공진화 : 이론, 유형 및 예 - 생물학

공진화는 두 개 이상의 종을 포함하는 상호 진화 적 변화이다. 이 현상은 그들 사이의 상호 작용으로 인해 발생합니다. 경쟁, 착취 및 상호주의와 같은 유기체 사이에서 발생하는 다양한 상호 작용은 문제의 혈통의 진화 및 다양 화에 중요한 결과를 초래합니다.

진화 시스템의 몇 가지 예는 기생충과 숙주 사이의 관계, 먹이를 먹는 식물과 초식 동물, 포식자와 먹이 사이에서 발생하는 적대적 상호 작용입니다.

출처 : Brocken Inaglory

공진화는 오늘날 우리가 존경하는 다양성의 원인이되는 현상 중 하나로 간주됩니다.

실제로 상호 작용이 공진화 이벤트임을 증명하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 두 종 사이의 상호 작용은 분명히 완벽하지만 공진화 과정에 대한 신뢰할만한 증거는 아닙니다.

한 가지 접근 방식은 계통 발생 연구를 사용하여 유사한 다양 화 패턴이 있는지 테스트하는 것입니다. 많은 경우 두 종의 계통 발생이 일치 할 때 두 계통 사이에 공진화가 있다고 가정합니다.

상호 작용 유형

공진화와 관련된 문제를 조사하기 전에 종간에 발생하는 상호 작용 유형을 언급 할 필요가 있습니다. 이는 매우 중요한 진화 적 결과를 가져 오기 때문입니다.

경쟁

종은 경쟁 할 수 있으며 이러한 상호 작용은 관련된 개인의 성장 또는 번식에 부정적인 영향을 미칩니다. 경쟁이 동일한 종의 구성원 사이에서 발생하는 경우 내부 특이 적이거나 개인이 다른 종에 속할 때 상호 특이적일 수 있습니다.

생태학에서는 "경쟁 배제 원칙"이 사용됩니다. 이 개념은 나머지 생태 요인이 일정하게 유지되면 동일한 자원을 놓고 경쟁하는 종이 안정적인 방식으로 경쟁 할 수 없음을 제안합니다. 즉, 두 종은 동일한 틈새 시장을 차지하지 않습니다.

이러한 유형의 상호 작용에서 한 종은 항상 다른 종을 배제합니다. 또는 그들은 틈새 시장의 일부 차원으로 나뉩니다. 예를 들어, 두 종의 새가 같은 것을 먹고 동일한 휴식 공간을 가지고 있다면 계속 공존하기 위해 하루 중 서로 다른 시간에 활동이 최고조에 달할 수 있습니다.

착취

두 번째 유형의 종 간의 상호 작용은 착취입니다. 여기서 종 X는 종 Y의 발달을 자극하지만,이 Y는 X의 발달을 억제합니다. 전형적인 예로는 포식자와 먹이 사이의 상호 작용, 숙주와의 기생충, 초식 동물과의 식물이 있습니다.

초식 동물의 경우 식물이 생산하는 2 차 대사 산물에 직면하여 해독 메커니즘의 지속적인 진화가 있습니다. 마찬가지로 식물은 독소로 진화하여 독소를 제거합니다.

포식자와 먹이 사이의 상호 작용에서도 마찬가지입니다. 먹이는 탈출 능력을 지속적으로 향상시키고 포식자는 공격 능력을 높입니다.

상호주의

마지막 유형의 관계는 상호 작용에 참여하는 두 종 모두에 대한 이익 또는 긍정적 관계를 포함합니다. 그런 다음 종들 사이에 "상호 착취"에 대한 이야기가 있습니다.

예를 들어, 곤충과 꽃가루 매개체 사이의 상호 작용은 두 가지 모두에 대한 이점으로 해석됩니다. 곤충 (또는 다른 수분 매개체)은 식물 영양소의 혜택을받는 반면 식물은 배우자 분산을 얻습니다. 공생 관계는 상호주의의 또 다른 잘 알려진 예입니다.

공진화의 정의

공진화는 둘 이상의 종이 다른 종의 진화에 영향을 미칠 때 발생합니다. 엄밀히 말하면 공진화는 종 간의 상호 영향을 의미합니다. 일반적으로 두 현상 사이에 혼동이 있기 때문에 순차적 진화라는 다른 사건과 구별 할 필요가 있습니다.

연속적인 진화는 한 종이 다른 종의 진화에 영향을 미칠 때 발생하지만, 반대 방향에서는 똑같은 일이 일어나지 않고 상호성이 없습니다.

이 용어는 연구원 Ehrlich와 Raven에 의해 1964 년에 처음으로 사용되었습니다.

나비목과 식물 간의 상호 작용에 관한 Ehrlich와 Raven의 연구는 "공진화"에 대한 연속적인 조사에 영감을주었습니다. 그러나이 용어는 시간이 지남에 따라 왜곡되고 의미를 잃었습니다.

그러나 두 종 간의 공진화와 관련된 연구를 수행 한 최초의 사람은 Charles Darwin이었습니다. The Origin of Species (1859)에서 그는 꽃과 벌의 관계를 언급했지만 ""라는 단어는 사용하지 않았습니다. 공진화”현상을 설명합니다.

Janzen의 정의

따라서 1960 년대와 70 년대에는 1980 년 Janzen이 상황을 바로 잡을 수있는 메모를 발표 할 때까지 구체적인 정의가 없었습니다.

이 연구원은 공진화라는 용어를 "두 번째 집단의 개인의 또 다른 특성에 반응하여 변화하는 집단의 개인의 특성에 이어 첫 번째 집단에서 생성 된 변화에 대한 두 번째 집단의 진화 적 반응"으로 정의했습니다.

이 정의는 매우 정확하고 공진화 현상의 가능한 모호성을 명확히하기위한 것이지만 증명하기 어렵 기 때문에 생물 학자에게는 실용적이지 않습니다.

같은 방식으로 단순한 공동 적응은 공진화 과정을 의미하지 않습니다. 다시 말해, 두 종 간의 상호 작용에 대한 관찰은 우리가 공진화 사건에 직면하고 있음을 보장하는 강력한 증거가 아닙니다.

공진화가 발생하기위한 조건

공진화 현상이 발생하려면 두 가지 요구 사항이 있습니다. 하나는 특이성입니다. 종의 각 특성 또는 특성의 진화는 시스템에 관련된 다른 종의 특성에 의해 부과되는 선택적 압력 때문입니다.

두 번째 조건은 상호성입니다. 캐릭터는 함께 진화해야합니다 (순차적 진화와의 혼동을 피하기 위해).

이론과 가설

공진화 현상과 관련된 몇 가지 이론이 있습니다. 그중에는 지리적 모자이크와 붉은 여왕의 가설이 있습니다.

지리적 모자이크 가설

이 가설은 1994 년 Thompson에 의해 제안되었으며 다른 집단에서 발생할 수있는 공진화의 동적 현상을 고려합니다. 즉, 각 지리적 영역 또는 지역은 지역 적응을 나타냅니다.

개체의 이동 과정은 변이의 진입과 퇴출이 집단의 국소 표현형을 균질화하는 경향이 있기 때문에 근본적인 역할을합니다.

이 두 가지 현상 (지역적 적응과 이동)은 지리적 모자이크를 담당하는 힘입니다. 이벤트의 결과는 서로 다른 공진화 상태에서 서로 다른 인구를 찾을 수있는 가능성입니다. 각 인구는 시간이 지남에 따라 자체 궤적을 따르기 때문입니다.

지리적 인 모자이크의 존재 덕분에 서로 다른 지역에서 수행 된 공진화 연구의 경향이 동일 종족이 서로 일치하지 않거나 경우에 따라 모순을 설명 할 수 있습니다.

붉은 여왕 가설

Red Queen 가설은 1973 년 Leigh Van Valen에 의해 제안되었습니다. 연구원은 루이스 캐롤 앨리스의 책에서 거울을 통해 영감을 받았습니다. 이야기의 한 구절에서 저자는 캐릭터가 가능한 한 빨리 달리고 여전히 같은 위치에 남아있는 방법을 말합니다.

Van Valen은 유기체의 혈통이 경험하는 끊임없는 멸종 확률을 바탕으로 그의 이론을 개발했습니다. 즉, 그들은 시간이 지남에 따라 "개선"할 수 없으며 멸종 확률은 항상 동일합니다.

예를 들어, 포식자와 먹이는 끊임없는 군비 경쟁을 경험합니다. 포식자가 어떤 식 으로든 공격 능력을 향상 시키면 먹이도 비슷한 수준으로 향상되어야합니다. 그렇지 않으면 멸종 될 수 있습니다.

기생충과 숙주 또는 초식 동물과 식물의 관계에서도 마찬가지입니다. 관련된 두 종의 지속적인 개선은 Red Queen 가설로 알려져 있습니다.

종류

특정 공진화

"공진화"라는 용어에는 세 가지 기본 유형이 포함됩니다. 가장 단순한 형태는 "특정 공진화"라고 불리며, 두 종은 다른 종에 반응하여 진화하고 그 반대도 마찬가지입니다. 예를 들어 단일 먹이와 단일 포식자.

이러한 유형의 상호 작용은 진화론 적 군비 경쟁을 일으켜 특정 특성의 차이를 초래하거나 상호 주의적 종의 수렴을 생성 할 수도 있습니다.

종이 거의없는이 특정 모델은 진화의 존재를 입증하는 데 가장 적합합니다. 선택적인 압력이 충분히 강했다면, 우리는 종의 적응과 반 적응의 출현을 예상해야합니다.

확산 공진화

두 번째 유형은 "확산 공진화"라고하며 상호 작용에 관련된 여러 종이 있고 각 종의 효과가 독립적이지 않을 때 발생합니다. 예를 들어, 서로 다른 두 종의 기생충에 대한 숙주의 저항성의 유전 적 변이가 관련 될 수 있습니다.

이 경우는 본질적으로 훨씬 더 자주 발생합니다. 그러나 관련된 여러 종의 존재가 실험 설계를 매우 어렵게 만들기 때문에 특정 공진화보다 연구하기가 훨씬 더 어렵습니다.

탈출과 방사선

마지막으로, 우리는 "탈출과 방사선"의 경우를 가지고 있는데, 어떤 종은 적에 대한 방어의 한 형태로 진화합니다. 성공한다면 이것은 번식 할 수 있고 적 종의 압력이 아니기 때문에 혈통이 다양해질 수 있습니다. 매우 강하다.

예를 들어, 식물 종이 매우 성공적으로 밝혀진 특정 화합물을 진화 시키면 다양한 초식 동물의 소비에서 벗어날 수 있습니다. 따라서 식물의 혈통을 다양화할 수 있습니다.

예

공진화 과정은 지구의 생물 다양성의 원천으로 간주됩니다. 이 매우 특별한 현상은 유기체의 진화에서 가장 중요한 사건에 존재했습니다.

이제 서로 다른 혈통 사이의 공진화 사건의 매우 일반적인 예를 설명하고 종 수준에서 더 구체적인 사례에 대해 이야기 할 것입니다.

진핵 생물 세포 기관의 기원

생명의 진화에서 가장 중요한 사건 중 하나는 진핵 세포의 혁신이었습니다. 이들은 원형질막으로 구분 된 진정한 핵을 갖고 세포 하 구획 또는 세포 기관을 제시하는 것이 특징입니다.

현재의 미토콘드리아에 영향을 준 공생 유기체와의 공진화를 통해 이러한 세포의 기원을 뒷받침하는 매우 강력한 증거가 있습니다. 이 아이디어는 내 공생 이론으로 알려져 있습니다.

식물의 기원에도 동일하게 적용됩니다. 내 공생 이론에 따르면 엽록체는 박테리아와 다른 큰 유기체 사이의 공생 사건으로 인해 시작되어 작은 유기체를 삼켜 버렸습니다.

미토콘드리아와 엽록체 인 두 세포 기관은 모두 유전 물질의 유형, 원형 DNA 및 크기와 같은 박테리아를 연상시키는 특정 특성을 가지고 있습니다.

소화 기계의 기원

많은 동물의 소화 시스템은 매우 다양한 미생물 식물 군이 서식하는 전체 생태계입니다.

대부분의 경우 이러한 미생물은 음식 소화에 중요한 역할을하며 영양소 소화를 돕고 어떤 경우에는 숙주를위한 영양소를 합성 할 수 있습니다.

아기 새와 까치의 공진화 관계

새에는 다른 사람의 둥지에 알을 낳는 것과 관련된 매우 특별한 현상이 있습니다. 이 공진화 시스템은 크리올로 (Clamator glandarius)와 숙주 종인 까치 (Pica pica)로 구성됩니다.

산란은 무작위로 이루어지지 않습니다. 반대로 송아지는 육아에 가장 많이 투자하는 까치 쌍을 선택합니다. 따라서 새로운 개인은 양부모로부터 더 나은 보살핌을 받게 될 것입니다.

어떻게하나요? 더 큰 둥지와 같은 숙주의 성적 선택과 관련된 신호를 사용합니다.

이 행동에 대응하여 까치들은 새끼가있는 지역에서 둥지 크기를 거의 33 % 줄였습니다. 마찬가지로, 그들은 또한 둥지 관리에 대한 적극적인 방어력을 가지고 있습니다.

무리는 또한 까치의 알을 파괴하여 병아리를 키울 수 있습니다. 이에 대응하여 까치는 둥지 당 알의 수를 늘려 효율성을 높였습니다.

가장 중요한 적응은 둥지에서 그것을 쫓아 내기 위해 기생 알을 인식 할 수 있다는 것입니다. 기생 조류는 까치와 매우 유사한 알을 낳았습니다.

참고 문헌

Darwin, C. (1859). 자연 선택을 통한 종의 기원. 머레이.
Freeman, S., & Herron, JC (2002). 진화 분석. 프렌 티스 홀.
Futuyma, DJ (2005). 진화. Sinauer.
Janzen, DH (1980). 공진화는 언제입니까? 진화, 34 (3), 611-612.
Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). 기생충의 숙주 거부를 통한 공진화 군비 경쟁의 확대. 자연, 422 (6928), 157.
Soler, M. (2002). 진화 : 생물학의 기초. 사우스 프로젝트.

공진화 : 이론, 유형 및 예 - 생물학 - 2026