共進化：理論、タイプ、例 - 生物学 - 2025

共進化は、 2種以上を含み、相互の進化の変化です。現象はそれらの間の相互作用から生じます。生物間で発生するさまざまな相互作用-競争、搾取、相互主義-は、問題の血統の進化と多様化に重要な結果をもたらします。

進化システムのいくつかの例は、寄生虫とその宿主、それらを食べる植物と草食動物の間の関係、または捕食者とその獲物の間で発生する拮抗的な相互作用です。

出典：Brocken Inaglory

共進化は、種間の相互作用によって生み出される、今日私たちが賞賛する大きな多様性の原因である現象の1つであると考えられています。

実際には、相互作用が共進化イベントであることを証明することは簡単な作業ではありません。2種間の相互作用は明らかに完璧ですが、それは共進化プロセスの信頼できる証拠ではありません。

1つのアプローチは、系統学的研究を使用して、類似の多様化パターンがあるかどうかをテストすることです。多くの場合、2種の系統が一致する場合、両方の系統間に共進化があると想定されます。

相互作用のタイプ

共進化に関連する問題を掘り下げる前に、種間で発生する相互作用のタイプに言及する必要があります。これは、これらが非常に重要な進化上の結果をもたらすためです。

コンペ

種は競争する可能性があり、この相互作用は関係する個体の成長または生殖に悪影響をもたらします。競争は、同じ種のメンバー間で発生する場合は種内、または個体が異なる種に属している場合は種間で発生する可能性があります。

生態学では、「競争的排除の原則」が使用されます。この概念は、同じ資源をめぐって競争する種は、残りの生態学的要因が一定のままである場合、安定した方法で競争することができないことを提案します。つまり、2つの種が同じニッチを占めることはありません。

このタイプの相互作用では、1つの種が常に他の種を除外してしまいます。または、それらはニッチのいくつかの次元に分割されます。たとえば、2羽の鳥が同じものを食べ、同じ休息場所を持っている場合、共存を続けるために、1日の異なる時間に活動のピークが見られることがあります。

搾取

種間の相互作用の2番目のタイプは搾取です。ここで、種Xは種Yの発達を刺激しますが、このYはXの発達を阻害します。典型的な例には、捕食者と被食者間の相互作用、宿主を持つ寄生虫、および草食動物を持つ植物が含まれます。

草食動物の場合、植物が生成する二次代謝産物に直面して解毒メカニズムが常に進化しています。同様に、植物は毒素をより効率的に進化させ、それらを追い払う。

同じことが捕食者と被食者の相互作用にも当てはまり、被食者は絶えず脱出能力を向上させ、捕食者は攻撃能力を高めます。

相互主義

最後のタイプの関係には、相互作用に参加する両方の種の利益または正の関係が含まれます。次に、種間の「相互搾取」の話があります。

たとえば、昆虫とその受粉媒介者の間の相互関係は、両方に利益をもたらします。昆虫（または他の受粉媒介者）は植物の栄養素から利益を得る一方で、植物は配偶子を分散させます。共生関係は、相互主義のもう1つのよく知られた例です。

共進化の定義

共進化は、2つ以上の種が他の種の進化に影響を与えるときに発生します。厳密に言えば、共進化とは種間の相互影響を指します。通常は2つの現象の間に混乱があるため、それを逐次進化と呼ばれる別のイベントと区別する必要があります。

逐次進化は、1つの種が他の種の進化に影響を与えるときに発生しますが、同じことがその逆では起こりません。相互関係はありません。

この用語は、EhrlichとRavenの研究者によって1964年に初めて使用されました。

鱗翅目と植物の間の相互作用に関するエールリッヒとレイヴンの研究は、「共進化」の継続的な調査に影響を与えた。しかし、その用語はゆがみ、時間の経過とともに意味がなくなりました。

しかし、2種間の共進化に関連する研究を最初に行った人物はチャールズダーウィンであり、種の起源（1859）で花とミツバチの関係について言及しましたが、「現象を説明するための「共進化」。

Janzenの定義

したがって、60年代と70年代には、1980年にJanzenが状況を正すことができたメモを発表するまで、特定の定義はありませんでした。

この研究者は、共進化という用語を次のように定義しました。「2番目の集団の個人の別の特性に応じて変化する集団の個人の特性、次に最初の集団で生じた変化に対する2番目の集団の進化的応答」。

この定義は非常に正確であり、共進化現象の可能性のある曖昧さを明確にすることを目的としたものですが、証明するのが難しいため、生物学者にとって実用的ではありません。

同様に、単純な共適応は共進化プロセスを意味しません。言い換えると、両方の種の間の相互作用の観察は、共進化イベントに直面していることを確認するための確固たる証拠ではありません。

共進化が発生する条件

共進化現象が発生するには、2つの要件があります。1つは特異性です。1つの種の各特性または形質の進化は、システムに含まれる他の種の特性によって課される選択圧によるものだからです。

2番目の条件は相互関係です。キャラクターは一緒に進化する必要があります（逐次進化との混乱を避けるため）。

理論と仮説

共進化現象に関連するいくつかの理論があります。その中には、地理的モザイクの仮説と赤の女王の仮説があります。

地理モザイク仮説

この仮説はThompsonによって1994年に提案され、さまざまな集団で発生する可能性のある共進化の動的現象を考慮しています。言い換えると、各地理的領域または地域は、その地域の適応を示します。

変異体の出入りは、個体群の局所的な表現型を均質化する傾向があるため、個人の移動プロセスが基本的な役割を果たします。

これらの2つの現象-局所的な適応と移動-は、地理的モザイクの原因です。イベントの結果は、それぞれが時間とともに独自の軌跡をたどるので、異なる共進化状態にある異なる集団を見つける可能性です。

地理的モザイクの存在のおかげで、異なる地域で行われた共進化研究の傾向を説明することは可能ですが、同じ種は互いに矛盾し、場合によっては矛盾します。

赤の女王仮説

赤の女王の仮説は1973年にリーヴァンヴァレンによって提案されました。研究者はルイスキャロルアリスの鏡を通して鏡に触発されました。物語の一節で、作者はキャラクターが可能な限り速く走り、それでも同じ場所に留まる方法を伝えます。

ヴァンヴァレンは、生物の系統が経験する絶滅の絶え間ない確率に基づいて理論を発展させました。つまり、時間をかけて「改善」することはできず、絶滅の確率は常に同じです。

たとえば、捕食者と被食者は絶え間ない武器競争を経験します。捕食者が何らかの方法で攻撃する能力を改善した場合、獲物も同様に改善するはずです。これが起こらない場合、彼らは絶滅する可能性があります。

同じことが寄生虫とその宿主との関係、または草食動物や植物でも起こります。関与する両方の種のこの絶え間ない改善は、赤の女王仮説として知られています。

タイプ

特定の共進化

「共進化」という用語には、3つの基本的なタイプが含まれます。最も単純な形式は「特定の共進化」と呼ばれ、2つの種が他の種に応答して進化し、逆も同様です。たとえば、単一の獲物と単一の捕食者。

このタイプの相互作用は、進化的武装競争を引き起こし、特定の特性に分岐をもたらしたり、相互主義の種に収束をもたらしたりすることもあります。

少数の種が関与するこの特定のモデルは、進化の存在を示すのに最適です。選択圧が十分に強かった場合、種の適応と逆適応の出現を期待する必要があります。

びまん性共進化

2番目のタイプは「拡散共進化」と呼ばれ、相互作用に関与するいくつかの種が存在し、各種の影響が独立していない場合に発生します。たとえば、2つの異なる種の寄生虫に対する宿主の耐性の遺伝的変異が関連している可能性があります。

このケースは、本質的にはるかに頻繁です。ただし、関与する複数の種が存在すると実験計画が非常に困難になるため、特定の共進化よりも研究するのがはるかに困難です。

脱出と放射線

最後に、「エスケープと放射線」の場合があります。ここでは、種が敵に対する防御のタイプを進化させます。成功した場合、これは増殖する可能性があり、系統は多様化する可能性があります。とても強い。

たとえば、植物種が特定の化合物を進化させて非常に成功した場合、さまざまな草食動物の消費から解放されます。したがって、植物の系統を多様化することができます。

例

共進化のプロセスは、地球の生物多様性の源であると考えられています。この非常に特殊な現象は、生物の進化における最も重要なイベントに存在しています。

次に、異なる系統間の共進化イベントの非常に一般的な例について説明し、次に、種レベルでのより具体的なケースについて説明します。

真核生物のオルガネラの起源

生命の進化における最も重要な出来事の一つは、真核細胞の革新でした。これらは、原形質膜によって区切られた真の核を有し、細胞内区画または細胞小器官を提示することを特徴とする。

現在のミトコンドリアに道を譲った共生生物との共進化を通じてこれらの細胞の起源をサポートする非常に堅牢な証拠があります。このアイデアは、共生理論として知られています。

同じことが植物の起源にも当てはまります。内部共生理論によれば、葉緑体は、細菌と別のより大きな生物との間の共生イベントのおかげで発生し、最終的にはより小さな生物を飲み込みました。

両方のオルガネラ-ミトコンドリアと葉緑体-は、遺伝物質の種類、環状DNA、それらのサイズなど、細菌を連想させる特定の特性を持っています。

消化器系の起源

多くの動物の消化器系は、非常に多様な微生物叢が生息する生態系全体です。

多くの場合、これらの微生物は食品の消化に重要な役割を果たし、栄養素の消化を助け、場合によっては宿主の栄養素を合成することができます。

赤ちゃんの鳥とカササギの間の共進化関係

鳥には、他の人の巣に産卵することに関連する非常に特殊な現象があります。この共進化システムは、crialo（Clamator glandarius）とその宿主種であるカササギ（Pica pica）で構成されています。

産卵はランダムに行われません。対照的に、子牛は親のケアに最も投資するカササギのペアを選択します。したがって、新しい個人は養子縁組の親からより良いケアを受けることになります。

どうやってやるの？大きな巣など、宿主の性的選択に関連する信号を使用する。

この行動に反応して、カササギは、若い個体がいる場所で巣のサイズをほぼ33％減少させました。同様に、彼らはまた、巣の保護の積極的な防御を持っています。

ひなはカササギの卵を破壊して、ヒナの飼育を助けることもできます。それに応えて、カササギは巣ごとの卵の数を増やし、その効果を高めました。

最も重要な適応は、寄生卵を巣から追い出すためにそれを認識できることです。寄生鳥はカササギと非常によく似た卵を発生させましたが。

参考文献

1. ダーウィン、C（1859）。自然選択による種の起源について。マレー。
2. Freeman、S.&Herron、JC（2002）。進化的分析。プレンティスホール。
3. Futuyma、DJ（2005）。進化。シナウアー。
4. Janzen、DH（1980）。それはいつ共進化ですか。進化、34（3）、611-612。
5. ラングモア、NE、ハント、S。、およびキルナー、RM（2003）。幼虫の寄生的な若者の宿主拒絶による共進化的軍拡競争の拡大。自然、422（6928）、157。
6. ソレル、M（2002）。進化：生物学の基礎。南プロジェクト。