطريقة ، لديهم أيضًا دفاع فعال عن رعاية العش.

كما أن الكريالو قادرة على تدمير بيض العقعق ، لتشجيع تربية فراخها. ردا على ذلك ، زاد طائر العقعق من عدد البيض لكل عش لزيادة كفاءته.

أهم تكيف هو القدرة على التعرف على البويضة الطفيلية من أجل طردها من العش. على الرغم من أن الطيور الطفيلية طورت بيضًا مشابهًا جدًا لطيور العقعق.

مراجع

1. داروين ، سي. (1859). على أصول الأنواع عن طريق الانتقاء الطبيعي. موراي.
2. Freeman، S.، & Herron، J. C. (2002). التحليل التطوري. برنتيس هول.
3. Futuyma، D. J. (2005). تطور . Sinauer.
4. Janzen، D. H. (1980). متى يتم التطور. تطور, 34(3) ، 611-612.
5. Langmore، N. E.، Hunt، S.، & Kilner، R. M. (2003). تصعيد سباق التسلح من خلال رفض مضيف الشباب الطفيلي الحضني. طبيعة, 422(6928) ، 157.
6. سولير ، M. (2002). التطور: أساس علم الأحياء. مشروع الجنوب.