التطور المشترك: النظرية والأنواع والأمثلة - مادة الاحياء - 2025

في تطور مشترك هو التغير التطوري المتبادل التي تنطوي على نوعين أو أكثر. الظاهرة ناتجة عن التفاعل بينهما. تؤدي التفاعلات المختلفة التي تحدث بين الكائنات الحية - المنافسة والاستغلال والتبادلية - إلى عواقب مهمة في تطور وتنويع السلالات المعنية.

بعض الأمثلة على الأنظمة التطورية هي العلاقة بين الطفيليات ومضيفيها ، والنباتات والحيوانات العاشبة التي تتغذى عليها ، أو التفاعلات العدائية التي تحدث بين الحيوانات المفترسة وفرائسها.

المصدر: Brocken Inaglory

يعتبر التطور المشترك أحد الظواهر المسؤولة عن التنوع الكبير الذي نعجب به اليوم ، والذي ينتج عن التفاعلات بين الأنواع.

من الناحية العملية ، فإن إثبات أن التفاعل هو حدث تطور مشترك ليس بالمهمة السهلة. على الرغم من أن التفاعل بين نوعين يبدو مثاليًا ، إلا أنه ليس دليلًا موثوقًا على عملية التطور المشترك.

أحد الأساليب هو استخدام دراسات علم الوراثة لاختبار ما إذا كان هناك نمط مماثل من التنويع. في كثير من الحالات ، عندما تكون سلالات نوعين متطابقة ، يُفترض أن هناك تطورًا مشتركًا بين كلا السلالتين.

أنواع التفاعل

قبل الخوض في القضايا المتعلقة بالتطور المشترك ، من الضروري ذكر أنواع التفاعلات التي تحدث بين الأنواع ، لأن لها عواقب تطورية مهمة جدًا.

منافسة

يمكن للأنواع أن تتنافس ، وهذا التفاعل يؤدي إلى آثار سلبية على نمو أو تكاثر الأفراد المعنيين. يمكن أن تكون المنافسة غير محددة ، إذا حدثت بين أفراد من نفس النوع ، أو بين الأنواع ، عندما ينتمي الأفراد إلى أنواع مختلفة.

في علم البيئة ، يتم استخدام "مبدأ الاستبعاد التنافسي". يقترح هذا المفهوم أن الأنواع التي تتنافس على نفس الموارد لا يمكنها التنافس بطريقة مستقرة إذا بقيت بقية العوامل البيئية ثابتة. بمعنى آخر ، لا يشغل نوعان نفس المكانة.

في هذا النوع من التفاعل ، ينتهي أحد الأنواع دائمًا باستبعاد الآخر. أو أنها مقسمة إلى بعض أبعاد مكانة. على سبيل المثال ، إذا كان نوعان من الطيور يتغذيان على نفس الشيء ولديهما نفس مناطق الراحة ، لمواصلة التعايش يمكن أن يكون لهما ذروة نشاطهما في أوقات مختلفة من اليوم.

استغلال

النوع الثاني من التفاعل بين الأنواع هو الاستغلال. هنا ، يحفز النوع X تطور النوع Y ، ولكن هذا Y يمنع تطور X. وتشمل الأمثلة النموذجية التفاعلات بين المفترس والفريسة ، والطفيليات مع العوائل ، والنباتات مع العواشب.

في حالة العواشب ، هناك تطور مستمر لآليات إزالة السموم في مواجهة المستقلبات الثانوية التي ينتجها النبات. وبالمثل ، يتطور النبات إلى سموم بكفاءة أكبر لإبعادها.

وينطبق الشيء نفسه على التفاعل بين المفترس والفريسة ، حيث تعمل الفريسة باستمرار على تحسين قدرتها على الهروب وتزيد الحيوانات المفترسة من قدراتها الهجومية.

التبادلية

النوع الأخير من العلاقة ينطوي على فائدة ، أو علاقة إيجابية لكلا النوعين اللذين يشاركان في التفاعل. ثم هناك حديث عن "استغلال متبادل" بين الأنواع.

على سبيل المثال ، يترجم التبادل بين الحشرات والملقحات إلى فوائد لكليهما: الحشرات (أو أي ملقِّح آخر) تستفيد من المغذيات النباتية ، بينما تكتسب النباتات تشتت الأمشاج. العلاقات التكافلية هي مثال آخر معروف على التبادلية.

تعريف التطور المشترك

يحدث التطور المشترك عندما يؤثر نوعان أو أكثر على تطور الآخر. بالمعنى الدقيق للكلمة ، يشير التطور المشترك إلى التأثير المتبادل بين الأنواع. من الضروري تمييزه عن حدث آخر يسمى التطور المتسلسل ، حيث يوجد عادة خلط بين الظاهرتين.

يحدث التطور المتسلسل عندما يكون لأحد الأنواع تأثير على تطور الآخر ، لكن الشيء نفسه لا يحدث بالعكس - لا توجد معاملة بالمثل.

تم استخدام المصطلح لأول مرة في عام 1964 من قبل الباحثين Ehrlich و Raven.

ألهم عمل إيرليش ورافين حول التفاعل بين قشريات الأجنحة والنباتات تحقيقات متتالية حول "التطور المشترك". ومع ذلك ، فقد تشوه المصطلح وفقد معناه بمرور الوقت.

ومع ذلك ، فإن أول شخص أجرى دراسة تتعلق بالتطور المشترك بين نوعين كان تشارلز داروين ، عندما ذكر في أصل الأنواع (1859) العلاقة بين الزهور والنحل ، على الرغم من أنه لم يستخدم كلمة " coevolution "لوصف الظاهرة.

تعريف Janzen

وهكذا ، في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، لم يكن هناك تعريف محدد ، حتى نشر جانزن في عام 1980 ملاحظة تمكنت من تصحيح الوضع.

عرّف هذا الباحث مصطلح التطور المشترك على أنه: "سمة من سمات أفراد مجموعة سكانية تتغير استجابةً لخاصية أخرى لأفراد مجموعة سكانية ثانية ، تليها استجابة تطورية في المجموعة الثانية للتغير الناتج في المجموعة الأولى".

على الرغم من أن هذا التعريف دقيق للغاية وكان يهدف إلى توضيح الغموض المحتمل لظاهرة التطور المشترك ، إلا أنه ليس عمليًا لعلماء الأحياء ، حيث يصعب إثباته.

وبنفس الطريقة ، لا يعني التكيف المشترك البسيط عملية التطور المشترك. بعبارة أخرى ، فإن ملاحظة التفاعل بين كلا النوعين ليست دليلًا قويًا للتأكد من أننا نواجه حدث تطور مشترك.

شروط حدوث التطور المشترك

هناك نوعان من المتطلبات لظاهرة التطور المشترك. أحدهما هو الخصوصية ، لأن تطور كل خاصية أو سمة في نوع واحد يرجع إلى الضغوط الانتقائية التي تفرضها خصائص الأنواع الأخرى المشاركة في النظام.

الشرط الثاني هو المعاملة بالمثل - يجب أن تتطور الشخصيات معًا (لتجنب الخلط مع التطور المتسلسل).

النظريات والفرضيات

هناك نوعان من النظريات المتعلقة بظواهر التطور المشترك. من بينها فرضيات الفسيفساء الجغرافي وفرضية الملكة الحمراء.

فرضية الفسيفساء الجغرافية

تم اقتراح هذه الفرضية في عام 1994 من قبل طومسون ، وتأخذ في الاعتبار الظواهر الديناميكية للتطور المشترك التي يمكن أن تحدث في مجموعات سكانية مختلفة. بمعنى آخر ، تقدم كل منطقة أو منطقة جغرافية تكيفاتها المحلية.

تلعب عملية هجرة الأفراد دورًا أساسيًا ، حيث إن دخول المتغيرات وخروجها يميلون إلى تجانس الأنماط الظاهرية المحلية للسكان.

هاتان الظاهرتان - التكيفات المحلية والهجرات - هما القوى المسؤولة عن الفسيفساء الجغرافي. نتيجة الحدث هي إمكانية العثور على مجموعات سكانية مختلفة في حالات تطور مشترك مختلفة ، لأن كل واحدة تتبع مسارها الخاص بمرور الوقت.

بفضل وجود الفسيفساء الجغرافي ، يمكن تفسير ميل دراسات التطور المشترك التي أجريت في مناطق مختلفة ولكن مع نفس الأنواع إلى عدم الاتساق مع بعضها البعض أو في بعض الحالات ، يمكن تفسير التناقض.

فرضية الملكة الحمراء

تم اقتراح فرضية الملكة الحمراء من قبل لي فان فالين في عام 1973. وقد استوحى الباحث من كتاب لويس كارول Alice Through the Looking Glass. في مقطع من القصة ، يروي المؤلف كيف تسير الشخصيات بأسرع ما يمكن ولا تزال في نفس المكان.

طور فان فالين نظريته بناءً على الاحتمال المستمر للانقراض الذي تتعرض له سلالات الكائنات الحية. أي أنهم غير قادرين على "التحسن" بمرور الوقت واحتمال الانقراض هو نفسه دائمًا.

على سبيل المثال ، تشهد الحيوانات المفترسة والفريسة سباق تسلح مستمر إذا قام المفترس بتحسين قدرته على الهجوم بأي شكل من الأشكال ، فيجب أن تتحسن الفريسة إلى حد مماثل - إذا لم يحدث ذلك ، فقد تنقرض.

يحدث الشيء نفسه في علاقة الطفيليات بمضيفيها أو في العواشب والنباتات. يُعرف هذا التحسين المستمر لكلا النوعين المعنيين بفرضية الملكة الحمراء.

أنواع

تطور مشترك محدد

يشمل مصطلح "التطور المشترك" ثلاثة أنواع أساسية. يُطلق على أبسط أشكالها اسم "التطور المشترك المحدد" ، حيث يتطور نوعان استجابة للآخر والعكس صحيح. على سبيل المثال فريسة واحدة ومفترس واحد.

يؤدي هذا النوع من التفاعل إلى ظهور سباق تسلح تطوري ، مما يؤدي إلى تباين في سمات معينة أو يمكن أن ينتج عنه أيضًا تقارب في الأنواع المتبادلة.

هذا النموذج المحدد ، حيث تشارك أنواع قليلة ، هو الأنسب لإثبات وجود التطور. إذا كانت الضغوط الانتقائية قوية بدرجة كافية ، فيجب أن نتوقع ظهور التكيفات والتكيفات المضادة في الأنواع.

الانتشار المشترك المنتشر

النوع الثاني يسمى "التطور المشترك المنتشر" ، ويحدث عندما يكون هناك العديد من الأنواع المشاركة في التفاعل وتأثيرات كل نوع ليست مستقلة. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون الاختلاف الجيني في مقاومة العائل ضد نوعين مختلفين من الطفيليات مرتبطًا.

هذه الحالة أكثر شيوعًا في الطبيعة. ومع ذلك ، فإن الدراسة أصعب بكثير من دراسة التطور المشترك المحدد ، نظرًا لأن وجود أنواع متعددة متورطة يجعل التصاميم التجريبية صعبة للغاية.

الهروب والإشعاع

أخيرًا ، لدينا حالة "الهروب والإشعاع" ، حيث تطور الأنواع نوعًا من الدفاع ضد العدو ، إذا نجحت يمكن أن تتكاثر ويمكن أن تتنوع النسب ، لأن ضغط الأنواع المعادية ليس كذلك. قوي جدا.

على سبيل المثال ، عندما تطور نوع نباتي مركبًا كيميائيًا معينًا اتضح أنه ناجح للغاية ، يمكن أن يتحرر من استهلاك العواشب المختلفة. لذلك ، يمكن تنويع نسب النبات.

أمثلة

تعتبر عمليات التطور المشترك مصدر التنوع البيولوجي لكوكب الأرض. هذه الظاهرة الخاصة جدًا كانت موجودة في أهم الأحداث في تطور الكائنات الحية.

سنصف الآن أمثلة عامة جدًا لأحداث التطور المشترك بين السلالات المختلفة ، ثم سنتحدث عن حالات أكثر تحديدًا على مستوى الأنواع.

أصل العضيات في حقيقيات النوى

كان ابتكار الخلية حقيقية النواة من أهم الأحداث في تطور الحياة. وتتميز هذه بوجود نواة حقيقية محددة بواسطة غشاء بلازمي ومقصورات تحت خلوية أو عضيات.

هناك أدلة قوية للغاية تدعم أصل هذه الخلايا من خلال التطور المشترك مع الكائنات التكافلية التي أفسحت المجال للميتوكوندريا الحالية. تُعرف هذه الفكرة باسم نظرية التكافل الداخلي.

الأمر نفسه ينطبق على أصل النباتات. وفقًا لنظرية التعايش الداخلي ، نشأت البلاستيدات الخضراء بفضل حدث تعايش بين بكتيريا وكائن أكبر آخر انتهى بابتلاع الكائن الأصغر.

كل من العضيات - الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء - لها خصائص معينة تذكرنا بالبكتيريا ، مثل نوع المادة الجينية ، والحمض النووي الدائري ، وحجمها.

أصل الجهاز الهضمي

الجهاز الهضمي للعديد من الحيوانات هو نظام بيئي كامل يسكنه نباتات ميكروبية متنوعة للغاية.

في كثير من الحالات ، تلعب هذه الكائنات الدقيقة دورًا حاسمًا في هضم الطعام ، وتساعد في هضم العناصر الغذائية وفي بعض الحالات يمكنها تصنيع العناصر الغذائية للمضيف.

العلاقات التطورية بين الطائر الصغير والعقعق

هناك ظاهرة خاصة عند الطيور تتعلق بوضع البيض في أعشاش الآخرين. يتكون نظام التطور المشترك هذا من crialo (Clamator glandarius) وأنواعها المضيفة ، العقعق (Pica pica).

لا يتم وضع البيضة بشكل عشوائي. في المقابل ، تختار العجول أزواج طيور العقعق التي تستثمر أكثر في رعاية الوالدين. وبالتالي ، سيحصل الفرد الجديد على رعاية أفضل من والديه بالتبني.

كيف يمكنك أن تفعل ذلك؟ استخدام الإشارات المتعلقة بالاختيار الجنسي للمضيف ، مثل عش أكبر.

رداً على هذا السلوك ، قلص طيور العقعق حجم عشها بنسبة 33 ٪ تقريبًا في المناطق التي يوجد بها صغارها. وبالمثل ، لديهم أيضًا دفاعًا نشطًا عن رعاية العش.

الحضنة قادرة أيضًا على تدمير بيض العقعق ، لتفضيل تربية صيصانها. ردا على ذلك ، زادت طيور العقعق من عدد البيض لكل عش لزيادة فعاليتها.

أهم تكيف هو القدرة على التعرف على البويضة الطفيلية من أجل طردها من العش. على الرغم من أن الطيور الطفيلية قد طورت بيضًا مشابهًا جدًا لبيض العقعق.

المراجع

1. داروين ، سي (1859). حول أصول الأنواع عن طريق الانتقاء الطبيعي. موراي.
2. فريمان ، س. ، وهيرون ، جي سي (2002). التحليل التطوري. برنتيس هول.
3. فوتويما ، دي جي (2005). تطور. سيناور.
4. جانزين ، دي إتش (1980). متى يكون التطور المشترك. التطور، 34 (3) ، 611-612.
5. Langmore ، NE ، Hunt ، S. ، & Kilner ، RM (2003). تصاعد سباق التسلح التطوري من خلال رفض المضيف الحضنة الطفيلية الشابة. الطبيعة، 422 (6928) ، 157.
6. سولير ، م. (2002). التطور: أساس علم الأحياء. مشروع الجنوب.