Мозаичная коэволюция
Мозаичная коэволюция — это теория, согласно которой географическое положение и экология сообщества формируют различную коэволюцию между сильно взаимодействующими видами в нескольких популяциях. Эти популяции могут быть разделены пространством и/или временем. В зависимости от экологических условий межвидовые взаимодействия могут быть мутуалистическими или антагонистическими. [ 1 ] При мутуализме оба партнера получают выгоду от взаимодействия, тогда как один из партнеров обычно испытывает меньшую приспособленность в антагонистических взаимодействиях. Гонка вооружений состоит из двух видов, приспосабливающихся к тому, чтобы «один превзойти» другой. На эти отношения влияют несколько факторов, в том числе горячие точки, холодные точки и смешение черт. [ 2 ] Взаимный отбор происходит, когда изменение одного партнера заставляет другого партнера измениться в ответ. Горячие точки — это области сильного взаимного отбора, а холодные точки — это области без взаимного отбора или где присутствует только один партнер. [ 2 ] Тремя составляющими географической структуры, которые способствуют этому конкретному типу коэволюции, являются: естественный отбор в форме географической мозаики, горячие точки, часто окруженные холодными точками, и ремикс признаков посредством генетического дрейфа и потока генов . [ 2 ] Мозаика, наряду с общей коэволюцией, чаще всего возникает на популяционном уровне и определяется как биотической, так и абиотической средой. Эти факторы окружающей среды могут сдерживать коэволюцию и влиять на то, насколько далеко она может зайти. [ 3 ]
Теория географической мозаики была впервые описана Эрлихом и Рэйвеном в 1964 году после изучения бабочек, которые эволюционировали совместно с растениями. Однако сама идея коэволюции восходит к Дарвину. [ 3 ]
Примеры
[ редактировать ]Мутуализмы
[ редактировать ]Часто используемый пример мутуализма в мозаичной коэволюции — это пример растения и опылителя . Андерсон и Джонсон изучили взаимосвязь между длиной хоботка длинноязычной мухи ( P.ganglbaueri) и венчика длиной трубки микросифона Zaluzianskya — цветкового растения, эндемичного для Южной Африки. [ 4 ] Они подозревали, как и Дарвин в 1862 году, что цветы адаптируются и становятся длиннее, чтобы заставить муху вставлять большую часть своего тела в цветок, чтобы добраться до нектара. Это приводит к контакту тела мухи с цветочной пыльцой. Эти две характеристики были измерены в нескольких разных географических точках, и было обнаружено, что длина хоботка мухи оказывает сильное селективное давление на длину венчика цветка. Было выбрано увеличение длины хоботка, когда цветы были длиннее, поскольку это их основной источник пищи. [ 3 ]
Коэволюционная гонка вооружений
[ редактировать ]Антагонистические взаимодействия (например, отношения хозяин-паразит и хищник-жертва ) часто могут приводить к коэволюционной эскалации признаков (т.е. гонке вооружений). Например, и жертва, и хищник могут развивать более высокую скорость бега, чтобы максимизировать свою физическую форму.
Вид растения Camellia japonica (камелия японская) и ее семенной хищник Curculio camelliae (камелия-долгоносик) являются примером коэволюционной гонки вооружений. Длина рострума долгоносика и плода толщина околоплодника коррелируют, а это означает, что изменение одного признака вызывает изменение другого. Долгоносик использует свой рострум, чтобы зарыться в центр плода камелии в поисках места для откладывания яиц, поскольку личинка долгоносика питается исключительно семенами камелии. Это основная причина повреждения семян камелии японской, и чтобы лучше защитить семена, у растения развивается более толстый околоплодник. [ 5 ] В некоторых районах околоплодник этих плодов оказался удивительно деревянистым. [ 1 ] Толщина околоплодника плодов камелии была больше в более южных местах, чем на севере. Районы Ханьяма и Яхазу в Японии находятся чуть менее чем в девяти милях друг от друга, но разница в толщине околоплодника у популяций камелий, отобранных там, составляла 8 мм. В местах с более толстыми плодами длина рострума долгоносика оказалась на 5 мм длиннее. Это показывает, что выживание семян японской камелии на юге зависит от толстого околоплодника как формы защиты. Однако в северных районах были обнаружены плоды с зараженными семенами независимо от толщины околоплодника. Это говорит о том, что растения на севере были более восприимчивы к атакам долгоносиков, и эти два признака не так сильно коррелируют, как в южных районах. [ 5 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Томпсон, Джон Н. (24 декабря 2005 г.). «Коэволюция: географическая мозаика коэволюционной гонки вооружений» . Современная биология . 15 (24): Р992–Р994. дои : 10.1016/j.cub.2005.11.046 . ПМИД 16360677 . S2CID 16874487 .
- ^ Jump up to: а б с Гомулкевич, Ричард; Томпсон, Джон Н.; Холт, Роберт Д.; Нуисмер, Скотт Л.; Хохберг, Майкл Э. (1 августа 2000 г.). «Горячие точки, холодные точки и географическая мозаичная теория коэволюции». Американский натуралист . 156 (2): 156–174. дои : 10.1086/303382 . ПМИД 10856199 . S2CID 4442185 .
- ^ Jump up to: а б с Андерсон, Брюс; Джонсон, Стивен Д. (2008). «Географическая мозаика коэволюции при мутуализме растений и опылителей» . Эволюция . 62 (1): 220–225. дои : 10.1111/j.1558-5646.2007.00275.x . ПМИД 18067570 . S2CID 8643749 .
- ^ Арнольд, Тревор Х. (1993). Растения Южной Африки: названия и распространение . Национальный ботанический институт. ISBN 978-1-874907-03-9 . [ нужна страница ]
- ^ Jump up to: а б Тодзю, Хирокадзу; Сота, Тейджи (январь 2006 г.). «Дисбаланс вооружения хищника и добычи: географические клины в фенотипическом взаимодействии и естественном отборе». Американский натуралист . 167 (1): 105–117. дои : 10.1086/498277 . ПМИД 16475103 . S2CID 20903399 .