COEVOLUTION: LÝ THUYẾT, CÁC LOẠI VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC

Các coevolution là một sự thay đổi tiến hóa đối ứng có liên quan đến hai hay nhiều loài. Hiện tượng là kết quả của sự tương tác giữa chúng. Những tương tác khác nhau xảy ra giữa các sinh vật - cạnh tranh, bóc lột và tương khắc - dẫn đến những hậu quả quan trọng trong quá trình tiến hóa và đa dạng hóa các dòng họ được đề cập.

Một số ví dụ về hệ thống tiến hóa là mối quan hệ giữa ký sinh trùng và vật chủ của chúng, thực vật và động vật ăn cỏ ăn chúng, hoặc tương tác đối kháng xảy ra giữa động vật ăn thịt và con mồi của chúng.

Nguồn: Brocken Inaglory

Đồng tiến hóa được coi là một trong những hiện tượng gây ra sự đa dạng tuyệt vời mà chúng ta ngưỡng mộ ngày nay, được tạo ra bởi sự tương tác giữa các loài.

Trong thực tế, chứng minh rằng một tương tác là một sự kiện hệ số không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Mặc dù sự tương tác giữa hai loài rõ ràng là hoàn hảo, nhưng đó không phải là bằng chứng đáng tin cậy về quá trình cách mạng.

Một cách tiếp cận là sử dụng các nghiên cứu phát sinh loài để kiểm tra xem có mô hình đa dạng hóa tương tự hay không. Trong nhiều trường hợp, khi các tổ hợp loài của hai loài là đồng dư, người ta cho rằng có sự tiến hóa giữa cả hai dòng.

Các loại tương tác

Trước khi đi sâu vào các vấn đề liên quan đến hệ số tiến hóa, cần phải đề cập đến các dạng tương tác xảy ra giữa các loài, vì chúng có những hệ quả tiến hóa rất quan trọng.

Cuộc thi

Các loài có thể cạnh tranh và sự tương tác này dẫn đến những tác động tiêu cực đến sự tăng trưởng hoặc sinh sản của các cá thể liên quan. Cạnh tranh có thể mang tính chất nội bộ, nếu nó xảy ra giữa các thành viên của cùng một loài, hoặc giữa các cá thể thuộc các loài khác nhau.

Trong sinh thái học, "nguyên tắc cạnh tranh loại trừ" được sử dụng. Khái niệm này cho rằng các loài cạnh tranh nguồn lợi giống nhau không thể cạnh tranh một cách ổn định nếu các nhân tố sinh thái còn lại không đổi. Nói cách khác, hai loài không chiếm cùng một ngách.

Trong kiểu tương tác này, một loài luôn kết thúc loại trừ loài khác. Hoặc chúng được chia thành một số chiều của ngách. Ví dụ, nếu hai loài chim ăn cùng một thứ và có các khu vực nghỉ ngơi giống nhau, để tiếp tục tồn tại, chúng có thể có đỉnh hoạt động vào các thời điểm khác nhau trong ngày.

Khai thác

Một kiểu tương tác thứ hai giữa các loài là khai thác. Ở đây loài X kích thích sự phát triển của loài Y, nhưng loài Y này lại kìm hãm sự phát triển của loài X. Các ví dụ điển hình bao gồm tương tác giữa động vật ăn thịt và con mồi, ký sinh với vật chủ và thực vật với động vật ăn cỏ.

Trong trường hợp của động vật ăn cỏ, có một sự tiến hóa liên tục của các cơ chế giải độc khi đối mặt với các chất chuyển hóa thứ cấp mà cây tạo ra. Tương tự, thực vật tiến hóa thành độc tố hiệu quả hơn để xua đuổi chúng.

Điều này cũng đúng trong tương tác giữa kẻ săn mồi và con mồi, khi con mồi liên tục cải thiện khả năng chạy trốn và kẻ săn mồi tăng khả năng tấn công.

Chủ nghĩa tương hỗ

Loại mối quan hệ cuối cùng liên quan đến lợi ích, hoặc mối quan hệ tích cực cho cả hai loài tham gia vào tương tác. Sau đó, có cuộc nói chuyện về sự "khai thác có đi có lại" giữa các loài.

Ví dụ, sự tương hỗ giữa côn trùng và các loài 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 chất dinh dưỡng thực vật, trong khi thực vật được phân tán các giao tử của chúng. Mối quan hệ cộng sinh là một ví dụ nổi tiếng khác của thuyết tương sinh.

Định nghĩa về hệ số

Đồng tiến hóa xảy ra khi hai hoặc nhiều loài ảnh hưởng đến sự tiến hóa của loài kia. Nói một cách chính xác, hệ số tiến hóa đề cập đến ảnh hưởng qua lại giữa các loài. Cần phải phân biệt nó với một sự kiện khác được gọi là sự tiến hóa tuần tự, vì thường có sự nhầm lẫn giữa hai hiện tượng.

Tiến hóa tuần tự xảy ra khi một loài có ảnh hưởng đến sự tiến hóa của loài khác, nhưng điều tương tự không xảy ra theo chiều ngược lại - không có tương hỗ.

Thuật ngữ này được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1964 bởi các nhà nghiên cứu Ehrlich và Raven.

Công trình nghiên cứu của Ehrlich và Raven về sự tương tác giữa nấm và thực vật đã truyền cảm hứng cho những nghiên cứu liên tiếp về "sự tiến hóa". Tuy nhiên, thuật ngữ này trở nên méo mó và mất đi ý nghĩa theo thời gian.

Tuy nhiên, người đầu tiên thực hiện nghiên cứu liên quan đến hệ số giữa hai loài là Charles Darwin, khi trong cuốn Nguồn gốc các loài (1859), ông đề cập đến mối quan hệ giữa hoa và ong, mặc dù ông không dùng từ " hệ số ”để mô tả hiện tượng.

Định nghĩa của Janzen

Do đó, trong những năm 60 và 70, không có định nghĩa cụ thể nào, cho đến khi Janzen vào năm 1980 xuất bản một ghi chú đã tìm cách khắc phục tình hình.

Nhà nghiên cứu này đã định nghĩa thuật ngữ hệ số tiến hóa là: "một đặc tính của các cá thể của quần thể thay đổi để đáp ứng với một đặc điểm khác của các cá thể của quần thể thứ hai, tiếp theo là phản ứng tiến hóa ở quần thể thứ hai đối với sự thay đổi được tạo ra trong quần thể thứ nhất".

Mặc dù định nghĩa này rất chính xác và nhằm mục đích làm rõ những mơ hồ có thể có của hiện tượng cách mạng, nhưng nó không thực tế đối với các nhà sinh vật học vì rất khó chứng minh.

Theo cách tương tự, coadaptation đơn giản không bao hàm một quá trình tích lũy hệ số. Nói cách khác, việc quan sát sự tương tác giữa cả hai loài không phải là bằng chứng chắc chắn để đảm bảo rằng chúng ta đang đối mặt với một sự kiện tiến hóa.

Điều kiện để xảy ra hệ số tiến hóa

Có hai yêu cầu để hiện tượng hệ số tiến hóa diễn ra. Một là tính đặc hiệu, vì sự tiến hóa của mỗi đặc điểm hoặc tính trạng trong một loài là do áp lực chọn lọc áp đặt bởi các đặc điểm của loài khác tham gia vào hệ thống.

Điều kiện thứ hai là có đi có lại - các nhân vật phải tiến hóa cùng nhau (tránh nhầm lẫn với tiến hóa tuần tự).

Các lý thuyết và giả thuyết

Có một vài lý thuyết liên quan đến hiện tượng hệ số tiến hóa. Trong số đó có các giả thuyết về bức tranh khảm địa lý và của nữ hoàng đỏ.

Giả thuyết khảm địa lý

Giả thuyết này được đưa ra vào năm 1994 bởi Thompson, và xem xét các hiện tượng động của hệ số tiến hóa có thể xảy ra trong các quần thể khác nhau. Nói cách khác, mỗi khu vực địa lý hoặc khu vực thể hiện sự thích nghi của địa phương mình.

Quá trình di cư của các cá thể đóng vai trò cơ bản, vì sự xuất nhập của các biến dị có xu hướng đồng nhất các kiểu hình địa phương của quần thể.

Hai hiện tượng này - thích nghi địa phương và di cư - là những lực lượng chịu trách nhiệm cho sự khảm địa lý. Kết quả của sự kiện này là khả năng tìm thấy các quần thể khác nhau ở các trạng thái có hệ số cách mạng khác nhau, vì mỗi quần thể đi theo quỹ đạo riêng theo thời gian.

Nhờ sự tồn tại của khảm địa lý, xu hướng nghiên cứu hệ số tiến hóa được thực hiện ở các vùng khác nhau nhưng cùng loài không phù hợp với nhau hoặc trong một số trường hợp, mâu thuẫn có thể được giải thích.

Giả thuyết Nữ hoàng Đỏ

Giả thuyết Nữ hoàng Đỏ được Leigh Van Valen đưa ra vào năm 1973. Nhà nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ cuốn sách của Lewis Carrol Alice qua kính nhìn. Ở một đoạn trong truyện, tác giả kể về việc các nhân vật chạy nhanh hết mức mà vẫn ở nguyên chỗ cũ.

Van Valen đã phát triển lý thuyết của mình dựa trên xác suất tuyệt chủng không đổi của các dòng sinh vật. Tức là chúng không có khả năng “tiến bộ” theo thời gian và xác suất tuyệt chủng luôn bằng nhau.

Ví dụ, những kẻ săn mồi và con mồi trải qua một cuộc chạy đua vũ trang liên tục. Nếu kẻ săn mồi cải thiện khả năng tấn công theo bất kỳ cách nào, thì con mồi cũng sẽ cải thiện ở mức 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 với vật chủ của chúng hoặc ở động vật ăn cỏ và thực vật. Sự cải thiện liên tục này của cả hai loài liên quan được gọi là giả thuyết Nữ hoàng Đỏ.

Các loại

Hệ số cụ thể

Thuật ngữ "hệ số" bao gồm ba loại cơ bản. Hình thức đơn giản nhất được gọi là "hệ số cụ thể", trong đó hai loài tiến hóa để đáp ứng với loài kia và ngược lại. Ví dụ một con mồi và một kẻ săn mồi duy nhất.

Kiểu tương tác này làm phát sinh một cuộc chạy đua vũ trang tiến hóa, dẫn đến sự khác biệt về các tính trạng nhất định hoặc cũng có thể tạo ra sự hội tụ trong các loài tương hỗ.

Mô hình cụ thể này, nơi có ít loài tham gia, là mô hình phù hợp nhất để chứng minh sự tồn tại của quá trình tiến hóa. Nếu các áp lực chọn lọc đã đủ mạnh, chúng ta nên mong đợi sự xuất hiện của các kiểu thích nghi và phản ứng thích nghi trong loài.

Hệ số khuếch tán

Loại thứ hai được gọi là "hệ số khuếch tán", và nó xảy ra khi có một số loài tham gia vào tương tác và tác động của mỗi loài không độc lập. Ví dụ, sự biến đổi di truyền trong khả năng đề kháng của vật chủ chống lại hai loài ký sinh trùng khác nhau có thể liên quan đến nhau.

Trường hợp này thường xuyên hơn trong tự nhiên. Tuy nhiên, nghiên cứu khó hơn nhiều so với tiến hóa cụ thể, vì sự tồn tại của nhiều loài liên quan làm cho việc thiết kế thí nghiệm trở nên rất khó khăn.

Thoát và bức xạ

Cuối cùng, chúng ta có trường hợp "trốn thoát và phóng xạ", trong đó một loài tiến hóa một kiểu phòng thủ chống lại kẻ thù, trong trường hợp thành công, điều này có thể sinh sôi nảy nở và dòng dõi có thể đa dạng, vì áp lực của loài kẻ thù không thật mạnh mẽ.

Ví dụ, khi một loài thực vật tiến hóa một hợp chất hóa học nhất định rất thành công, nó có thể thoát khỏi sự tiêu thụ của các loài động vật ăn cỏ khác nhau. Do đó, các dòng của cây có thể được đa dạng hóa.

Ví dụ

Các quá trình đồng tiến hóa được coi là nguồn gốc của sự đa dạng sinh học của hành tinh trái đất. Hiện tượng rất đặc biệt này đã có mặt trong những sự kiện quan trọng nhất trong quá trình tiến hóa của sinh vật.

Bây giờ chúng ta sẽ mô tả các ví dụ rất chung về các sự kiện tiến hóa giữa các dòng khác nhau và sau đó chúng ta sẽ nói về các trường hợp cụ thể hơn ở cấp độ loài.

Nguồn gốc các bào quan ở sinh vật nhân thực

Một trong những sự kiện quan trọng nhất trong quá trình tiến hóa của sự sống là sự đổi mới của tế bào nhân thực. Chúng được đặc trưng bởi có một nhân thực sự được phân định bởi màng sinh chất và có các ngăn hoặc bào quan dưới tế bào.

Có bằng chứng xác thực chứng minh nguồn gốc của những tế bào này thông qua quá trình tiến hóa với các sinh vật cộng sinh đã nhường chỗ cho các ti thể hiện tại. Ý tưởng này được gọi là lý thuyết nội cộng sinh.

Điều này cũng áp dụng cho nguồn gốc thực vật. Theo lý thuyết nội cộng sinh, lục lạp có nguồn gốc từ sự cộng sinh giữa một vi khuẩn và một sinh vật lớn hơn khác, kết thúc là nhấn chìm sinh vật nhỏ hơn.

Cả hai bào quan - ti thể và lục lạp - đều có những đặc điểm nhất định gợi nhớ đến vi khuẩn, chẳng hạn như loại vật liệu di truyền, DNA hình tròn và kích thước của chúng.

Nguồn gốc của hệ tiêu hóa

Hệ tiêu hóa của nhiều loài động vật là cả một hệ sinh thái nơi sinh sống của hệ vi sinh vật vô cùng đa dạng.

Trong nhiều trường hợp, các vi sinh vật này đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa thức ăn, hỗ trợ quá trình tiêu hóa chất dinh dưỡng và trong một số trường hợp, chúng có thể tổng hợp chất dinh dưỡng cho vật chủ.

Mối quan hệ đồng đội giữa chim non và chim ác là

Ở loài chim có một hiện tượng rất đặc biệt, liên quan đến việc đẻ trứng vào tổ của người khác. Hệ thống tiến hóa này được tạo thành từ loài crialo (Clamator lineararius) và loài vật chủ của nó, chim ác là (Pica pica).

Việc đẻ trứng không được thực hiện một cách ngẫu nhiên. Ngược lại, những con nghé chọn những cặp chim ác là đầu tư nhiều nhất vào sự chăm sóc của bố mẹ. Có như vậy, cá thể mới nhận được sự chăm sóc tốt hơn từ cha mẹ nuôi của mình.

Bạn làm nó như thế nào? Sử dụng các tín hiệu liên quan đến lựa chọn giới tính của vật chủ, chẳng hạn như một cái tổ lớn hơn.

Để đối phó với hành vi này, chim ác là đã giảm kích thước tổ của chúng gần 33% ở những khu vực có con non. Tương tự, chúng cũng có cách bảo vệ tích cực trong việc chăm sóc tổ.

Chim bố mẹ cũng có khả năng tiêu diệt trứng của chim ác là để tạo điều kiện thuận lợi cho việc nuôi dưỡng gà con của nó. Đáp lại, chim ác là tăng số lượng trứng trên mỗi ổ để tăng hiệu quả của chúng.

Sự thích nghi quan trọng nhất là có thể nhận ra trứng ký sinh để đuổi nó ra khỏi tổ. Mặc dù các loài chim ký sinh đã phát triển trứng rất giống với trứng của chim ác là.

Người giới thiệu

Darwin, C. (1859). Về nguồn gốc của các loài do chọn lọc tự nhiên. Murray.
Freeman, S., & Herron, JC (2002). Phân tích tiến hóa. Sảnh Prentice.
Futuyma, DJ (2005). Sự phát triển. Sinauer.
Janzen, DH (1980). Khi nào thì nó là hệ số phân giải. Evolution, 34 (3), 611-612.
Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). Sự leo thang của một cuộc chạy đua vũ trang mang tính cách mạng thông qua việc từ chối vật chủ của những con non ký sinh ở bố mẹ. Thiên nhiên, 422 (6928), 157.
Soler, M. (2002). Tiến hóa: cơ sở của Sinh học. Dự án phía Nam.

COEVOLUTION: LÝ THUYẾT, CÁC LOẠI VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2026