Περιεχόμενο
- Τι είναι η εξέλιξη;
- Τι είναι η φυσική επιλογή;
- Ορισμός της συνεργασίας
- Βασικές Αρχές Συνεργασίας
- Είδη συγχώνευσης
- Παραδείγματα Συνεργασίας
ο θεωρία της εξέλιξης είναι το θεμέλιο πάνω στο οποίο χτίζεται όλη η σύγχρονη βιολογία.
Η βασική ιδέα είναι ότι οι οργανισμοί ή τα έμβια όντα μεταβάλλονται με την πάροδο του χρόνου ως αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής, η οποία δρα στα γονίδια ενός πληθυσμού. Τα άτομα δεν εξελίσσονται. πληθυσμών των οργανισμών.
Το υλικό στο οποίο δρα η εξέλιξη είναι το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) που χρησιμεύει ως κληρονομικός φορέας γενετικών πληροφοριών σε όλα τα ζωντανά πράγματα στη Γη, από μονοκύτταρα βακτήρια μέχρι φάλαινες και ελέφαντες πολλαπλών τόνων.
Οι οργανισμοί εξελίσσονται ως απάντηση σε περιβαλλοντικές προκλήσεις που διαφορετικά θα απειλούσαν την ικανότητα επιβίωσης ενός είδους περιορίζοντας την αναπαραγωγική του ικανότητα.
Μία από αυτές τις προκλήσεις είναι, φυσικά, η παρουσία άλλων οργανισμών. Όχι μόνο τα αλληλεπιδρώντα είδη επηρεάζουν ο ένας τον άλλον σε πραγματικό χρόνο με προφανείς τρόπους (για παράδειγμα, όταν ένα αρπακτικό ζώο, όπως ένα λιοντάρι, σκοτώνει και τρώει ένα ζώο που προδίδει), αλλά διαφορετικά είδη μπορούν επίσης να επηρεάσουν την εξέλιξη άλλων ειδών.
Αυτό συμβαίνει μέσω διάφορων ενδιαφερόντων μηχανισμών και είναι γνωστό στη βιολογία ως εξής συγχώνευση.
Τι είναι η εξέλιξη;
Στα μέσα του 1800, ο Charles Darwin και ο Alfred Wallace ανέπτυξαν ανεξάρτητα παρόμοιες εκδοχές της θεωρίας της εξέλιξης, με την φυσική επιλογή να είναι ο κύριος μηχανισμός.
Κάθε επιστήμονας πρότεινε ότι οι μορφές ζωής που γκρεμίζουν τη Γη σήμερα είχαν εξελιχθεί από πολύ απλά πλάσματα, πηγαίνοντας πίσω σε έναν κοινό πρόγονο την αυγή της ίδιας της ζωής. Αυτή η «αυγή» είναι πλέον κατανοητή ότι ήταν περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη γέννηση του ίδιου του πλανήτη.
Ο Wallace και ο Δαρβίνος συνεργάστηκαν τελικά, και το 1858 δημοσίευσαν τις τότε αμφιλεγόμενες ιδέες μαζί.
Η εξέλιξη το θέτει πληθυσμών των οργανισμών (όχι των ατόμων) να αλλάζουν και να προσαρμόζονται με την πάροδο του χρόνου ως αποτέλεσμα κληρονόμησε φυσικά και συμπεριφορικά χαρακτηριστικά που μεταφέρονται από γονέα σε απόγονο, ένα σύστημα γνωστό ως "κάθοδος με τροποποίηση".
Πιο τυπικά, η εξέλιξη είναι μια μεταβολή της συχνότητας αλληλόμορφων με την πάροδο του χρόνου. τα αλλήλια είναι εκδοχές των γονιδίων, επομένως η εξέλιξη της αναλογίας ορισμένων γονιδίων στον πληθυσμό (για παράδειγμα, γονίδια για πιο σκοτεινό χρώμα γούνας που γίνεται πιο συνηθισμένη και εκείνα για την ελαφρύτερη γούνα που γίνεται αντίστοιχα πιο σπάνια) αποτελεί εξέλιξη.
Ο μηχανισμός που οδηγεί την εξελικτική αλλαγή είναι ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ ως αποτέλεσμα του πίεση επιλογής ή τις πιέσεις που επιβάλλει το περιβάλλον.
Τι είναι η φυσική επιλογή;
Η φυσική επιλογή είναι ένας από τους πολύ γνωστούς αλλά βαθιά παρεξηγημένους όρους στον κόσμο της επιστήμης γενικά και ειδικότερα στην εξέλιξη της εξέλιξης.
Είναι, με μια βασική έννοια, μια παθητική διαδικασία και ένα θέμα ηλίθιας τύχης. ταυτόχρονα, δεν είναι απλώς "τυχαίο", όπως πολλοί άνθρωποι φαίνεται να πιστεύουν, αν και το σπόρους της φυσικής επιλογής είναι τυχαία. Μπερδευτήκατε ακόμα; Μην είσαι.
Οι αλλαγές που συμβαίνουν σε ένα δεδομένο περιβάλλον οδηγούν σε ορισμένα χαρακτηριστικά που είναι πλεονεκτικά σε σχέση με άλλα.
Για παράδειγμα, εάν η θερμοκρασία βαθμιαία γίνει ψυχρότερη, τα ζώα συγκεκριμένου είδους που έχουν παχύτερα παλτά χάρη στα ευνοϊκά γονίδια είναι πιθανότερο να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν, αυξάνοντας έτσι τη συχνότητα αυτού του κληρονομικού χαρακτηριστικού στον πληθυσμό.
Σημειώστε ότι αυτή είναι μια διαφορετική πρόταση εξ ολοκλήρου από μεμονωμένα ζώα σε αυτόν τον πληθυσμό που επιβιώνουν επειδή είναι σε θέση να βρουν καταφύγιο μέσα από τεράστια τύχη ή εφευρετικότητα. που δεν σχετίζεται με κληρονομικά χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά του στρώματος.
Το κρίσιμο συστατικό στοιχείο της φυσικής επιλογής είναι ότι οι μεμονωμένοι οργανισμοί δεν μπορούν απλά να βιώσουν τα απαραίτητα γνωρίσματα.
Πρέπει να είναι παρόντες στον πληθυσμό χάρη στις προϋπάρχουσες γενετικές παραλλαγές που με τη σειρά τους προκύπτουν από τυχαίες μεταλλάξεις στο DNA σε προηγούμενες γενιές.
Για παράδειγμα, αν οι κατώτεροι κλάδοι των φυλλωδών δέντρων γίνονται προοδευτικά υψηλότεροι από το έδαφος όταν μια ομάδα καμηλοπάρδαλης κατοικεί στην περιοχή, αυτές οι καμηλοπαρδάλεις που τυχαίνει να έχουν μεγαλύτερο λαιμό θα επιβιώσουν πιο εύκολα εξαιτίας της ικανοποίησης των διατροφικών τους αναγκών και θα να αναπαραχθούν μεταξύ τους για να μεταφέρουν τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τους μεγάλους λαιμούς τους, τα οποία θα γίνουν πιο διαδεδομένα στον πληθυσμό της τοπικής καμηλοπάρδαλης.
Ορισμός της συνεργασίας
Ο όρος συγχώνευση χρησιμοποιείται για να περιγράψει καταστάσεις στις οποίες δύο ή περισσότερα είδη επηρεάζουν ο ένας τον άλλον την εξέλιξη με έναν αμοιβαίο τρόπο.
Η λέξη "αμοιβαία" είναι πρωταρχικής σημασίας εδώ. για να είναι μια αλληλοεξέλιξη μια ακριβής περιγραφή, δεν είναι αρκετό για ένα είδος να επηρεάζει την εξέλιξη άλλων ή άλλων, χωρίς να επηρεάζεται η ανάπτυξή του με τρόπο που δεν θα συνέβαινε αν δεν υπήρχαν τα συνυπάρχοντα είδη.
Σε μερικούς τρόπους, αυτό είναι διαισθητικό. Δεδομένου ότι όλοι οι οργανισμοί σε ένα συγκεκριμένο οικοσύστημα (το σύνολο όλων των οργανισμών σε μια σαφώς καθορισμένη γεωγραφική περιοχή) συνδέονται, έχει νόημα ότι η εξέλιξη ενός από αυτά θα επηρέαζε την εξέλιξη των άλλων με κάποιο τρόπο ή τρόπους.
Συνήθως, ωστόσο, οι μαθητές δεν καλούνται να εξετάσουν την εξέλιξη ενός είδους με διαδραστικό τρόπο και, αντ 'αυτού, καλούνται να εξετάσουν την αλληλεπίδραση μεταξύ ενός και μοναδικού είδους και του περιβάλλοντος.
Ενώ τα αυστηρά φυσικά χαρακτηριστικά των περιβαλλόντων (π.χ. θερμοκρασία, τοπογραφία) σίγουρα αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου, είναι συστήματα που δεν ζουν και επομένως δεν εξελίσσονται με τη βιολογική έννοια της λέξης.
Κοιτάζοντας τον βασικό ορισμό της εξέλιξης, τότε η συνελείωση συμβαίνει όταν η εξέλιξη ενός είδους ή μιας ομάδας επηρεάζει την επιλεκτική πίεση ή την επιτακτική ανάγκη να εξελιχθεί για να επιβιώσει, ενός άλλου είδους ή ομάδας. Αυτό συμβαίνει συχνότερα με ομάδες που έχουν στενές σχέσεις εντός ενός οικοσυστήματος.
Εντούτοις, μπορεί να συμβεί σε ομάδες που σχετίζονται σε απόσταση, ως αποτέλεσμα ενός είδους "φαινόμενο ντόμινο", όπως σύντομα θα μάθετε.
Βασικές Αρχές Συνεργασίας
Παραδείγματα αλληλεπίδρασης αρπακτικών και θηραμάτων μπορούν να ρίξουν φως στα καθημερινά παραδείγματα συγχώνευσης που ίσως γνωρίζετε σε κάποιο επίπεδο, αλλά ίσως δεν έχουν ενεργό προβληματισμό.
Φυτά έναντι ζώων: Εάν ένα είδος φυτού εξελίσσεται με μια νέα άμυνα εναντίον ενός φυτοφαρμάκου, όπως αγκάθια ή δηλητηριώδεις εκκρίσεις, αυτό προκαλεί μια νέα πίεση στο φυτοφάγο αυτό για να επιλέξει διαφορετικά άτομα, όπως φυτά που παραμένουν νόστιμα και εύκολα βρώσιμα.
Με τη σειρά τους, αυτά τα νεοαναζητούμενα φυτά, αν θέλουν να επιβιώσουν, πρέπει να ξεπεράσουν αυτή τη νέα άμυνα. Επιπλέον, τα φυτοφάγα ζώα μπορούν να εξελιχθούν χάρη σε άτομα που τυχαίνει να έχουν χαρακτηριστικά που τα καθιστούν ανθεκτικά σε αυτές τις άμυνες (π.χ. ανοσία στο εν λόγω δηλητήριο).
Ζώα έναντι ζώων: Εάν ένας αγαπημένος θήραμα ενός συγκεκριμένου είδους ζώων εξελίξει έναν νέο τρόπο να ξεφύγει από αυτόν τον αρπακτικό, ο αρπακτικός πρέπει με τη σειρά του να εξελίξει έναν νέο τρόπο να πιάσει αυτό το θήραμα ή να χάσει τον κίνδυνο, εάν δεν μπορεί να βρει άλλη πηγή τροφής.
Για παράδειγμα, εάν ένας τσίτα δεν μπορεί να ξεπεράσει με συνέπεια τις γκαζέλες στο οικοσύστημα του, τελικά θα χάσει την πείνα. την ίδια στιγμή, αν οι gazelles δεν μπορούν να ξεπεράσουν τους τσιτάχ, και αυτοί θα πεθάνουν.
Κάθε ένα από αυτά τα σενάρια (το δεύτερο πιο έντονα) αντιπροσωπεύει ένα κλασικό παράδειγμα μιας εξελικτικής κούρσας εξοπλισμών: Καθώς ένα είδος εξελίσσεται και γίνεται γρηγορότερο ή ισχυρότερο με κάποιο τρόπο, το άλλο πρέπει να κάνει το ίδιο ή να εξαφανιστεί.
Προφανώς, υπάρχει μόνο τόσο γρήγορα ένα δεδομένο είδος μπορεί να γίνει, έτσι στο τέλος κάτι πρέπει να δώσει και ένα ή περισσότερα από τα είδη που εμπλέκονται είτε μεταναστεύουν από την περιοχή αν μπορεί, είτε πεθαίνει.
Είδη συγχώνευσης
Συμπλοκή σχέσης αρπακτικών-θηραμάτων: Οι σχέσεις αρπακτικών-θηραμάτων είναι καθολικές σε όλο τον κόσμο. δύο έχουν ήδη περιγραφεί γενικά. Έτσι, ο συνωστισμός των θηρευτών και των αρπακτικών είναι εύκολος ο εντοπισμός και η επαλήθευση σε σχεδόν οποιοδήποτε οικοσύστημα.
Οι τσιτάχ και οι gazelles είναι ίσως το πιο αναφερόμενο παράδειγμα, ενώ οι λύκοι και η caribou αντιπροσωπεύουν ένα άλλο σε ένα διαφορετικό, πολύ ψυχρότερο μέρος του κόσμου.
Ανταγωνιστική συνεργασία ειδών: Σε αυτόν τον τύπο συνεργασίας, πολλοί οργανισμοί αγωνίζονται για τους ίδιους πόρους. Αυτού του είδους η συγχώνευση μπορεί να επαληθευτεί με ορισμένες παρεμβάσεις, όπως συμβαίνει με τους σαλαμάνδρους στα μεγάλα καπνά βουνά των ανατολικών Ηνωμένων Πολιτειών. Όταν κάποιος Plethodon το είδος αφαιρείται, ο άλλος πληθυσμός μεγαλώνει σε μέγεθος και το αντίστροφο.
Αμοιβαία συνένωση: Είναι σημαντικό ότι δεν είναι όλες οι μορφές συνεργατικής συνένωσης καταστροφικές για ένα από τα είδη που εμπλέκονται. Στην αλληλοβοηθητική συνεργασία, οι οργανισμοί που βασίζονται ο ένας στον άλλο για να εξελίσσουν "μαζί" χάρη στην ασυνείδητη συνεργασία - ένα είδος αδιαίρετης διαπραγμάτευσης ή συμβιβασμού. Αυτό είναι εμφανές με τη μορφή φυτών και των εντόμων που επικονιάζουν αυτά τα φυτικά είδη.
Συγχώνευση παρασίτου-ξενιστή: Όταν ένα παράσιτο εισβάλλει σε έναν οικοδεσπότη, το κάνει επειδή έχει αποφύγει τις άμυνες του οικοδεσπότη εκείνη τη στιγμή. Αλλά αν ο οικοδεσπότης εξελίσσεται με τρόπο ώστε να μην τραυματιστεί δραστικά χωρίς να «εξωθήσει» το παράσιτο εντελώς, η συνένωση είναι στο παιχνίδι.
Παραδείγματα Συνεργασίας
Παράδειγμα τριών ειδών αρπακτικό-θήραμα: Lodgepole σπόρους κώνου πεύκου στα βραχώδη βουνά τρώγονται τόσο από ορισμένες σκίουροι και crossbills (ένα είδος πουλιών).
Ορισμένες περιοχές όπου οι πευκοδάσικες αναπτύσσονται έχουν σκίουρους, οι οποίες μπορούν εύκολα να τρώνε τους σπόρους από τους στενούς κωνοφόρους κώνους (που τείνουν να έχουν περισσότερους σπόρους), αλλά οι σταυροί, που δεν μπορούν εύκολα να τρώνε τους σπόρους από τους στενούς κώνους πεύκου, .
Άλλες περιοχές έχουν μόνο crossbills, και αυτές οι ομάδες πτηνών τείνουν να έχουν έναν από τους δύο τύπους ράμφους. τα πουλιά με ίσια ράμπα έχουν έναν ευκολότερο χρόνο να αρπάζουν τους σπόρους από τους στενούς κώνους.
Οι βιολόγοι της άγριας φύσης που μελετούν αυτό το οικοσύστημα υποθέτουν ότι εάν τα δένδρα σχηματοποιηθούν με βάση τους τοπικούς θηρευτές, οι περιοχές με σκίουρους θα έπρεπε να έχουν δώσει ευρύτερους κώνους που ήταν πιο ανοιχτοί με λιγότερους σπόρους που βρέθηκαν μεταξύ των ζυγών, ενώ οι περιοχές με πουλιά έπρεπε να είχαν παχυνθεί , κώνοι ανθεκτικοί στις ράβδους.
Αυτό αποδείχθηκε ακριβώς το ίδιο.
Ανταγωνιστικά είδη: Ορισμένες πεταλούδες έχουν εξελιχθεί για να δοκιμάσουν το κακό στους αρπακτικούς, έτσι ώστε αυτοί οι θηρευτές να τους αποφύγουν. Αυτό αυξάνει την πιθανότητα εμφάνισης άλλα πεταλούδες που τρώγονται, προσθέτοντας μια μορφή επιλεκτικής πίεσης. αυτή η πίεση οδηγεί στην εξέλιξη του "mimicry", όπου άλλες πεταλούδες εξελίσσονται για να μοιάζουν με εκείνες που οι αρπακτικοί έχουν μάθει να αποφεύγουν.
Ένα άλλο ανταγωνιστικό παράδειγμα του είδους είναι η εξέλιξη του βασιλιά φιδιού να φανεί σχεδόν ακριβώς όπως το κοραλλιογενές φίδι. Και οι δύο μπορεί να είναι επιθετικοί απέναντι σε άλλα φίδια, αλλά το κοραλλιογενές φίδι είναι ιδιαίτερα δηλητηριώδες και όχι αυτό που οι άνθρωποι θέλουν να είναι γύρω.
Αυτό είναι μάλλον σαν κάποιος που δεν γνωρίζει καράτε, αλλά έχει τη φήμη ότι είναι εμπειρογνώμονας πολεμικών τεχνών.
Αλληλεγγύη: Η συνένωση των αντιαρματικών δέντρων στη Νότια Αμερική είναι ένα αρχέτυπο παράδειγμα αμοιβαίας συν-λύσης.
Τα δέντρα δημιούργησαν κοίλα αγκάθια στη βάση τους, όπου εκκρίνεται νέκταρ, πιθανό να εμποδίσουν τα φυτοφάγα να το τρώνε. εν τω μεταξύ, τα μυρμήγκια στην περιοχή εξελίχθηκαν για να τοποθετήσουν τις φωλιές τους σε αυτά τα αγκάθια όπου παράγεται νέκταρ, αλλά δεν βλάπτουν το δέντρο εκτός από κάποια σχετικά αβλαβή κλοπή.
Συγχώνευση υποδοχέα-παρασίτου: Τα παράσιτα Brood είναι πουλιά που εξελίχθηκαν για να βάλουν τα αυγά τους σε άλλες φωλιές πουλιών, μετά από τα οποία το πουλί που στην πραγματικότητα "κατέχει" τη φωλιά φτάνει να φροντίζει τους νέους. Αυτό παρέχει την δωρεάν παιδική φροντίδα για τα παράσιτα, αφήνοντάς τα ελεύθερα να αφιερώσουν περισσότερους πόρους για το ζευγάρωμα και την εξεύρεση τροφής.
Ωστόσο, τα πτηνά των ξενιστών εξελίσσονται τελικά με τρόπο που τους επιτρέπει να μάθουν να αναγνωρίζουν πότε ένα πουλί δεν είναι δικό τους και επίσης να αποφεύγουν να αλληλεπιδρούν με παρασιτικά πτηνά εντελώς αν είναι δυνατόν.