Coevolução: teoria, tipos e exemplos

A co-evolução é uma mudança evolutiva recíproca que envolve duas ou mais espécies. O fenômeno resulta da interação entre eles.As diferentes interações que ocorrem entre organismos – competição, exploração e mutualismo – levam a importantes conseqüências na evolução e diversificação das linhagens em questão.

Alguns exemplos de sistemas evolutivos são a relação entre parasitas e seus hospedeiros, plantas e herbívoros que se alimentam deles ou as interações antagônicas que ocorrem entre predadores e suas presas.

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Fonte: Brocken Inaglory [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC BY-SA 3.0 (creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

A coevolução é considerada um dos fenômenos responsáveis ​​pela grande diversidade que admiramos hoje, produzida pelas interações entre espécies.

Na prática, provar que uma interação é um evento de coevolução não é uma tarefa fácil. Embora a interação entre duas espécies pareça ser perfeita, não é uma evidência confiável do processo coevolutivo.

Uma abordagem é usar estudos filogenéticos para testar se há um padrão semelhante de diversificação. Em muitos casos, quando a filogenia de duas espécies é congruente, supõe-se que haja coevolução entre as duas linhagens.

Tipos de interação

Antes de aprofundar as questões relacionadas à coevolução, é necessário mencionar os tipos de interações que ocorrem entre as espécies, uma vez que estas têm conseqüências evolutivas muito importantes.

Concorrência

As espécies podem competir, e essa interação leva a efeitos negativos no crescimento ou na reprodução dos indivíduos envolvidos. A competição pode ser intraespecífica, se ocorrer entre membros da mesma espécie ou de espécies interespecíficas, quando indivíduos pertencerem a espécies diferentes.

Na ecologia, o “princípio da exclusão competitiva” é tratado. Esse conceito propõe que as espécies que competem pelos mesmos recursos não possam competir de maneira estável se o restante dos fatores ecológicos permanecerem constantes. Em outras palavras, duas espécies não ocupam o mesmo nicho.

Nesse tipo de interação, uma espécie é sempre terminada, excluindo a outra. Ou eles são divididos em alguma dimensão do nicho. Por exemplo, se duas espécies de aves se alimentam da mesma e têm as mesmas áreas de descanso, para continuarem coexistindo, elas podem ter seus picos de atividade em diferentes momentos do dia.

Exploração

Um segundo tipo de interação entre espécies é a exploração. Aqui uma espécie X estimula o desenvolvimento de uma espécie Y, mas esse Y inibe o desenvolvimento de X. Exemplos típicos incluem interações entre o predador e sua presa, parasitas com hospedeiros e plantas com herbívoros.

No caso dos herbívoros, há uma constante evolução dos mecanismos de desintoxicação antes dos metabólitos secundários que a planta produz. Da mesma forma, a planta evolui para toxinas mais eficientes para mantê-las afastadas.

O mesmo vale para a interação de presas predadoras, onde as presas melhoram constantemente sua capacidade de escapar e os predadores aumentam suas habilidades de ataque.

Mutualismo

O último tipo de relacionamento envolve um benefício ou um relacionamento positivo para ambas as espécies que participam da interação. Fala-se de uma “exploração recíproca” entre espécies.

Por exemplo, o mutualismo entre insetos e seus polinizadores se traduz em benefícios para ambos: os insetos (ou qualquer outro polinizador) se beneficiam dos nutrientes das plantas, enquanto as plantas ganham dispersão de seus gametas. Os relacionamentos simbiontes são outro exemplo bem conhecido de mutualismo.

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Definição de coevolução

A coevolução ocorre quando duas ou mais espécies influenciam a evolução da outra. A rigor, a coevolução se refere à influência recíproca entre as espécies. É necessário distingui-lo de outro evento chamado evolução seqüencial, pois geralmente há confusão entre os dois fenômenos.

A evolução seqüencial ocorre quando uma espécie afeta a evolução da outra, mas o mesmo não ocorre na direção oposta – não há reciprocidade.

O termo foi usado pela primeira vez em 1964 pelos pesquisadores Ehrlich e Raven.

O trabalho de Ehrlich e Raven sobre a interação entre lepidópteros e plantas inspirou sucessivas investigações de “coevolução”. No entanto, o termo ficou distorcido e perdeu significado ao longo do tempo.

No entanto, a primeira pessoa a realizar um estudo relacionado à coevolução entre duas espécies foi Charles Darwin , quando em A Origem das Espécies (1859) mencionou a relação entre flores e abelhas, embora não tenha usado a palavra ” coevolução ”para descrever o fenômeno.

Definição de Janzen

Assim, nas décadas de 60 e 70, não havia definição específica, até Janzen, em 1980, publicar uma nota que conseguiu corrigir a situação.

Esse pesquisador definiu o termo coevolução como: “uma característica dos indivíduos de uma população que muda em resposta a outra característica dos indivíduos de uma segunda população, seguida de uma resposta evolutiva na segunda população à mudança produzida na primeira”.

Embora essa definição seja muito precisa e tenha o objetivo de esclarecer as possíveis ambiguidades do fenômeno coevolutivo, não é prática para biólogos, como é difícil provar.

Da mesma forma, a co-adaptação simples não implica um processo de coevolução. Em outras palavras, a observação de uma interação entre as duas espécies não é uma evidência robusta para garantir que estamos enfrentando um evento de coevolução.

Condições para a coevolução ocorrer

Existem dois requisitos para que o fenômeno da coevolução ocorra. Uma é a especificidade, uma vez que a evolução de cada característica ou característica de uma espécie se deve às pressões seletivas impostas pelos caracteres das outras espécies envolvidas no sistema.

A segunda condição é a reciprocidade – os personagens devem evoluir juntos (para evitar confusão com a evolução seqüencial).

Teorias e hipóteses

Existem algumas teorias relacionadas aos fenômenos de coevolução. Entre elas estão as hipóteses do mosaico geográfico e as da rainha vermelha.

Hipótese do mosaico geográfico

Essa hipótese foi proposta em 1994 por Thompson e considera os fenômenos dinâmicos de coevolução que podem ocorrer em diferentes populações. Em outras palavras, cada área geográfica ou região apresenta suas adaptações locais.

O processo migratório dos indivíduos tem papel fundamental, uma vez que a entrada e saída das variantes tendem a homogeneizar os fenótipos locais das populações.

Esses dois fenômenos – adaptações e migrações locais – são as forças responsáveis ​​pelo mosaico geográfico. O resultado do evento é a possibilidade de encontrar diferentes populações em diferentes estados coevolutivos, uma vez que uma casa segue sua própria trajetória com o passar do tempo.

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Graças à existência do mosaico geográfico, é possível explicar a tendência dos estudos de coevolução realizados em diferentes regiões, mas com as mesmas espécies, que são inconsistentes entre si ou, em alguns casos, contraditórios.

Hipótese da Rainha Vermelha

A hipótese da Rainha Vermelha foi proposta por Leigh Van Valen em 1973. O pesquisador foi inspirado no livro escrito por Lewis Carrol Alicia através do espelho . Em uma passagem da história, o autor conta como os personagens correm o mais rápido possível e ainda permanecem no mesmo lugar.

Van Valen desenvolveu sua teoria com base na probabilidade constante de extinção experimentada pelas linhagens de organismos. Ou seja, eles não são capazes de “melhorar” ao longo do tempo e a probabilidade de extinção é sempre a mesma.

Por exemplo, predadores e presas passam por uma corrida armamentista constante. Se o predador melhorar de alguma forma sua capacidade de ataque, a presa deverá melhorar em uma magnitude semelhante – se isso não acontecer, elas poderão ser extintas.

O mesmo ocorre na relação dos parasitas com seus hospedeiros ou em herbívoros e plantas. Essa melhoria constante de ambas as espécies envolvidas é conhecida como hipótese da Rainha Vermelha.

Tipos

Coevolução Específica

O termo “coevolução” inclui três tipos básicos. A forma mais simples é chamada de “coevolução específica”, onde duas espécies evoluem em resposta uma à outra e vice-versa. Por exemplo, uma única presa e um único predador.

Esse tipo de interação leva a uma corrida armamentista evolutiva, que resulta em divergência em certas características ou também pode produzir convergência em espécies mutualísticas.

Este modelo específico, onde poucas espécies estão envolvidas, é o mais apropriado para demonstrar a existência da evolução. Se as pressões seletivas foram fortes o suficiente, devemos esperar o surgimento de adaptações e contra-adaptações nas espécies.

Coevolução difusa

O segundo tipo é chamado de “coevolução difusa” e ocorre quando há várias espécies envolvidas na interação e os efeitos de cada espécie não são independentes. Por exemplo, a variação genética na resistência de um hospedeiro contra duas espécies diferentes de parasitas pode estar relacionada.

Este caso é muito mais frequente por natureza. No entanto, é muito mais difícil estudar do que a coevolução específica, uma vez que a existência de várias espécies envolvidas dificulta os desenhos experimentais.

Exaustão e radiação

Por fim, temos o caso de “fuga e radiação”, em que uma espécie desenvolve um tipo de defesa contra um inimigo; se for bem-sucedida, pode proliferar e a linhagem diversificar, uma vez que a pressão da espécie inimiga não é tão forte.

Por exemplo, quando uma espécie de planta desenvolve um determinado composto químico que se mostra muito bem-sucedido, ela pode ser liberada do consumo de vários herbívoros. Portanto, a linhagem da planta pode se diversificar.

Exemplos

Os processos coevolutivos são considerados a fonte da biodiversidade do planeta Terra. Este fenômeno muito particular está presente nos eventos mais importantes na evolução dos organismos.

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A seguir, descreveremos exemplos muito gerais de eventos de coevolução entre diferentes linhagens e, em seguida, discutiremos casos mais específicos no nível da espécie.

Origem das organelas nos eucariotos

Um dos eventos mais importantes na evolução da vida foi a inovação da célula eucariótica . Estes são caracterizados por terem um núcleo verdadeiro delimitado por uma membrana plasmática e possuem compartimentos ou organelas subcelulares.

Há evidências muito robustas que apóiam a origem dessas células através da coevolução com organismos simbiontes que deram lugar às mitocôndrias atuais. Essa idéia é conhecida como teoria endossimbiótica.

O mesmo se aplica à origem das plantas. De acordo com a teoria endossimbiótica, os cloroplastos se originaram graças a um evento de simbiose entre uma bactéria e outro organismo que acabou engolindo o menor.

Ambas as organelas – mitocôndrias e cloroplastos – têm certas características remanescentes de uma bactéria, como o tipo de material genético, um DNA circular e seu tamanho.

A origem do sistema digestivo

O sistema digestivo de muitos animais é um ecossistema inteiro habitado por uma flora microbiana extremamente diversa.

Em muitos casos, esses microrganismos têm um papel crucial na digestão dos alimentos, ajudando na digestão dos nutrientes e, em alguns casos, podem sintetizar nutrientes para o hospedeiro.

Relações coevolutivas entre o críalo e o pega

Nas aves, existe um fenômeno muito particular, relacionado à postura de ovos em ninhos externos. Esse sistema de coevolução é composto pelo Cralo ( Clamator glandarius ) e suas espécies hospedeiras, o Magpie ( Pica pica ).

A postura dos ovos não é feita aleatoriamente. Por outro lado, as crianças escolhem os pares de pega que mais investem no cuidado dos pais. Assim, o novo indivíduo receberá melhores cuidados de seus pais adotivos.

Como você faz isso? Usando os sinais relacionados à seleção sexual do hospedeiro, como um ninho maior.

Em resposta a esse comportamento, as pegas diminuíram o tamanho do ninho em quase 33% nas áreas onde o críalo existe. Da mesma forma, eles também têm uma defesa ativa dos cuidados com os ninhos.

O críalo também é capaz de destruir os ovos da pega, favorecendo a criação de seus filhotes. Em resposta, as pegas aumentaram o número de ovos por ninho para aumentar sua eficácia.

A adaptação mais importante é poder reconhecer o ovo parasita para expulsá-lo do ninho. Embora as aves parasitas tenham desenvolvido ovos muito semelhantes aos das pegas.

Referências

  1. Darwin, C. (1859). Sobre as origens das espécies por meio da seleção natural. Murray
  2. Freeman, S. e Herron, JC (2002). análise evolutiva . Prentice Hall.
  3. Futuyma, DJ (2005). Evolução Sinauer
  4. Janzen, DH (1980). Quando é coevolução.Evolução , 34 (3), 611-612.
  5. Langmore, NE, Hunt, S. e Kilner, RM (2003). Escalada de uma corrida armamentista co-revolucionária através da rejeição de hospedeiros de filhotes de parasitas.Nature , 422 (6928), 157.
  6. Soler, M. (2002). Evolução: a base da biologia . Projeto Sul

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