Was ist Koevolution? Definition und Beispiele

Koevolution bezieht sich auf die Evolution, die bei voneinander abhängigen Arten als Ergebnis spezifischer Wechselwirkungen auftritt. Das heißt, Anpassungen, die bei einer Art auftreten, spornen wechselseitige Anpassungen bei einer anderen Art oder mehreren Arten an. Koevolutionäre Prozesse sind in Ökosystemen wichtig, da diese Art von Wechselwirkungen die Beziehungen zwischen Organismen auf verschiedenen trophischen Ebenen in Gemeinschaften beeinflussen.

Die zentralen Thesen

• Koevolution beinhaltet wechselseitige adaptive Veränderungen, die zwischen voneinander abhängigen Arten auftreten.
• Antagonistische Beziehungen, gegenseitige Beziehungen und kommensalistische Beziehungen in Gemeinschaften fördern die Koevolution.
• Koevolutionäre antagonistische Wechselwirkungen werden in Raubtier-Beute- und Wirt-Parasit-Beziehungen beobachtet.
• Coevolutionary Mutualistic Interactions beinhalten die Entwicklung von gegenseitig vorteilhaften Beziehungen zwischen Arten.
• Koevolutionäre Kommensalismus-Interaktionen umfassen Beziehungen, bei denen eine Art von Nutzen ist, während die andere nicht geschädigt wird. Batesianische Mimikry ist ein solches Beispiel.

Während Darwin 1859 Koevolutionsprozesse in Pflanzen-Bestäuber-Beziehungen beschrieb, werden Paul Ehrlich und Peter Raven als die ersten genannt, die den Begriff "Koevolution" in ihrer Arbeit von 1964 einführten Schmetterlinge und Pflanzen: Eine Studie zur Koevolution. In dieser Studie schlugen Ehrlich und Raven vor, dass Pflanzen schädliche Chemikalien produzieren, um zu verhindern, dass Insekten ihre Blätter fressen, während bestimmte Schmetterlingsarten Anpassungen entwickelten, die es ihnen ermöglichten, die Toxine zu neutralisieren und sich von den Pflanzen zu ernähren. In dieser Beziehung kam es zu einem evolutionären Wettrüsten, bei dem jede Spezies einen selektiven evolutionären Druck auf die andere ausübte, der die Anpassungen in beiden Spezies beeinflusste.

Community Ecology

Wechselwirkungen zwischen biologischen Organismen in Ökosystemen oder Biomen bestimmen die Arten von Gemeinschaften in bestimmten Lebensräumen. Die Nahrungsketten und Nahrungsnetze, die sich in einer Gemeinschaft entwickeln, tragen dazu bei, die Koevolution zwischen den Arten voranzutreiben. Während Arten in einer Umgebung um Ressourcen konkurrieren, erleben sie natürliche Selektion und den Druck, sich anzupassen, um zu überleben.

Verschiedene Arten symbiotischer Beziehungen in Gemeinschaften fördern die Koevolution in Ökosystemen. Diese Beziehungen umfassen antagonistische Beziehungen, gegenseitige Beziehungen und kommensalistische Beziehungen. In antagonistischen Beziehungen konkurrieren Organismen um das Überleben in einer Umgebung. Beispiele sind Raubtier-Beute-Beziehungen und Parasit-Wirt-Beziehungen. In wechselseitigen koevolutionären Wechselwirkungen entwickeln beide Arten Anpassungen zum Nutzen beider Organismen. Bei den Kommensalismus-Interaktionen profitiert eine Art von der Beziehung, während die andere nicht geschädigt wird.

Antagonisten-Interaktionen

Weiblicher Leopard, der Opfer im hohen Gras anpirscht. Eastcott Momatiuk / Die Bilddatenbank / Getty Images Plus

Koevolutionäre antagonistische Wechselwirkungen werden in Raubtier-Beute- und Wirt-Parasit-Beziehungen beobachtet. In Raubtier-Beute-Beziehungen entwickeln Beute Anpassungen, um zu vermeiden, dass Raubtiere und Raubtiere zusätzliche Anpassungen erhalten. Zum Beispiel haben Raubtiere, die ihre Beute überfallen, Farbanpassungen, die ihnen helfen, sich in ihre Umgebung einzufügen. Sie haben auch den Geruchs- und Sehsinn verstärkt, um ihre Beute genau zu lokalisieren. Beutetiere, die sich entwickeln, um ein gesteigertes visuelles Empfinden zu entwickeln, oder die Fähigkeit, kleine Änderungen im Luftstrom zu erkennen, erkennen mit größerer Wahrscheinlichkeit Raubtiere und vermeiden ihren Hinterhaltversuch. Sowohl Raubtier als auch Beute müssen sich weiter anpassen, um ihre Überlebenschancen zu verbessern.

In koevolutionären Wirt-Parasit-Beziehungen entwickelt ein Parasit Anpassungen, um die Abwehrkräfte eines Wirts zu überwinden. Im Gegenzug entwickelt der Wirt neue Abwehrkräfte, um den Parasiten zu überwinden. Ein Beispiel für diese Art von Beziehung ist die Beziehung zwischen australischen Kaninchenpopulationen und dem Myxomavirus. Dieses Virus wurde in den 1950er Jahren verwendet, um die Kaninchenpopulation in Australien zu kontrollieren. Anfänglich war das Virus bei der Abtötung von Kaninchen hochwirksam. Mit der Zeit erfuhr die Wildkaninchenpopulation genetische Veränderungen und entwickelte eine Resistenz gegen das Virus. Die Letalität des Virus änderte sich von hoch über niedrig bis mittelschwer. Es wird angenommen, dass diese Änderungen die gleichzeitigen Veränderungen zwischen dem Virus und der Kaninchenpopulation widerspiegeln.

Mutualistische Interaktionen

Das Zusammenwachsen von Feigenwespen und Feigen ist so tiefgreifend geworden, dass kein Organismus ohne den anderen existieren kann. Encyclopaedia Britannica / UIG / Getty Images Plus

Koevolutionäre wechselseitige Wechselwirkungen zwischen Arten beinhalten die Entwicklung von gegenseitig vorteilhaften Beziehungen. Diese Beziehungen können exklusiver oder allgemeiner Natur sein. Die Beziehung zwischen Pflanzen- und Tierbestäubern ist ein Beispiel für eine allgemeine wechselseitige Beziehung. Die Tiere sind auf die Pflanzen als Nahrung angewiesen und die Pflanzen sind auf die Tiere zur Bestäubung oder Samenverbreitung angewiesen.

Die Beziehung zwischen dem Feigenwespe und der Feigenbaum ist ein Beispiel einer exklusiven koevolutionären gegenseitigen Beziehung. Weibliche Wespen der Familie Agaonidae Lege ihre Eier in einige Blüten bestimmter Feigenbäume. Diese Wespen zerstreuen Pollen, wenn sie von Blume zu Blume wandern. Jede Feigenbaumart wird normalerweise von einer einzigen Wespenart bestäubt, die sich nur von einer bestimmten Feigenbaumart vermehrt und ernährt. Die Beziehung zwischen Wespe und Feige ist so eng miteinander verwoben, dass das Überleben ausschließlich vom jeweils anderen abhängt.

Mimikry

Mocker Schwalbenschwanz. AYImages / iStock / Getty Images Plus

Koevolutionäre Kommensalismus-Interaktionen umfassen Beziehungen, bei denen eine Art von Nutzen ist, während die andere nicht geschädigt wird. Ein Beispiel für diese Art von Beziehung ist die Batesianische Mimikry. In der Batesianischen Mimikry ahmt eine Art die Eigenschaften einer anderen Art zu Schutzzwecken nach. Die Art, die nachgeahmt wird, ist giftig oder schädlich für potenzielle Raubtiere, und die Nachahmung ihrer Eigenschaften bietet Schutz für die ansonsten harmlosen Arten. Zum Beispiel haben sich scharlachrote Schlangen und Milchschlangen so entwickelt, dass sie eine ähnliche Färbung und Streifenbildung aufweisen wie giftige Korallenschlangen. zusätzlich, Spötter Schwalbenschwanz (Papilio dardanus) Schmetterlingsarten imitieren das Auftreten von Schmetterlingsarten aus der Nymphalidae Familie, die Pflanzen mit schädlichen Chemikalien essen. Diese Chemikalien machen die Schmetterlinge für Raubtiere unerwünscht. Mimikry von Nymphalidae Schmetterlinge schützt Papilio dardanus Arten von Raubtieren, die nicht zwischen den Arten unterscheiden können.  

Quellen

• Ehrlich, Paul R. und Peter H. Raven. "Schmetterlinge und Pflanzen: Eine Studie in Koevolution." Evolution, vol. 18, nein. 4, 1964, S. 586-608, doi: 10.1111 / j.1558-5646.1964.tb01674.x. 
• Penn, Dustin J. "Koevolution: Wirt-Parasit." ResearchGate, www.researchgate.net/publication/230292430_Coevolution_Host-Parasite. 
• Schmitz, Oswald. "Funktionale Merkmale von Raubtieren und Beutetieren: Verständnis der adaptiven Maschinerie, die die Interaktionen zwischen Raubtieren und Beutetieren antreibt." F1000Forschung vol. 6 1767. 27. September 2017, doi: 10.12688 / f1000research.11813.1
• Zaman, Luis et al. "Koevolution fördert die Entstehung komplexer Merkmale und fördert die Evolvabilität." PLOS Biologie, Öffentliche Wissenschaftsbibliothek, journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1002023.