COEVOLUTION: ทฤษฎีประเภทและตัวอย่าง - ชีววิทยา - 2026

วิวัฒนาการคือการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการซึ่งกันและกันที่เกี่ยวข้องกับสองคนหรือมากกว่าสายพันธุ์ ปรากฏการณ์ดังกล่าวเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน ปฏิสัมพันธ์ที่แตกต่างกันที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมีชีวิต - การแข่งขันการเอารัดเอาเปรียบและการร่วมกันนำไปสู่ผลลัพธ์ที่สำคัญในวิวัฒนาการและความหลากหลายของเชื้อสายที่เป็นปัญหา

ตัวอย่างของระบบวิวัฒนาการ ได้แก่ ความสัมพันธ์ระหว่างปรสิตกับโฮสต์ของพวกมันพืชและสัตว์กินพืชที่กินมันหรือปฏิสัมพันธ์ที่เป็นปฏิปักษ์ที่เกิดขึ้นระหว่างผู้ล่าและเหยื่อของพวกมัน

ที่มา: Brocken Inaglory

วิวัฒนาการร่วมถือเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่รับผิดชอบต่อความหลากหลายที่เราชื่นชมในปัจจุบันซึ่งเกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต

ในทางปฏิบัติการพิสูจน์ว่าการโต้ตอบเป็นเหตุการณ์ร่วมกันไม่ใช่เรื่องง่าย แม้ว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดจะสมบูรณ์แบบ แต่ก็ไม่ได้เป็นหลักฐานที่เชื่อถือได้ของกระบวนการวิวัฒนาการร่วมกัน

แนวทางหนึ่งคือใช้การศึกษาทางวิวัฒนาการเพื่อทดสอบว่ามีรูปแบบการกระจายความเสี่ยงที่คล้ายคลึงกันหรือไม่ ในหลาย ๆ กรณีเมื่อสายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตทั้งสองมีความสอดคล้องกันสันนิษฐานว่ามีการเปลี่ยนแปลงร่วมกันระหว่างเชื้อสายทั้งสอง

ประเภทของปฏิสัมพันธ์

ก่อนที่จะเจาะลึกประเด็นที่เกี่ยวข้องกับ coevolution จำเป็นต้องพูดถึงประเภทของปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมีชีวิตเนื่องจากสิ่งเหล่านี้มีผลทางวิวัฒนาการที่สำคัญมาก

การแข่งขัน

สายพันธุ์สามารถแข่งขันได้และปฏิสัมพันธ์นี้นำไปสู่ผลเสียต่อการเจริญเติบโตหรือการสืบพันธุ์ของบุคคลที่เกี่ยวข้อง การแข่งขันอาจมีลักษณะเฉพาะเจาะจงหากเกิดขึ้นระหว่างสมาชิกของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันหรือเฉพาะเจาะจงเมื่อบุคคลอยู่ในสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน

ในทางนิเวศวิทยาใช้ "หลักการกีดกันทางการแข่งขัน" แนวคิดนี้เสนอว่าสิ่งมีชีวิตที่แย่งชิงทรัพยากรเดียวกันไม่สามารถแข่งขันได้อย่างมีเสถียรภาพหากปัจจัยทางนิเวศวิทยาที่เหลือยังคงที่ กล่าวอีกนัยหนึ่งสปีชีส์สองชนิดไม่ได้ครอบครองช่องเดียวกัน

ในปฏิสัมพันธ์ประเภทนี้สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งจะจบลงด้วยการไม่รวมอีกชนิดหนึ่งเสมอ หรือแบ่งออกเป็นบางมิติของช่อง ตัวอย่างเช่นหากนกสองชนิดกินสิ่งเดียวกันและมีพื้นที่พักผ่อนเดียวกันหากต้องการอยู่ร่วมกันต่อไปพวกมันอาจมีกิจกรรมสูงสุดในช่วงเวลาที่ต่างกันของวัน

การแสวงหาผลประโยชน์

ปฏิสัมพันธ์ประเภทที่สองระหว่างสิ่งมีชีวิตคือการเอารัดเอาเปรียบ ที่นี่สายพันธุ์ X กระตุ้นการพัฒนาสายพันธุ์ Y แต่ Y นี้ยับยั้งการพัฒนาของ X ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้ล่ากับเหยื่อปรสิตกับโฮสต์และพืชกับสัตว์กินพืช

ในกรณีของสัตว์กินพืชมีวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องของกลไกการล้างพิษเมื่อเผชิญกับสารทุติยภูมิที่พืชสร้างขึ้น ในทำนองเดียวกันพืชวิวัฒนาการเป็นสารพิษได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อขับไล่พวกมันออกไป

เช่นเดียวกับในปฏิสัมพันธ์ของนักล่ากับเหยื่อซึ่งเหยื่อจะปรับปรุงความสามารถในการหลบหนีอย่างต่อเนื่องและนักล่าเพิ่มความสามารถในการโจมตี

mutualism

ความสัมพันธ์ประเภทสุดท้ายเกี่ยวข้องกับผลประโยชน์หรือความสัมพันธ์เชิงบวกสำหรับทั้งสองชนิดที่มีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์ จากนั้นก็มีการพูดถึง "การแสวงหาผลประโยชน์ซึ่งกันและกัน" ระหว่างเผ่าพันธุ์

ตัวอย่างเช่นความซึ่งกันและกันระหว่างแมลงและแมลงผสมเกสรแปลว่าเป็นประโยชน์สำหรับทั้งสอง: แมลง (หรือแมลงผสมเกสรอื่น ๆ ) ได้รับประโยชน์จากสารอาหารของพืชในขณะที่พืชได้รับการแพร่กระจายของ gametes ความสัมพันธ์ทางชีวภาพเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่รู้จักกันดีของลัทธิซึ่งกันและกัน

ความหมายของ coevolution

วิวัฒนาการร่วมเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตสองชนิดขึ้นไปมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของอีกชนิดหนึ่ง พูดอย่างเคร่งครัด coevolution หมายถึงอิทธิพลซึ่งกันและกันระหว่างสิ่งมีชีวิต จำเป็นต้องแยกความแตกต่างจากเหตุการณ์อื่นที่เรียกว่าวิวัฒนาการตามลำดับเนื่องจากโดยปกติจะมีความสับสนระหว่างปรากฏการณ์ทั้งสอง

วิวัฒนาการตามลำดับเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งมีผลต่อวิวัฒนาการของอีกชนิดหนึ่ง แต่สิ่งเดียวกันนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในลักษณะอื่น - ไม่มีการแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกัน

คำนี้ถูกใช้เป็นครั้งแรกในปีพ. ศ. 2507 โดยนักวิจัย Ehrlich และ Raven

ผลงานของ Ehrlich และ Raven เกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่าง lepidoptera และพืชเป็นแรงบันดาลใจให้มีการสืบสวน "coevolution" อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามคำดังกล่าวเริ่มผิดเพี้ยนและสูญเสียความหมายไปตามกาลเวลา

อย่างไรก็ตามบุคคลแรกที่ทำการศึกษาเกี่ยวกับการวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างสองสายพันธุ์คือ Charles Darwin เมื่ออยู่ใน The Origin of Species (1859) เขากล่าวถึงความสัมพันธ์ระหว่างดอกไม้และผึ้งแม้ว่าเขาจะไม่ได้ใช้คำว่า coevolution” เพื่ออธิบายปรากฏการณ์

คำจำกัดความของ Janzen

ดังนั้นในทศวรรษที่ 60 และ 70 จึงไม่มีคำจำกัดความที่เฉพาะเจาะจงจนกระทั่ง Janzen ในปี 1980 ได้เผยแพร่บันทึกที่สามารถแก้ไขสถานการณ์ได้

นักวิจัยคนนี้ให้คำจำกัดความของคำว่า coevolution ว่า: "ลักษณะเฉพาะของบุคคลของประชากรที่เปลี่ยนแปลงเพื่อตอบสนองต่อลักษณะอื่นของประชากรกลุ่มที่สองตามด้วยการตอบสนองทางวิวัฒนาการในประชากรกลุ่มที่สองต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในกลุ่มแรก"

แม้ว่าคำจำกัดความนี้จะแม่นยำมากและมีจุดมุ่งหมายเพื่อชี้แจงความคลุมเครือที่เป็นไปได้ของปรากฏการณ์ร่วมกัน แต่ก็ไม่สามารถใช้งานได้สำหรับนักชีววิทยาเนื่องจากเป็นการยากที่จะพิสูจน์

ในทำนองเดียวกัน coadaptation อย่างง่ายไม่ได้หมายความถึงกระบวนการ coevolution กล่าวอีกนัยหนึ่งการสังเกตปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตทั้งสองไม่ใช่หลักฐานที่ชัดเจนเพื่อให้แน่ใจว่าเรากำลังเผชิญกับเหตุการณ์ร่วมกัน

เงื่อนไขสำหรับการร่วมกันที่จะเกิดขึ้น

มีข้อกำหนดสองประการสำหรับปรากฏการณ์ coevolution ที่จะเกิดขึ้น หนึ่งคือความจำเพาะเนื่องจากวิวัฒนาการของแต่ละลักษณะหรือลักษณะในสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งเกิดจากแรงกดดันที่เลือกกำหนดโดยลักษณะของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องในระบบ

เงื่อนไขที่สองคือความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน - ตัวละครต้องมีวิวัฒนาการร่วมกัน (เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับวิวัฒนาการตามลำดับ)

ทฤษฎีและสมมติฐาน

มีสองทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ coevolution ในหมู่พวกเขามีสมมติฐานของกระเบื้องโมเสคทางภูมิศาสตร์และของราชินีแดง

สมมติฐานโมเสคทางภูมิศาสตร์

สมมติฐานนี้เสนอในปี 1994 โดยทอมป์สันและพิจารณาปรากฏการณ์ไดนามิกของการวิวัฒนาการร่วมกันที่สามารถเกิดขึ้นได้ในประชากรที่แตกต่างกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งพื้นที่ทางภูมิศาสตร์หรือภูมิภาคแต่ละแห่งนำเสนอการดัดแปลงในท้องถิ่น

กระบวนการอพยพของแต่ละบุคคลมีบทบาทพื้นฐานเนื่องจากการเข้าและออกของตัวแปรมีแนวโน้มที่จะทำให้ฟีโนไทป์ในท้องถิ่นของประชากรเป็นเนื้อเดียวกัน

ปรากฏการณ์ทั้งสองนี้ - การปรับตัวและการย้ายถิ่นในท้องถิ่น - เป็นพลังที่รับผิดชอบต่อภาพโมเสคทางภูมิศาสตร์ ผลลัพธ์ของเหตุการณ์คือความเป็นไปได้ในการค้นหาประชากรที่แตกต่างกันในสถานะร่วมวิวัฒนาการที่แตกต่างกันเนื่องจากแต่ละคนเป็นไปตามวิถีของตัวเองเมื่อเวลาผ่านไป

เนื่องจากการมีอยู่ของกระเบื้องโมเสคทางภูมิศาสตร์แนวโน้มของการศึกษาการวิวัฒนาการร่วมกันที่ดำเนินการในภูมิภาคต่าง ๆ แต่สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันจะไม่สอดคล้องกันหรือในบางกรณีสามารถอธิบายความขัดแย้งได้

สมมติฐานราชินีแดง

สมมติฐานของราชินีแดงเสนอโดย Leigh Van Valen ในปี 1973 ผู้วิจัยได้รับแรงบันดาลใจจากหนังสือ Alice Through the Looking Glass ของ Lewis Carrol ในเนื้อเรื่องผู้เขียนบอกว่าตัวละครวิ่งเร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้อย่างไรและยังคงอยู่ที่เดิม

Van Valen พัฒนาทฤษฎีของเขาโดยอาศัยความน่าจะเป็นคงที่ของการสูญพันธุ์ที่เกิดจากเชื้อสายของสิ่งมีชีวิต นั่นคือพวกมันไม่สามารถ "ปรับปรุง" ได้เมื่อเวลาผ่านไปและความน่าจะเป็นของการสูญพันธุ์จะเท่ากันเสมอ

ตัวอย่างเช่นผู้ล่าและเหยื่อมีประสบการณ์การแข่งขันทางอาวุธอย่างต่อเนื่อง หากนักล่าปรับปรุงความสามารถในการโจมตีด้วยวิธีใด ๆ เหยื่อก็ควรปรับปรุงในระดับที่ใกล้เคียงกัน - หากไม่เกิดขึ้นพวกมันอาจสูญพันธุ์

สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นในความสัมพันธ์ของปรสิตกับโฮสต์หรือในสัตว์กินพืชและพืช การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของทั้งสองสายพันธุ์นี้เรียกว่าสมมติฐานของราชินีแดง

ประเภท

coevolution เฉพาะ

คำว่า "coevolution" มีสามประเภทพื้นฐาน รูปแบบที่ง่ายที่สุดเรียกว่า "coevolution เฉพาะ" ซึ่งสิ่งมีชีวิตสองชนิดมีวิวัฒนาการเพื่อตอบสนองต่ออีกชนิดหนึ่งและในทางกลับกัน ตัวอย่างเช่นเหยื่อตัวเดียวและนักล่าตัวเดียว

ปฏิสัมพันธ์ประเภทนี้ก่อให้เกิดการแข่งขันทางอาวุธที่มีวิวัฒนาการซึ่งส่งผลให้เกิดความแตกต่างในลักษณะบางอย่างหรือยังสามารถทำให้เกิดการบรรจบกันในสายพันธุ์ที่มีลักษณะร่วมกัน

แบบจำลองเฉพาะนี้ซึ่งมีเพียงไม่กี่ชนิดที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมที่สุดในการแสดงให้เห็นถึงการดำรงอยู่ของวิวัฒนาการ หากแรงกดดันในการคัดเลือกมีความแข็งแกร่งเพียงพอเราควรคาดหวังว่าลักษณะของการปรับตัวและการต่อต้านการปรับตัวในสายพันธุ์

วิวัฒนาการร่วมแบบกระจาย

ประเภทที่สองเรียกว่า "diffuse coevolution" และเกิดขึ้นเมื่อมีสิ่งมีชีวิตหลายชนิดเข้ามาเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์และผลกระทบของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดไม่เป็นอิสระ ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในความต้านทานของโฮสต์ที่มีต่อปรสิตสองชนิดที่แตกต่างกันอาจเกี่ยวข้องกัน

กรณีนี้เกิดขึ้นบ่อยมากในธรรมชาติ อย่างไรก็ตามมันยากที่จะศึกษามากกว่า coevolution ที่เฉพาะเจาะจงเนื่องจากการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตหลายชนิดที่เกี่ยวข้องทำให้การออกแบบการทดลองทำได้ยากมาก

การหลบหนีและการฉายรังสี

ในที่สุดเราก็มีกรณีของ "การหลบหนีและการแผ่รังสี" ซึ่งสายพันธุ์หนึ่งพัฒนารูปแบบการป้องกันศัตรูหากประสบความสำเร็จมันสามารถแพร่กระจายและเชื้อสายสามารถกระจายได้เนื่องจากความกดดันของสายพันธุ์ศัตรูไม่ได้ แข็งแกร่งมาก

ตัวอย่างเช่นเมื่อพืชชนิดหนึ่งพัฒนาสารประกอบทางเคมีบางชนิดจนประสบความสำเร็จอย่างมากก็สามารถหลุดพ้นจากการบริโภคสัตว์กินพืชหลายชนิดได้ ดังนั้นเชื้อสายของพืชสามารถมีความหลากหลาย

ตัวอย่าง

กระบวนการวิวัฒนาการร่วมถือเป็นแหล่งที่มาของความหลากหลายทางชีวภาพของดาวเคราะห์โลก ปรากฏการณ์ที่เฉพาะเจาะจงนี้มีอยู่ในเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดในวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

ตอนนี้เราจะอธิบายตัวอย่างทั่วไปของเหตุการณ์การวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างเชื้อสายต่างๆจากนั้นเราจะพูดถึงกรณีที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นในระดับสายพันธุ์

ต้นกำเนิดของออร์แกเนลล์ในยูคาริโอต

เหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตคือนวัตกรรมของเซลล์ยูคาริโอต สิ่งเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือมีนิวเคลียสที่แท้จริงคั่นด้วยเมมเบรนในพลาสมาและนำเสนอช่องใต้เซลล์หรือออร์แกเนลล์

มีหลักฐานที่ชัดเจนมากที่สนับสนุนการกำเนิดของเซลล์เหล่านี้ผ่านการวิวัฒนาการร่วมกับสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพที่ทำให้เกิดไมโตคอนเดรียในปัจจุบัน ความคิดนี้เรียกว่าทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติก

เช่นเดียวกับต้นกำเนิดของพืช ตามทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติกคลอโรพลาสต์เกิดขึ้นจากเหตุการณ์ symbiosis ระหว่างแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่อีกชนิดหนึ่งซึ่งลงเอยด้วยการกลืนสิ่งมีชีวิตที่เล็กกว่า

ออร์แกเนลล์ทั้งสองอัน ได้แก่ ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์มีลักษณะบางอย่างที่ชวนให้นึกถึงแบคทีเรียเช่นชนิดของสารพันธุกรรมดีเอ็นเอแบบวงกลมและขนาดของมัน

ที่มาของระบบย่อยอาหาร

ระบบย่อยอาหารของสัตว์หลายชนิดเป็นระบบนิเวศทั้งหมดที่อาศัยอยู่โดยพืชจุลินทรีย์ที่มีความหลากหลายมาก

ในหลาย ๆ กรณีจุลินทรีย์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการย่อยอาหารช่วยในการย่อยสารอาหารและในบางกรณีสามารถสังเคราะห์สารอาหารให้กับโฮสต์ได้

ความสัมพันธ์ร่วมกันระหว่างลูกนกกับนกกางเขน

ในนกมีปรากฏการณ์พิเศษที่เกี่ยวข้องกับการวางไข่ในรังของคนอื่น ระบบ coevolution นี้ประกอบด้วย crialo (Clamator glandarius) และสายพันธุ์ที่เป็นเจ้าภาพคือนกกางเขน (Pica pica)

การวางไข่ไม่ได้ทำแบบสุ่ม ในทางตรงกันข้ามลูกโคจะเลือกคู่ของนกกางเขนที่ลงทุนมากที่สุดในการดูแลของผู้ปกครอง ดังนั้นบุคคลใหม่จะได้รับการดูแลที่ดีขึ้นจากพ่อแม่บุญธรรมของเขา

คุณจะทำอย่างไรมันได้หรือไม่? ใช้สัญญาณที่เกี่ยวข้องกับการเลือกเพศของโฮสต์เช่นรังขนาดใหญ่

เพื่อตอบสนองต่อพฤติกรรมนี้นกกางเขนจึงลดขนาดรังลงเกือบ 33% ในพื้นที่ที่ลูกอยู่ ในทำนองเดียวกันพวกมันยังมีการป้องกันอย่างแข็งขันในการดูแลรัง

ลูกนกยังสามารถทำลายไข่ของนกกางเขนเพื่อเลี้ยงดูลูกไก่ของมันได้ ในการตอบสนองนกกางเขนจึงเพิ่มจำนวนไข่ต่อรังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ

การปรับตัวที่สำคัญที่สุดคือความสามารถในการจดจำไข่พยาธิเพื่อขับไล่มันออกจากรัง แม้ว่านกกาฝากจะพัฒนาไข่ได้ใกล้เคียงกับนกกางเขนดง

อ้างอิง

1. ดาร์วิน, C. (1859). เกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ เมอเรย์
2. Freeman, S. , & Herron, JC (2002). การวิเคราะห์วิวัฒนาการ ศิษย์ฮอลล์.
3. Futuyma, DJ (2005). วิวัฒนาการ. Sinauer
4. แจนเซน, ดีเอช (1980). เมื่อไหร่มันจะมีวิวัฒนาการ วิวัฒนาการ, 34 (3), 611-612
5. Langmore, NE, Hunt, S. , & Kilner, RM (2003) การยกระดับการแข่งขันทางอาวุธร่วมกันโดยการปฏิเสธเจ้าภาพของลูกกาฝากที่ยังอายุน้อย ธรรมชาติ, 422 (6928), 157.
6. โซลเลอร์, M. (2002). วิวัฒนาการ: พื้นฐานของชีววิทยา โครงการทิศใต้.