COEVOLUTION: TEORI, JENIS DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

The coevolution perubahan evolusi timbal-balik yang melibatkan dua atau lebih spesies. Fenomena tersebut berlaku akibat interaksi antara mereka. Interaksi berbeza yang berlaku antara organisma - persaingan, eksploitasi dan gotong royong - membawa kepada akibat penting dalam evolusi dan kepelbagaian garis keturunan yang dimaksudkan.

Beberapa contoh sistem evolusi adalah hubungan antara parasit dan inangnya, tumbuh-tumbuhan dan herbivora yang memakannya, atau interaksi antagonis yang berlaku antara pemangsa dan mangsanya.

Sumber: Brocken Inaglory

Evolusi bersama dianggap sebagai salah satu fenomena yang bertanggungjawab terhadap kepelbagaian besar yang kita kagumi hari ini, yang dihasilkan oleh interaksi antara spesies.

Dalam praktiknya, membuktikan bahawa interaksi adalah peristiwa bersama-sama bukanlah tugas yang mudah. Walaupun interaksi antara dua spesies nampaknya sempurna, itu bukan bukti yang boleh dipercayai mengenai proses koevolusi.

Salah satu pendekatan adalah menggunakan kajian filogenetik untuk menguji sama ada terdapat corak kepelbagaian yang serupa. Dalam banyak kes, ketika filogeni dari dua spesies itu sepadan, diasumsikan bahawa terdapat koevolusi antara kedua keturunan.

Jenis interaksi

Sebelum menyelidiki masalah-masalah yang berkaitan dengan koevolusi, perlu disebutkan jenis interaksi yang berlaku antara spesies, kerana ini mempunyai akibat evolusi yang sangat penting.

Pertandingan

Spesies boleh bersaing, dan interaksi ini membawa kepada kesan negatif terhadap pertumbuhan atau pembiakan individu yang terlibat. Persaingan boleh menjadi intraspesifik, jika berlaku antara anggota spesies yang sama, atau interspesifik, ketika individu tergolong dalam spesies yang berlainan.

Dalam ekologi, "prinsip pengecualian kompetitif" digunakan. Konsep ini mencadangkan agar spesies yang bersaing untuk mendapatkan sumber yang sama tidak dapat bersaing secara stabil jika faktor ekologi selebihnya tetap. Dengan kata lain, dua spesies tidak menempati ceruk yang sama.

Dalam jenis interaksi ini, satu spesies selalu berakhir kecuali yang lain. Atau mereka terbahagi kepada beberapa dimensi ceruk. Contohnya, jika dua spesies burung memakan makanan yang sama dan mempunyai kawasan rehat yang sama, untuk terus wujud, mereka mungkin mempunyai puncak aktiviti pada waktu yang berlainan dalam sehari.

Eksploitasi

Jenis interaksi kedua antara spesies adalah eksploitasi. Di sini spesies X merangsang perkembangan spesies Y, tetapi Y ini menghalang perkembangan X. Contoh biasa merangkumi interaksi antara pemangsa dan mangsa, parasit dengan inang, dan tumbuhan dengan herbivora.

Dalam kes herbivora, terdapat evolusi mekanisme detoksifikasi berterusan dalam menghadapi metabolit sekunder yang dihasilkan oleh tumbuhan. Begitu juga, tumbuhan berkembang menjadi toksin dengan lebih berkesan untuk menghalaunya.

Perkara yang sama berlaku dalam interaksi pemangsa-mangsa, di mana mangsa sentiasa meningkatkan keupayaan mereka untuk melepaskan diri dan pemangsa meningkatkan kemampuan menyerang mereka.

Mutualisme

Jenis hubungan terakhir melibatkan faedah, atau hubungan positif untuk kedua-dua spesies yang mengambil bahagian dalam interaksi. Kemudian ada perbincangan mengenai "eksploitasi timbal balik" antara spesies tersebut.

Contohnya, sikap saling memahami antara serangga dan penyerbuknya akan memberi manfaat kepada kedua-duanya: serangga (atau penyerbuk lain) mendapat manfaat daripada nutrien tumbuhan, sementara tanaman mendapat penyebaran gametnya. Hubungan simbiotik adalah satu lagi contoh gotong royong yang terkenal.

Definisi koevolusi

Evolusi bersama berlaku apabila dua atau lebih spesies mempengaruhi evolusi yang lain. Tegasnya, koevolusi merujuk kepada pengaruh timbal balik antara spesies. Adalah perlu untuk membezakannya dari peristiwa lain yang disebut evolusi berurutan, kerana biasanya terdapat kekeliruan antara dua fenomena tersebut.

Evolusi urutan berlaku apabila satu spesies mempunyai pengaruh terhadap evolusi yang lain, tetapi yang sama tidak berlaku sebaliknya - tidak ada timbal balik.

Istilah ini digunakan untuk pertama kalinya pada tahun 1964 oleh penyelidik Ehrlich dan Raven.

Kerja Ehrlich dan Raven mengenai interaksi antara lepidoptera dan tumbuh-tumbuhan mengilhami penyelidikan berturut-turut mengenai "koevolusi." Walau bagaimanapun, istilah itu berubah dan hilang makna dari masa ke masa.

Namun, orang pertama yang melakukan kajian yang berkaitan dengan koevolusi antara dua spesies adalah Charles Darwin, ketika dalam The Origin of Species (1859) dia menyebutkan hubungan antara bunga dan lebah, walaupun dia tidak menggunakan kata " coevolution ”untuk menerangkan fenomena tersebut.

Definisi Janzen

Oleh itu, pada tahun 60-an dan 70-an, tidak ada definisi khusus, sehingga Janzen pada tahun 1980 menerbitkan nota yang berjaya memperbaiki keadaan.

Penyelidik ini mendefinisikan istilah coevolution sebagai: "ciri individu populasi yang berubah sebagai tindak balas terhadap ciri lain individu populasi kedua, diikuti oleh tindak balas evolusi pada populasi kedua terhadap perubahan yang dihasilkan pada yang pertama".

Walaupun definisi ini sangat tepat dan bertujuan untuk menjelaskan kemungkinan kekaburan fenomena koevolusioner, tidak praktikal bagi ahli biologi, kerana sukar dibuktikan.

Dengan cara yang sama, pengumpulan yang sederhana tidak bermaksud proses bersama. Dengan kata lain, pemerhatian interaksi antara kedua-dua spesies itu bukan bukti yang kukuh untuk memastikan bahawa kita menghadapi peristiwa bersama.

Syarat-syarat untuk berlaku bersama

Terdapat dua syarat untuk fenomena koevolusi berlaku. Salah satunya adalah kekhususan, kerana evolusi setiap ciri atau sifat dalam satu spesies disebabkan oleh tekanan selektif yang dikenakan oleh ciri-ciri spesies lain yang terlibat dalam sistem.

Syarat kedua adalah timbal balik - watak mesti berkembang bersama (untuk mengelakkan kekeliruan dengan evolusi berurutan).

Teori dan hipotesis

Terdapat beberapa teori yang berkaitan dengan fenomena coevolution. Antaranya ialah hipotesis mozek geografi dan ratu merah.

Hipotesis mozek geografi

Hipotesis ini dikemukakan pada tahun 1994 oleh Thompson, dan mempertimbangkan fenomena dinamik koevolusi yang boleh berlaku pada populasi yang berbeza. Dengan kata lain, setiap kawasan atau wilayah geografi menyajikan penyesuaian tempatannya.

Proses migrasi individu memainkan peranan mendasar, kerana masuk dan keluarnya varian cenderung menyeragamkan fenotip populasi tempatan.

Kedua fenomena ini - penyesuaian dan migrasi tempatan - adalah kekuatan yang bertanggungjawab terhadap mozek geografi. Hasil dari peristiwa tersebut adalah kemungkinan mencari populasi yang berlainan di negara-negara koevolusi yang berbeza, kerana masing-masing mengikuti lintasannya sendiri dari masa ke masa.

Berkat adanya mozek geografi, kecenderungan kajian coevolution dilakukan di kawasan yang berbeza tetapi dengan spesies yang sama tidak konsisten antara satu sama lain atau dalam beberapa kes, kontradiksi dapat dijelaskan.

Hipotesis Ratu Merah

Hipotesis Ratu Merah dikemukakan oleh Leigh Van Valen pada tahun 1973. Pengkaji diilhamkan oleh buku Lewis Carrol, Alice Through the Looking Glass. Dalam petikan cerita, penulis menceritakan bagaimana watak-watak berjalan secepat yang mereka boleh dan masih berada di tempat yang sama.

Van Valen mengembangkan teorinya berdasarkan kebarangkalian kepupusan berterusan yang dialami oleh keturunan organisma. Maksudnya, mereka tidak mampu "memperbaiki" dari masa ke masa dan kebarangkalian kepupusan selalu sama.

Contohnya, pemangsa dan mangsa mengalami perlumbaan senjata yang berterusan. Sekiranya pemangsa meningkatkan kemampuannya untuk menyerang dengan cara apa pun, mangsa harus meningkat dengan tahap yang sama - jika ini tidak berlaku, mereka mungkin akan pupus.

Perkara yang sama berlaku dalam hubungan parasit dengan inang atau herbivora dan tumbuhan. Peningkatan berterusan kedua-dua spesies yang terlibat ini dikenali sebagai hipotesis Ratu Merah.

Jenis-Jenis

Koevolusi khusus

Istilah "coevolution" merangkumi tiga jenis asas. Bentuk termudah disebut "coevolution spesifik", di mana dua spesies berkembang sebagai tindak balas kepada yang lain dan sebaliknya. Contohnya mangsa tunggal dan pemangsa tunggal.

Jenis interaksi ini menimbulkan perlumbaan senjata evolusi, yang mengakibatkan perbezaan ciri-ciri tertentu atau juga dapat menghasilkan penumpuan pada spesies mutualistik.

Model khusus ini, di mana beberapa spesies terlibat, paling sesuai untuk menunjukkan adanya evolusi. Sekiranya tekanan selektif cukup kuat, kita harus mengharapkan penampilan penyesuaian dan penyesuaian balas pada spesies tersebut.

Penyatuan bersama

Jenis kedua disebut "coevolution diffuse", dan ia berlaku apabila terdapat beberapa spesies yang terlibat dalam interaksi dan kesan setiap spesies tidak bebas. Sebagai contoh, variasi genetik dalam ketahanan tuan rumah terhadap dua spesies parasit yang berbeza mungkin berkaitan.

Kes ini lebih kerap berlaku. Namun, jauh lebih sukar untuk dikaji daripada koevolusi tertentu, kerana keberadaan pelbagai spesies yang terlibat menjadikan reka bentuk eksperimen sangat sukar.

Melarikan diri dan sinaran

Akhirnya, kita mempunyai kes "melarikan diri dan radiasi", di mana spesies berkembang sejenis pertahanan terhadap musuh, jika berjaya ia dapat berkembang biak dan garis keturunan dapat dipelbagaikan, kerana tekanan spesies musuh tidak sangat kuat.

Sebagai contoh, apabila spesies tumbuhan berkembang sebatian kimia tertentu yang ternyata sangat berjaya, ia dapat membebaskan diri dari pengambilan pelbagai herbivora. Oleh itu, keturunan tanaman dapat dipelbagaikan.

Contoh

Proses evolusi bersama dianggap sebagai sumber keanekaragaman hayati planet bumi. Fenomena yang sangat khusus ini terdapat dalam peristiwa terpenting dalam evolusi organisma.

Kami sekarang akan menerangkan contoh-contoh peristiwa coevolution yang sangat umum antara keturunan yang berlainan dan kemudian kita akan membincangkan mengenai kes-kes yang lebih spesifik di peringkat spesies.

Asal organel dalam eukariota

Salah satu peristiwa terpenting dalam evolusi kehidupan adalah inovasi sel eukariotik. Ini dicirikan oleh mempunyai nukleus yang benar yang dibatasi oleh membran plasma dan menunjukkan petak atau organel subselular.

Terdapat bukti yang sangat kuat yang menyokong asal sel-sel ini melalui koevolusi dengan organisma simbiotik yang memberi laluan kepada mitokondria semasa. Idea ini dikenali sebagai teori endosimbiotik.

Perkara yang sama berlaku untuk asal tanaman. Menurut teori endosimbiotik, kloroplas berasal berkat peristiwa simbiosis antara bakteria dan organisma lain yang lebih besar yang akhirnya melanda yang lebih kecil.

Kedua-dua organel - mitokondria dan kloroplas - mempunyai ciri-ciri tertentu yang mengingatkan kepada bakteria, seperti jenis bahan genetik, DNA bulat, dan ukurannya.

Asal sistem pencernaan

Sistem pencernaan banyak haiwan adalah keseluruhan ekosistem yang dihuni oleh flora mikroba yang sangat pelbagai.

Dalam banyak kes, mikroorganisma ini memainkan peranan penting dalam pencernaan makanan, membantu pencernaan nutrien dan dalam beberapa kes mereka dapat mensintesis nutrien untuk inang.

Hubungan bersama antara burung bayi dan burung murai

Pada burung terdapat fenomena yang sangat khusus, berkaitan dengan bertelur di sarang orang lain. Sistem koevolusi ini terdiri dari crialo (Clamator glandarius) dan spesies inangnya, si magpie (Pica pica).

Peletakan telur tidak dilakukan secara rawak. Sebaliknya, anak lembu memilih pasangan murai yang paling banyak menggunakan penjagaan ibu bapa. Oleh itu, individu baru akan mendapat penjagaan yang lebih baik daripada ibu bapa angkatnya.

Bagaimana anda melakukannya? Menggunakan isyarat yang berkaitan dengan pemilihan seksual tuan rumah, seperti sarang yang lebih besar.

Sebagai tindak balas terhadap tingkah laku ini, murai menurunkan ukuran sarang mereka hampir 33% di kawasan di mana anak muda itu wujud. Begitu juga, mereka juga mempunyai pertahanan aktif dalam penjagaan sarang.

Brood juga mampu memusnahkan telur magpie, untuk memelihara anak ayamnya. Sebagai tindak balas, murai meningkatkan bilangan telur setiap sarang untuk meningkatkan keberkesanannya.

Penyesuaian yang paling penting adalah mengenali telur parasit untuk mengusirnya dari sarang. Walaupun burung parasit telah mengembangkan telur yang sangat mirip dengan burung murai.

Rujukan

1. Darwin, C. (1859). Mengenai asal usul spesies melalui pemilihan semula jadi. Murray.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusi. Dewan Prentice.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
4. Janzen, DH (1980). Bilakah ia bersama. Evolusi, 34 (3), 611-612.
5. Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). Peningkatan perlumbaan senjata koevolusi melalui penolakan tuan rumah terhadap parasit muda. Alam, 422 (6928), 157.
6. Soler, M. (2002). Evolusi: asas Biologi. Projek Selatan.