วิวัฒนาการร่วมกันคืออะไร? ความหมายและตัวอย่าง

ในรูปแบบพื้นฐานที่สุดวิวัฒนาการร่วมถูกกำหนดให้เป็นวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตสองชนิดหรือมากกว่าซึ่งเกิดจากผลการคัดเลือกซึ่งกันและกันระหว่างสปีชีส์เหล่านั้น คำนี้ได้รับการแนะนำโดย Paul Ehrlich และ Peter Raven ในปี 1964 ในบทความที่มีชื่อเสียงของพวกเขาButterflies and plants: a study in coevolution (“ Butterflies and plants: a study on coevolution ”) ซึ่งพวกเขาแสดงให้เห็นว่าสกุลและวงศ์ของผีเสื้อต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับอย่างไร ซึ่งกันและกันของพืชบางกลุ่มสายวิวัฒนาการเพื่อเป็นอาหาร

ปรากฏการณ์ร่วมวิวัฒนาการ

หนึ่งในปรากฏการณ์ทางวิวัฒนาการร่วมคือการรวมตัวกันอีกครั้งของเพศและพันธุกรรม ปรากฏการณ์เหล่านี้อาจเกิดจาก “การแข่งขัน” ร่วมกันระหว่างสิ่งมีชีวิตและปรสิต ในกรณีนี้ อัตราการวิวัฒนาการและความน่าจะเป็นในการสร้างความต้านทานต่อการติดเชื้อในโฮสต์และความรุนแรงในปรสิตจะเพิ่มขึ้นโดยการรวมตัวกันอีกครั้ง

การเลือกเพศเป็นอีกปรากฏการณ์หนึ่งของการวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างการเลือกเพศหญิงที่มีศักยภาพโดยลักษณะทางเพศรองของเพศชาย ในกรณีนี้ วิวัฒนาการร่วมเกิดขึ้นภายในสปีชีส์เดียวกัน แต่ก็ยังเป็นประเภทการวิวัฒนาการร่วมกัน

การศึกษาบางชิ้นรวมถึงการเลือกขึ้นอยู่กับความถี่ระหว่างผู้เล่นสองประเภทใน “เกม” แบบวิวัฒนาการ “ทฤษฎีเกม” ที่เป็นรากฐานของความคิดนี้อาจเป็นระหว่างสปีชีส์ที่แข่งขันกันเฉพาะกลุ่ม หรือภายในสปีชีส์ (รูปร่างที่แตกต่างกันของสปีชีส์เดียวกัน) ที่แข่งขันกันเพื่อแย่งชิงทรัพยากร เช่น อาหารหรือตัวเมีย ปฏิสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการประเภทนี้มักจะก่อให้เกิดวิวัฒนาการร่วมกัน

วิวัฒนาการร่วมและการโต้ตอบระหว่างกัน

วิวัฒนาการร่วมสามารถเกิดขึ้นได้ในการโต้ตอบระหว่างกัน ตัวอย่างเช่น:

• การแข่งขันเฉพาะทางสำหรับอาหารหรือพื้นที่
• ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับปรสิต
• ปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้ล่า/เหยื่อ
• ซิมไบโอซิส
• ร่วมกัน

อย่างไรก็ตาม ปฏิสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดเฉพาะเจาะจงไม่ได้นำไปสู่วิวัฒนาการร่วมกันเสมอไป ตัวอย่างเช่น การล้อเลียนอาจเป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างปรสิตกับโฮสต์ (ในการล้อเลียนแบบ Batesian) หรือการเห็นพ้องต้องกัน (การล้อเลียนแบบ Müllerian)

การล้อเลียนเป็นตัวอย่างที่ดีที่แสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการร่วมไม่ได้เป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันเสมอไป เพราะบางทีน่าแปลกใจที่ผลลัพธ์ของปรากฏการณ์นี้มักจะดูเหมือนเป็นการปรับตัวเพียงฝ่ายเดียวของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งไปยังอีกสายพันธุ์หนึ่ง

ประเภทของวิวัฒนาการร่วมกัน

คำตอบสำหรับคำถาม “วิวัฒนาการร่วมมีแนวโน้มอย่างไร” ขึ้นอยู่กับความหมายของ coevolution มีการเสนอความเป็นไปได้หลายประการ:

วิวัฒนาการร่วมกันเฉพาะ

ในความหมายเฉพาะของการวิวัฒนาการร่วมหรือการวิวัฒนาการร่วมในความหมายที่เข้มงวด สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งมีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอีกชนิดหนึ่ง และการเปลี่ยนแปลงในสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ปรับตัวได้ในอีกชนิดหนึ่ง และในทางกลับกัน ในบางกรณี การดัดแปลงนี้อาจเป็นโพลีจีนิก ในที่อื่น ๆ อาจมีวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างยีนกับยีนซึ่งปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเกิดขึ้นระหว่าง แต่ละ ตำแหน่งของทั้งสองสปีชีส์

แน่นอนว่าการวิวัฒนาการร่วมกันแบบเฉพาะเจาะจงอาจเกิดขึ้นในช่วงสั้นๆ แต่ถ้าปฏิสัมพันธ์นั้นอยู่ใกล้กันมาก เช่นในกรณีของระบบโฮสต์-ปรสิตหลายๆ ระบบ การเก็งกำไรที่สอดคล้องกันหรือcospeciationสามารถเกิดขึ้นได้ซึ่งการเก็งกำไรในรูปแบบหนึ่งทำให้เกิดการเก็งกำไรในอีกรูปแบบหนึ่ง .

แน่นอนว่า cospeciation ไม่จำเป็นต้องมี coevolution เสมอไป ตัวอย่างเช่น ปรสิตที่มีขนาดเล็กมากแต่จำกัดโฮสต์สูงสามารถขยายพันธุ์ได้ตราบเท่าที่โฮสต์ของมันมีความเฉพาะเจาะจง โดยปราศจากปรสิตที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาวิวัฒนาการในโฮสต์

กระจาย coevolution

ในการวิวัฒนาการร่วมกันแบบกระจายหรือที่เรียกว่าการวิวัฒนาการร่วมกันแบบกิลด์ กลุ่มสปีชีส์ทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์กับกลุ่มสปีชีส์อื่นๆ ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถระบุได้อย่างแท้จริงว่าเป็นตัวอย่างของการวิวัฒนาการร่วมกันแบบคู่เฉพาะระหว่างสองสปีชีส์

ตัวอย่างเช่น กลุ่มของพันธุ์พืชสามารถเลี้ยงโดยแมลงบางตระกูล ซึ่งสามารถเปลี่ยนโฮสต์ได้บ่อยครั้ง (ในช่วงวิวัฒนาการ) พืชสามารถพัฒนาการปรับตัวในการป้องกัน ทั้งการป้องกันทางเคมีและกายภาพ เช่น เงี่ยง ซึ่งทำงานกับสปีชีส์จำนวนมาก เมื่อเวลาผ่านไป แมลงบางชนิดอาจสามารถเอาชนะการป้องกันของพืชได้ ซึ่งนำไปสู่วิวัฒนาการของพืชต่อไป และอื่นๆ

การหนีและการแผ่รังสีร่วมกัน

วิวัฒนาการที่เกี่ยวข้องอีกประเภทหนึ่งเรียกว่าการหลบหนีและการวิวัฒนาการร่วมกันของรังสี ในกรณีนี้ นวัตกรรมเชิงวิวัฒนาการโดยฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งต่อปฏิสัมพันธ์ระหว่างวิวัฒนาการช่วยให้สามารถปรับการแผ่รังสีหรือการเก็งกำไรได้เนื่องจากโอกาสทางนิเวศวิทยาที่มีอยู่

ปฏิสัมพันธ์ทางการแข่งขันร่วมวิวัฒนาการและการฉายรังสีแบบปรับตัว

นี่คือหลักการทางนิเวศวิทยาที่เรียกว่าหลักการGause ในนั้นสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องจะต้องแตกต่างกันในระบบนิเวศวิทยาบางส่วน นั่นคือ ถ้าสองสปีชีส์มีทรัพยากรที่เหมือนกันหรือเกือบเหมือนกัน การกีดกันการแข่งขันจะเกิดขึ้น และสปีชีส์ที่ปรับตัวได้ดีน้อยกว่าจะสูญพันธุ์ไป

หากสิ่งนี้เป็นจริง และอาจเป็นจริง สิ่งที่ตรงกันข้ามก็ควรจะเป็นจริงเช่นกัน หากสปีชีส์หนึ่งตั้งรกรากในพื้นที่ที่ไม่มีคู่แข่ง มันจะได้รับการปลดปล่อยทางนิเวศวิทยาและเข้าถึงขนาดประชากรที่ใหญ่มาก และไม่เพียงแค่นั้น ชาวอาณานิคมยังอาจประสบกับการเลือกที่ก่อกวน ตามมาด้วยการเก็งกำไร กระบวนการนี้สามารถทำซ้ำได้ในกรณีของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ซึ่งวิวัฒนาการแยกจากกันเพื่อสร้างรังสีที่ปรับตัวได้

ยิ่งกว่านั้น นอกเหนือจากการตั้งรกรากที่อยู่อาศัยใหม่แล้ว การครอบครองพื้นที่ปรับตัวที่ไม่เหมือนใครยังอาจทำให้รังสีที่ปรับตัวได้สามารถตั้งรกรากใน “เขตปรับตัว” ใหม่ ซึ่งเปิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการแผ่รังสีที่ปรับตัวได้

แหล่งที่มา

• Ehrlich, P.R และ Raven, PH (1964) ผีเสื้อและพืช: การศึกษาวิวัฒนาการร่วม . วิวัฒนาการ18 (4), 586-608.
• ชมิทซ์, O. (2017). ลักษณะการทำงานของผู้ล่าและเหยื่อ: ทำความเข้าใจกับกลไกการปรับตัวที่ขับเคลื่อนปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้ล่าและเหยื่อ