วิวัฒนาการร่วมและการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์
เมื่อสปีชีส์สองสปีชีส์ออกแรงคัดเลือกซึ่งกันและกันอย่างเป็นปฏิปักษ์ พวกมันจะเกิดวิวัฒนาการร่วม ก่อให้เกิดการแข่งขันทางวิวัฒนาการระหว่างผู้ล่าและเหยื่อ ความเหมาะสมอย่างใกล้ชิดของสิ่งมีชีวิตที่พึ่งพาอาศัยกัน และการไล่ล่าอย่างต่อเนื่องระหว่างโฮสต์และปรสิต
Definition
วิวัฒนาการร่วมคือการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการแบบซึ่งกันและกันในสปีชีส์ที่มีปฏิสัมพันธ์กัน โดยที่แต่ละสปีชีส์ทำหน้าที่เป็นแรงคัดเลือกต่ออีกฝ่ายหนึ่ง และปฏิสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์คือความสัมพันธ์ทางนิเวศวิทยาที่การคัดเลือกนั้นดำเนินไป
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการแบบซึ่งกันและกันระหว่างสปีชีส์ที่มีปฏิสัมพันธ์กัน: วิวัฒนาการร่วมแบบปฏิปักษ์และการแข่งขันทางวิวัฒนาการในระบบผู้ล่า-เหยื่อและโฮสต์-ปรสิต, วิวัฒนาการร่วมแบบพึ่งพาอาศัยกันในการผสมเกสรและการกระจายเมล็ด, พลวัตราชินีแดง, วิวัฒนาการร่วมแบบกระจายเทียบกับแบบคู่, และโมเสกทางภูมิศาสตร์ที่วิวัฒนาการร่วมแตกต่างกันไปในแต่ละประชากร โดยจะกล่าวถึงว่าปฏิสัมพันธ์ขับเคลื่อนการกระจายความหลากหลายและการปรับตัวอย่างไร
Core questions
- สปีชีส์ที่มีปฏิสัมพันธ์กันขับเคลื่อนวิวัฒนาการของกันและกันได้อย่างไร?
- อะไรที่ทำให้เกิดการแข่งขันทางวิวัฒนาการระหว่างสิ่งมีชีวิตที่เป็นปฏิปักษ์กัน?
- วิวัฒนาการร่วมมีอิทธิพลต่อความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน เช่น การผสมเกสรได้อย่างไร?
- เหตุใดวิวัฒนาการร่วมจึงแตกต่างกันไปตามภูมิศาสตร์ในแต่ละประชากร?
Key theories
- พลวัตราชินีแดง
- ในการปฏิสัมพันธ์แบบปฏิปักษ์ สปีชีส์แต่ละชนิดจะต้องวิวัฒนาการต่อไปเรื่อยๆ เพียงเพื่อรักษาสมรรถภาพเชิงเปรียบเทียบของตนไว้ในขณะที่คู่ของมันปรับตัวตอบโต้ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องจึงไม่ก่อให้เกิดความได้เปรียบที่ยั่งยืน ซึ่งเป็นการแข่งขันที่ต่อเนื่องที่ถูกจับโดยราชินีแดงของแวน วาเลน
- โมเสกทางภูมิศาสตร์ของวิวัฒนาการร่วม
- เนื่องจากความแข็งแกร่งและผลลัพธ์ของการคัดเลือกระหว่างสปีชีส์ที่มีปฏิสัมพันธ์กันแตกต่างกันไปในแต่ละท้องถิ่น วิวัฒนาการร่วมจึงดำเนินไปในลักษณะของโมเสกที่เปลี่ยนแปลงไปของจุดร้อนและจุดเย็น ซึ่งลักษณะต่างๆ ถูกผสมผสานโดยการไหลของยีน
Mechanisms
วิวัฒนาการร่วมเกิดขึ้นเมื่อลักษณะหนึ่งในสปีชีส์หนึ่งสร้างแรงคัดเลือกต่อลักษณะในอีกสปีชีส์หนึ่ง ซึ่งการตอบสนองทางวิวัฒนาการของสปีชีส์นั้นจะไปเปลี่ยนแปลงแรงคัดเลือกกลับไปยังสปีชีส์แรก ในระบบปฏิปักษ์ สิ่งนี้จะขับเคลื่อนการป้องกันและการตอบโต้การป้องกันที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เช่นเดียวกับเมื่อพืชพัฒนาสารพิษและสัตว์กินพืชพัฒนากลไกการล้างพิษ ในความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกัน สิ่งนี้สามารถปรับปรุงความเหมาะสมระหว่างคู่ค้า เช่น รูปร่างของดอกไม้และแมลงผสมเกสร เนื่องจากประชากรมีปฏิสัมพันธ์กันในบริบททางนิเวศวิทยาและพันธุกรรมที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์ของวิวัฒนาการร่วมจึงแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ และการไหลของยีนระหว่างประชากรเหล่านั้นจะผสมผสานลักษณะที่ปรับตัวเข้ากับท้องถิ่นเข้าเป็นโมเสกทางภูมิศาสตร์
Clinical relevance
แนวคิดวิวัฒนาการร่วมเป็นข้อมูลในการจัดการศัตรูพืชและเชื้อโรคพืช ความคงทนของพืชที่ต้านทานศัตรูพืช วิวัฒนาการของการดื้อยาและยาฆ่าแมลง และการอนุรักษ์ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันที่เกิดจากวิวัฒนาการร่วม เช่น การผสมเกสร นี่คือบริบททางการศึกษา ไม่ใช่ข้อกำหนดในการจัดการ
History
เออร์ลิชและเรเวนได้วางกรอบแนวคิดวิวัฒนาการร่วมระหว่างพืช-สัตว์กินพืชในปี 1964 และแวน วาเลนได้เสนอสมมติฐานราชินีแดงในปี 1973 ทอมป์สันได้พัฒนาทฤษฎีโมเสกทางภูมิศาสตร์ในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 โดยฝังวิวัฒนาการร่วมไว้ในการคัดเลือกที่แปรผันตามพื้นที่ในประชากรที่มีปฏิสัมพันธ์กัน
Debates
- วิวัฒนาการร่วมแบบคู่เทียบกับแบบกระจาย
- มีการถกเถียงกันว่าวิวัฒนาการร่วมโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการปรับตัวซึ่งกันและกันอย่างใกล้ชิดระหว่างสปีชีส์คู่ หรือการคัดเลือกแบบกระจายในหมู่สปีชีส์ที่มีปฏิสัมพันธ์กันหลายชนิด โดยกรณีส่วนใหญ่ในธรรมชาติอยู่ระหว่างสองขั้วนี้
Key figures
- Paul Ehrlich
- Peter Raven
- Leigh Van Valen
- John N. Thompson
Related topics
Seminal works
- thompson2005
- ehrlich1964
- vanvalen1973
Frequently asked questions
- สมมติฐานราชินีแดงคืออะไร?
- สมมติฐานราชินีแดงระบุว่าสปีชีส์ในการปฏิสัมพันธ์แบบปฏิปักษ์จะต้องวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องเพียงเพื่อรักษาสมรรถภาพของตนไว้ในขณะที่ศัตรูของพวกมันก็วิวัฒนาการด้วยเช่นกัน ซึ่งตั้งชื่อตามตัวละครที่ต้องวิ่งต่อไปเรื่อยๆ เพื่อให้อยู่ในที่เดิม
- โมเสกทางภูมิศาสตร์ของวิวัฒนาการร่วมคืออะไร?
- เป็นแนวคิดที่ว่าวิวัฒนาการร่วมระหว่างสปีชีส์ดำเนินไปแตกต่างกันในแต่ละพื้นที่การกระจายพันธุ์ โดยมีบางแห่งที่การคัดเลือกมีความแข็งแกร่งและเป็นแบบซึ่งกันและกัน และบางแห่งที่อ่อนแอ ก่อให้เกิดลักษณะที่วิวัฒนาการร่วมกันในท้องถิ่นแบบปะติดปะต่อ