Koevoluce

Čmeláci a květy, které opylují, mají kovoluce tak, že se oba stali závislými na sobě, pokud jde o přežití.

Koevoluce je v biologii „změna biologického objektu vyvolaná změnou příbuzného objektu“. Koevoluce se může vyskytovat na mnoha biologických úrovních: může být tak mikroskopická jako korelované mutace mezi aminokyselinami v proteinu, nebo jako makroskopická jako kovalentní rysy mezi různými druhy v prostředí. Každá strana v kovolučním vztahu vyvíjí selektivní tlaky na druhou stranu, čímž ovlivňuje vývoj druhé strany. Koevoluce různých druhů zahrnuje vývoj hostitelského druhu a jeho parazitů (kovoluce hostitele a parazita), nebo predátorů a jejich kořisti a příklady mutualismu vyvíjejícího se v čase. Evoluce v reakci na abiotické faktory, jako je změna klimatu, není kovoluce (protože klima není živé a neprochází biologickou evolucí). Koevoluce mezi páry entit (často označovaná jako párová kovoluce) existuje, například mezi predátorem a kořistí, hostitelem a symbiontem nebo hostitelem a parazitem, ale mnoho případů je méně jednoznačných: druh se může vyvíjet v reakci na řadu jiných druhů, z nichž každý se také vyvíjí v reakci na soubor druhů. Tato situace byla označována jako „difúzní kovoluce“.

Existuje jen málo důkazů o tom, že by kovoluce řídila rozsáhlé změny v historii Země, protože se zdá, že abiotické faktory, jako je masové vymírání a expanze do ekoprostoru, řídí posuny v hojnosti velkých skupin. Existují však důkazy o kovoluci na úrovni populací a druhů. Například pojem kovoluce byl stručně popsán Charlesem Darwinem v knize O původu druhů a podrobně rozvinut v knize Oplodnění orchidejí. Je pravděpodobné, že viry a jejich hostitelé mohli kovolucinovat v různých scénářích.

Jedním z modelů kovoluce byla Hypotéza Červené královny Leigha Van Valena, která říká, že „pro evoluční systém je třeba pokračovat ve vývoji jen proto, aby si udržel svou kondici vzhledem k systémům, se kterými se spoluvyvíjí“.

Doporučujeme:  Autodidaktika

Thierry Lodé zdůraznil význam sexuálního konfliktu a popsal roli antagonistických interakcí v evoluci, čímž dal vzniknout konceptu antagonistické kovoluce.

Kolibříci a ornitofilní květy

Kolibříci a květy ornitofilní (opylované ptáky) si vyvinuli vzájemný vztah. Květy mají nektar vhodný pro ptačí potravu, jejich barva vyhovuje ptačímu zraku a jejich tvar odpovídá ptačím zobákům. Bylo také zjištěno, že doba květu se shoduje s obdobími rozmnožování kolibříků.

Květy se sbíhají, aby využily výhod podobných ptáků. Květy soutěží o opylovače a adaptace snižují nepříznivé účinky této soutěže. Ptačí opylované květy mají obvykle vyšší objem nektaru a vyšší produkci cukru než květy opylované hmyzem. To splňuje vysoké energetické nároky ptáků, které jsou nejdůležitějšími determinanty jejich výběru květů. Po příslušných obdobích rozmnožování se na stejných místech v Severní Americe vyskytuje několik druhů kolibříků a na těchto stanovištích současně kvete několik květů kolibříků. Zdá se, že tyto květy se sbíhají ke společné morfologii a barvě. Různé délky a zakřivení trubic corolly mohou ovlivnit účinnost extrakce u druhů kolibříků ve vztahu k rozdílům v morfologii zobáku. Trubkovité květy nutí ptáka, aby při sondování květu orientoval zobák určitým způsobem, zejména jsou-li zobák i corolla zakřivené; to také umožňuje rostlině umístit pyl na určitou část ptačího těla. To otevírá dveře pro různé morfologické koadaptace.

Důležitým požadavkem přitažlivosti je pro ptáky nápadnost, která odráží vlastnosti ptačího vidění a rysy prostředí. Ptáci mají svou největší spektrální citlivost a nejjemnější rozlišení odstínů na červeném konci zrakového spektra, takže červená je pro ně obzvláště nápadná. Kolibříci mohou být také schopni vidět ultrafialové „barvy“. Rozšíření ultrafialových vzorů a nektarových průvodců v nektarově chudých entomofilních (hmyzem opylovaných) květech varuje ptáka, aby se těmto květům vyhnul.

Kolibříci tvoří čeleď Trochilidae, jejímiž dvěma podčeleděmi jsou Phaethornithinae (poustevníci) a Trochilinae. Každá podčeleď se vyvinula ve spojení s určitým souborem květů. Většina druhů Phaethornithinae je spojována s velkými jednoděložnými bylinami, zatímco Trochilinae preferují dicotyledonozní druhy rostlin.

Doporučujeme:  Ovladače

Angraecoid orchideje a africké můry

Angraecoid orchideje a africké můry kovolve, protože můry jsou závislé na květech pro nektar a květy jsou závislé na můry šířit pyl, takže se mohou rozmnožovat. Koevoluce vedla k hlubokým květům a můry s dlouhými probosci.

Starý svět vlaštovka a třásně rue

Starý svět vlaštovka housenka na třásních rue

Příkladem antagonistické kovoluce je housenka vlaštovkovitá (Papilio machaon) žijící na třásních rostlinách Ruta (Ruta chalepensis). Ruta produkuje éterické oleje, které odpuzují hmyz živící se rostlinami. Housenka vlaštovkovitá (Papilio machaon) ze starého světa si vyvinula odolnost vůči těmto jedovatým látkám, čímž omezila konkurenci s jiným hmyzem živícím se rostlinami.

Podvazkový had a čolek drsný

Koevoluci druhů predátorů a kořistí ilustruje mlok obecný (Taricha granulosa) a užovka obecná (Thamnophis sirtalis). Mloci produkují silný neurotoxin, který se koncentruje v jejich kůži. U užovky se vyvinula odolnost vůči tomuto toxinu prostřednictvím řady genetických mutací a mloci se na nich živí. Vztah mezi těmito zvířaty vyústil v evoluční závody ve zbrojení, které vyhnaly hladiny toxinu v mloku na extrémní úroveň. To je příklad kovoluce, protože rozdílné přežití způsobilo, že se každý organismus změnil v reakci na změny v tom druhém.

Pupek kalifornský a opylovači

Když jsou včelí úly osídleny druhy včel, které nebyly kovoluce s kalifornským jelenem (Aesculus californica), lze si všimnout citlivosti na aesculin, neurotoxin přítomný v jeho nektaru; tato citlivost se předpokládá pouze u včel medonosných a jiného hmyzu, který nebyl kovoluce s A. californica.

Akátový mravenec a akátovník buldočí

Mravenec akáciový (Pseudomyrmex ferruginea) chrání trnovník akáciový (Acacia cornigera) před dravým hmyzem a před jinými rostlinami soutěžícími o sluneční světlo a strom poskytuje mravenci a jeho larvám potravu a úkryt. Některé druhy mravenců však mohou využívat stromy bez opětování, a proto jim byla dána různá jména jako „podvodníci“, „vykořisťovatelé“, „lupiči“ a „vyžírkové“. Přestože podvádějící mravenci významně poškozují reprodukční orgány stromů, jejich čistý vliv na kondici hostitele je obtížně předvídatelný a nemusí být nutně negativní.

Doporučujeme:  Jiné přístupy k definování toho, co děláme

Yucca Moth a juka rostlina

Kvetoucí rostlina juky, kterou by opylovala můra juka

V tomto oboustranně symbiotickém vztahu je rostlina juka (Yucca whipplei) opylována výhradně Tegeticula maculata, druhem můry juky, která se zase spoléhá na přežití juky. Můry juky mají tendenci navštěvovat květy pouze jednoho druhu rostliny juky. V květech můra požírá semena rostliny, zatímco zároveň sbírá pyl na speciálních částech úst. Pyl je velmi lepkavý a snadno zůstane na částech úst, když se můra přesune k dalšímu květu. Rostlina juka také poskytuje místo, kam můra klade svá vajíčka, hluboko v květu, kde jsou chráněna před případnými predátory. Přizpůsobení, které oba druhy vykazují, charakterizují kovoluci, protože se vyvinuly tak, že se staly na sobě závislé.

Koevoluční algoritmy jsou třídou algoritmů používaných pro generování umělého života a také pro optimalizaci, učení her a strojové učení. Koevoluční metody byly aplikovány Danielem Hillisem, který kovolboval třídící sítě, a Karlem Simsem, který kovolboval virtuální tvory.