อ่าน 15 นาที
วิวัฒนาการร่วม
ในทางชีววิทยาวิวัฒนาการ ร่วมเกิดขึ้นเมื่อ สิ่งมีชีวิตสองชนิดขึ้นไป มีอิทธิพลต่อ วิวัฒนาการของกันและกันผ่านกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
วิวัฒนาการร่วม

ในทางชีววิทยาวิวัฒนาการ ร่วมเกิดขึ้นเมื่อ สิ่งมีชีวิตสองชนิดขึ้นไป มีอิทธิพลต่อ วิวัฒนาการของกันและกันผ่านกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ บางครั้งคำนี้ก็ใช้กับลักษณะสองอย่างในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันที่มีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของกันและกัน รวมถึงวิวัฒนาการร่วมระหว่างยีนและวัฒนธรรมด้วย
ชาร์ลส์ ดาร์วินกล่าวถึงปฏิสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างพืชดอกและแมลงในหนังสือกำเนิดของสิ่งมีชีวิต (ค.ศ. 1859) เขาใช้คำที่คล้ายกันคือ "การปรับตัวร่วมกัน" (coadaptation) และเสนอแนะว่าพืชและแมลงสามารถวิวัฒนาการผ่านการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการซึ่งกันและกันได้อย่างไร นักธรรมชาติวิทยาในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ศึกษาตัวอย่างอื่นๆ เกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างสายพันธุ์ต่างๆ ที่สามารถส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการซึ่งกันและกันได้ ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1940 เป็นต้นมา นักพยาธิวิทยาพืชได้พัฒนาโปรแกรมการผสมพันธุ์ซึ่งเป็นตัวอย่างของการวิวัฒนาการร่วมกันที่เกิดจากมนุษย์ การพัฒนาพันธุ์พืชใหม่ๆ ที่ต้านทานต่อโรคบางชนิดส่งเสริมให้ประชากรเชื้อโรควิวัฒนาการอย่างรวดเร็วเพื่อเอาชนะกลไกการป้องกันของพืชเหล่านั้น ซึ่งในทางกลับกันก็จำเป็นต้องมีการพัฒนาพันธุ์พืชที่ต้านทานโรคใหม่ๆ ต่อไป ทำให้เกิดวัฏจักรของการวิวัฒนาการซึ่งกันและกันในพืชและโรคต่างๆ ที่ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้
วิวัฒนาการร่วม (Coevolution) ในฐานะหัวข้อสำคัญในการศึกษาธรรมชาติได้ขยายตัวอย่างรวดเร็วตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เมื่อ Daniel H. Janzen แสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการร่วมระหว่าง ต้น อะคาเซียและมด (ดูด้านล่าง) และPaul R. EhrlichและPeter H. Ravenเสนอแนะว่าวิวัฒนาการร่วมระหว่างพืชและผีเสื้ออาจมีส่วนช่วยในการเพิ่มความหลากหลายของสายพันธุ์ในทั้งสองกลุ่ม พื้นฐานทางทฤษฎีของวิวัฒนาการร่วมได้รับการพัฒนาอย่างดีแล้ว (เช่น ทฤษฎีโมเสกทางภูมิศาสตร์ของวิวัฒนาการร่วม) และแสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการร่วมสามารถมีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการที่สำคัญ เช่น วิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศหรือการเปลี่ยนแปลงของพลอยดี [ 2 ] [ 3 ] เมื่อไม่นานมานี้ ยังมีการแสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการร่วมสามารถส่งผลต่อโครงสร้างและหน้าที่ของชุมชนนิเวศวิทยา วิวัฒนาการของกลุ่มผู้พึ่งพาอาศัยกัน เช่น พืชและแมลงผสมเกสร และพลวัตของโรคติดเชื้อ[ 2 ] [ 4 ]
แต่ละฝ่ายในความสัมพันธ์แบบวิวัฒนาการร่วมกันจะออกแรงกดดันทางเลือกต่ออีกฝ่ายหนึ่ง ซึ่งส่งผลต่อวิวัฒนาการของกันและกัน วิวัฒนาการร่วมกันรวมถึงความสัมพันธ์ แบบ พึ่งพาอาศัย กัน ปรสิต - เจ้าบ้านและผู้ล่า-เหยื่อ ระหว่างสายพันธุ์ต่างๆ รวมถึง การแข่งขันภายในหรือระหว่างสายพันธุ์ในหลายกรณี แรงกดดันทางเลือกจะผลักดันให้เกิดการแข่งขันทางวิวัฒนาการระหว่างสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง วิวัฒนาการร่วม กันแบบคู่หรือเฉพาะเจาะจงระหว่างสองสายพันธุ์นั้นไม่ใช่ความเป็นไปได้เพียงอย่างเดียว ในวิวัฒนาการร่วมกันหลายสายพันธุ์ซึ่งบางครั้งเรียกว่า วิวัฒนาการร่วมกัน แบบกิลด์หรือแบบกระจายหลายสายพันธุ์อาจวิวัฒนาการลักษณะหรือกลุ่มลักษณะในลักษณะที่ต่างตอบแทนกันกับชุดลักษณะในสายพันธุ์อื่น ดังเช่นที่เกิดขึ้นระหว่างพืชดอกและแมลงผสมเกสรเช่นผึ้งแมลงวันและด้วงมีสมมติฐานเฉพาะเจาะจงมากมายเกี่ยวกับกลไกที่กลุ่มสายพันธุ์ต่างๆ วิวัฒนาการร่วมกัน[ 5 ]
วิวัฒนาการร่วมเป็นแนวคิดทางชีววิทยาเป็นหลัก แต่เหล่านักวิจัยได้นำ ไป ประยุกต์ใช้โดยการเปรียบเทียบกับสาขาต่างๆ เช่นวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์สังคมวิทยาและดาราศาสตร์
ความร่วมมือ
วิวัฒนาการร่วมคือวิวัฒนาการ ของ สิ่งมีชีวิตสองชนิดขึ้นไปที่ส่งผลกระทบซึ่งกันและกัน บางครั้งก่อให้เกิดความสัมพันธ์แบบพึ่งพาซึ่งกันและกันระหว่างสิ่งมีชีวิต ความสัมพันธ์ดังกล่าวอาจมีหลายประเภท[ 6 ] [ 7 ]
พืชดอก
พืชดอกปรากฏขึ้นและมีความหลากหลายค่อนข้างฉับพลันในบันทึกฟอสซิล ทำให้เกิดสิ่งที่ชาร์ลส์ ดาร์วินอธิบายว่าเป็น "ปริศนาอันน่ารังเกียจ" ว่าดอกไม้วิวัฒนาการได้อย่างรวดเร็วได้อย่างไร เขาพิจารณาว่าวิวัฒนาการร่วมอาจเป็นคำอธิบายได้หรือไม่[ 8 ] [ 9 ]เขาได้กล่าวถึงวิวัฒนาการร่วมเป็นครั้งแรกในฐานะความเป็นไปได้ในหนังสือ On the Origin of Speciesและพัฒนาแนวคิดนี้ต่อไปในหนังสือ Fertilisation of Orchids (1862) [ 7 ] [ 10 ] [ 11 ]
แมลงและดอกไม้ที่ผสมเกสรโดยแมลง

ดอกไม้ที่อาศัยแมลงช่วยผสมเกสร (entomophilous)ในปัจจุบันมีการปรับตัวร่วมกับแมลงอย่างเห็นได้ชัด เพื่อให้แน่ใจว่าการผสมเกสรจะเกิดขึ้น และเพื่อตอบแทนแมลงที่ช่วยผสมเกสรด้วยน้ำหวานและละอองเกสร ทั้งสองกลุ่มมีวิวัฒนาการร่วมกันมานานกว่า 100 ล้านปี ก่อให้เกิดเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อน ไม่ว่าพวกมันจะวิวัฒนาการร่วมกัน หรือในภายหลังพวกมันก็มารวมกัน โดยอาจมีการปรับตัวล่วงหน้า และปรับตัวเข้าหากัน[ 12 ] [ 13 ]
แมลงหลายกลุ่มที่ประสบความสำเร็จอย่างสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งHymenoptera (ตัวต่อ ผึ้ง และมด) และLepidoptera (ผีเสื้อและผีเสื้อกลางคืน) รวมถึงDiptera (แมลงวัน) และColeoptera (ด้วง) หลายชนิด ได้วิวัฒนาการควบคู่ไปกับพืชดอกในช่วงยุคครีเทเชียส (145 ถึง 66 ล้านปีก่อน) ผึ้งกลุ่มแรก ซึ่งเป็นแมลงผสมเกสรที่สำคัญในปัจจุบัน ปรากฏขึ้นในช่วงต้นยุคครีเทเชียส[ 14 ]กลุ่มตัวต่อที่เป็นญาติกับผึ้งได้วิวัฒนาการไปพร้อมๆ กับพืชดอก เช่นเดียวกับ Lepidoptera [ 14 ] นอกจากนี้ กลุ่ม ผึ้ง หลักทั้งหมดปรากฏขึ้นครั้งแรกระหว่างช่วงกลางและปลายยุคครีเทเชียส พร้อมกับการแพร่กระจายแบบปรับตัวของพืชใบเลี้ยง คู่ (สามในสี่ของพืชดอกทั้งหมด) และในช่วงเวลาที่พืชดอกกลายเป็นพืชที่ครองโลกบนบก[ 8 ]
อย่างน้อยสามแง่มุมของดอกไม้ดูเหมือนจะมีการวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างพืชดอกและแมลง เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการสื่อสารระหว่างสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ประการแรก ดอกไม้สื่อสารกับผู้ผสมเกสรโดยใช้กลิ่น แมลงใช้กลิ่นนี้เพื่อกำหนดระยะห่างของดอกไม้ เพื่อเข้าใกล้ และเพื่อระบุตำแหน่งที่จะลงจอดและหาอาหารในที่สุด ประการที่สอง ดอกไม้ดึงดูดแมลงด้วยลวดลายเป็นแถบที่นำไปสู่รางวัลของน้ำหวานและละอองเกสร และสีต่างๆ เช่น สีฟ้าและสีม่วงอัลตราไวโอเลต ซึ่งดวงตาของพวกมันไวต่อแสง ในทางตรงกันข้าม ดอกไม้ที่นกผสมเกสรมีแนวโน้มที่จะเป็นสีแดงหรือสีส้ม ประการที่สาม ดอกไม้เช่นกล้วยไม้บางชนิดเลียนแบบตัวเมียของแมลงบางชนิด หลอกล่อตัวผู้ให้ผสมพันธุ์แบบหลอกๆ[ 14 ] [ 1 ]
ต้นยัคคา ( Yucca whipplei ) ได้รับการผสมเกสรโดยผีเสื้อกลางคืนยัคคา ( Tegeticula maculata ) เท่านั้น ซึ่งผีเสื้อกลางคืนชนิดนี้ต้องพึ่งพาต้นยัคคาในการดำรงชีวิต[ 15 ]ผีเสื้อกลางคืนกินเมล็ดของพืชในขณะที่เก็บเกสรตัวผู้ เกสรตัวผู้ได้วิวัฒนาการให้มีความเหนียวมาก และจะติดอยู่บนส่วนปากของผีเสื้อกลางคืนเมื่อผีเสื้อกลางคืนเคลื่อนไปยังดอกไม้ดอกถัดไป ต้นยัคคาเป็นที่อยู่ให้ผีเสื้อกลางคืนวางไข่ โดยอยู่ลึกเข้าไปในดอกไม้ห่างจากผู้ล่า[ 16 ]
นกและดอกไม้ที่นกช่วยผสมเกสร

นกฮัมมิ่งเบิร์ดและ ดอกไม้ที่อาศัยนกช่วยผสม เกสร (ornithophilous flowers) ได้วิวัฒนาการ ความสัมพันธ์ แบบพึ่งพา อาศัยกัน ดอกไม้เหล่านี้มีน้ำหวานที่เหมาะสมกับอาหารของนก สีของดอกไม้เหมาะกับสายตาของนก และรูปทรงของดอกไม้ก็เข้ากับจะงอยปากของนก นอกจากนี้ยังพบว่าช่วงเวลาที่ดอกไม้บานตรงกับฤดูผสมพันธุ์ของนกฮัมมิ่งเบิร์ดด้วย ลักษณะของดอกไม้ที่อาศัยนกช่วยผสมเกสรนั้นแตกต่างกันอย่างมากเมื่อเทียบกับชนิดที่ใกล้เคียงกันซึ่งอาศัยแมลงช่วยผสมเกสร ดอกไม้เหล่านี้มักจะมีลวดลายสวยงาม ซับซ้อน และโดดเด่นกว่าดอกไม้ที่อาศัยแมลงช่วยผสมเกสร โดยทั่วไปแล้วเชื่อกันว่าพืชได้สร้างความสัมพันธ์แบบร่วมวิวัฒนาการกับแมลงก่อน และชนิดที่อาศัยนกช่วยผสมเกสรได้แยกตัวออกมาในภายหลัง ยังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์มากนักสำหรับกรณีของการแยกตัวในทิศทางตรงกันข้าม คือจากอาศัยนกช่วยผสมเกสรไปสู่การอาศัยแมลงช่วยผสมเกสร ความหลากหลายของลักษณะดอกไม้ในชนิดที่อาศัยนกช่วยผสมเกสร และความสม่ำเสมอที่พบในชนิดที่อาศัยผึ้งช่วยผสมเกสรนั้น สามารถอธิบายได้จากทิศทางการเปลี่ยนแปลงความชอบของตัวช่วยผสมเกสร[ 17 ]
ดอกไม้ได้รวมตัวกันเพื่อใช้ประโยชน์จากนกที่คล้ายคลึงกัน[ 18 ]ดอกไม้แข่งขันกันเพื่อแย่งชิงแมลงผสมเกสร และการปรับตัวจะช่วยลดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์จากการแข่งขันนี้ ความจริงที่ว่านกสามารถบินได้ในสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย ทำให้พวกมันเป็นแมลงผสมเกสรที่มีประสิทธิภาพมากกว่า ในขณะที่ผึ้งและแมลงอื่นๆ จะไม่สามารถผสมเกสรได้ การผสมเกสรโดยนกอาจเกิดขึ้นด้วยเหตุผลนี้ในสภาพแวดล้อมที่แยกตัวออกไปซึ่งมีการตั้งถิ่นฐานของแมลงน้อย หรือในพื้นที่ที่มีพืชที่ออกดอกในฤดูหนาว[ 18 ] [ 19 ]ดอกไม้ที่ผสมเกสรโดยนกมักจะมีปริมาณน้ำหวานและปริมาณน้ำตาลสูงกว่าดอกไม้ที่ผสมเกสรโดยแมลง[ 20 ]ซึ่งตรงกับความต้องการพลังงานสูงของนก ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดในการเลือกดอกไม้[ 20 ]ในMimulusการเพิ่มขึ้นของเม็ดสีแดงในกลีบดอกและปริมาณน้ำหวานของดอกไม้จะลดสัดส่วนการผสมเกสรโดยผึ้งเมื่อเทียบกับนกฮัมมิ่งเบิร์ดอย่างเห็นได้ชัด ในขณะที่พื้นที่ผิวของดอกไม้ที่มากขึ้นจะเพิ่มการผสมเกสรโดยผึ้ง ดังนั้น เม็ดสีแดงในดอกของMimulus cardinalisอาจทำหน้าที่หลักในการยับยั้งการมาเยือนของผึ้ง[ 21 ]ในPenstemonลักษณะของดอกไม้ที่ยับยั้งการผสมเกสรของผึ้งอาจมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการของดอกไม้มากกว่าการปรับตัวเพื่อ "นก" แต่การปรับตัว "เข้าหา" นกและ "ออกห่างจาก" ผึ้งสามารถเกิดขึ้นพร้อมกันได้[ 22 ]อย่างไรก็ตาม ดอกไม้บางชนิด เช่นHeliconia angustaดูเหมือนจะไม่ใช่พืชที่ชอบนกอย่างที่เคยคิดกันไว้: บางครั้ง (151 ครั้งในการสังเกต 120 ชั่วโมง) ผึ้งไม่มีเหล็กใน Trigona มาเยี่ยมชม ผึ้งเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นผู้ขโมยละอองเกสรในกรณีนี้ แต่ก็อาจทำหน้าที่เป็นผู้ผสมเกสรได้เช่นกัน[ 23 ]
หลังจากฤดูผสมพันธุ์ของพวกมันแล้ว นกฮัมมิงเบิร์ดหลายชนิดจะอาศัยอยู่ในสถานที่เดียวกันในทวีปอเมริกาเหนือและดอกไม้ที่นกฮัมมิงเบิร์ดชอบหลายชนิดจะบานพร้อมกันในแหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านี้ ดอกไม้เหล่านี้มีลักษณะและ สี ที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากลักษณะเหล่านี้มีประสิทธิภาพในการดึงดูดนก ความยาวและความโค้งของ ท่อ กลีบดอก ที่แตกต่างกัน สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพในการดูดน้ำหวานของนกฮัมมิงเบิร์ดแต่ละชนิด โดยสัมพันธ์กับความแตกต่างของรูปร่างจะงอยปาก ดอกไม้ที่มีลักษณะเป็นท่อจะบังคับให้นกต้องวางจะงอยปากในลักษณะเฉพาะเมื่อดูดน้ำหวานจากดอกไม้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทั้งจะงอยปากและกลีบดอกโค้งงอ ซึ่งทำให้พืชสามารถวางละอองเรณู บนส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายนก ทำให้เกิด การปรับตัวร่วมกัน ทางสัณฐานวิทยา ได้หลากหลาย[ 20 ]
ดอกไม้ ที่นกชอบผสมเกสรต้องเด่นชัดสำหรับนก[ 20 ]นกมีความไวต่อสเปกตรัมสูงสุดและการแยกแยะสีที่ดีที่สุดที่ปลายสีแดงของสเปกตรัมการมองเห็น [ 20 ]ดังนั้นสีแดงจึงเด่นชัดเป็นพิเศษสำหรับพวกมัน นกฮัมมิ่งเบิร์ดอาจสามารถมองเห็น "สี" อัลตราไวโอเลตได้เช่นกัน ความแพร่หลายของรูปแบบอัลตราไวโอเลตและตัวนำทางน้ำหวานในดอกไม้ที่แมลงผสมเกสร (entomophilous) ที่มีน้ำหวานน้อยจะเตือนนกให้หลีกเลี่ยงดอกไม้เหล่านี้[ 20 ]นกฮัมมิ่งเบิร์ดสองวงศ์ย่อย ได้แก่Phaethornithinae (hermits) และTrochilinaeได้วิวัฒนาการร่วมกับดอกไม้ชุดเฉพาะ โดยสายพันธุ์ Phaethornithinae ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับ พืชใบเลี้ยง เดี่ยวขนาด ใหญ่ ในขณะที่ Trochilinae ชอบพืชใบเลี้ยงคู่[ 20 ]
การสืบพันธุ์ของมะเดื่อและแตนมะเดื่อ

สกุลFicusประกอบด้วยไม้เลื้อย ไม้พุ่ม และไม้ยืนต้น 800 ชนิด รวมถึงมะเดื่อที่ปลูก ซึ่งกำหนดโดยไซโคเนียซึ่งเป็นภาชนะคล้ายผลไม้ที่บรรจุดอกตัวเมียหรือละอองเรณูไว้ภายใน มะเดื่อแต่ละชนิดมีตัวต่อมะเดื่อ ของตัวเอง ซึ่ง (ในกรณีส่วนใหญ่) ทำหน้าที่ผสมเกสรให้กับมะเดื่อ ดังนั้นความสัมพันธ์พึ่งพาซึ่งกันและกันอย่างแน่นแฟ้นจึงได้วิวัฒนาการและคงอยู่ตลอดทั้งสกุล[ 24 ]

มดอะคาเซียและต้นอะคาเซีย
มดอะคาเซีย ( Pseudomyrmex ferruginea ) เป็นมดที่อาศัยอยู่กับพืชอย่างจำเพาะเจาะจง โดยจะปกป้องอะคาเซียอย่างน้อย 5 ชนิด ( Vachellia ) [ a ]จากแมลงที่ล่าเหยื่อและพืชชนิดอื่นที่แย่งแสงแดด และต้นไม้ก็เป็นแหล่งอาหารและที่พักพิงสำหรับมดและตัวอ่อน[ 25 ] [ 26 ]ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันเช่นนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ: มดชนิดอื่นใช้ประโยชน์จากต้นไม้โดยไม่ตอบแทน โดยใช้กลยุทธ์วิวัฒนาการ ที่แตกต่าง กัน มดที่ฉ้อโกงเหล่านี้ก่อให้เกิดต้นทุนที่สำคัญต่อโฮสต์ผ่านความเสียหายต่ออวัยวะสืบพันธุ์ของต้นไม้ แม้ว่าผลกระทบสุทธิที่มีต่อความเหมาะสมของโฮสต์จะไม่จำเป็นต้องเป็นลบเสมอไป และด้วยเหตุนี้จึงยากที่จะคาดการณ์ได้[ 27 ] [ 28 ]
โฮสต์และปรสิต
ปรสิตและโฮสต์ที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
วิวัฒนาการร่วม ระหว่างโฮสต์และปรสิตคือวิวัฒนาการร่วมของโฮสต์และปรสิต[ 29 ]ลักษณะทั่วไปของไวรัสหลายชนิดในฐานะปรสิตที่ต้องอาศัยโฮสต์ คือพวกมันวิวัฒนาการร่วมกับโฮสต์ของพวกมัน การกลายพันธุ์ที่สัมพันธ์กันระหว่างสองสายพันธุ์ทำให้พวกมันเข้าสู่การแข่งขันทางวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตใดก็ตาม ไม่ว่าจะ เป็นโฮสต์หรือปรสิต ที่ไม่สามารถตามทันอีกฝ่ายได้จะถูกกำจัดออกจากถิ่นที่อยู่ เนื่องจากสายพันธุ์ที่มีความเหมาะสมของประชากรเฉลี่ยสูงกว่าจะอยู่รอด การแข่งขันนี้เรียกว่าสมมติฐานราชินีแดง [ 30 ]สมมติฐานราชินีแดงทำนายว่าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศทำให้โฮสต์สามารถอยู่เหนือปรสิตได้เล็กน้อย คล้ายกับการแข่งขันของราชินีแดงในThrough the Looking-Glass : " คุณต้องวิ่งให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อให้อยู่ในที่เดิม" [ 31 ]โฮสต์สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ผลิตลูกหลานที่มีภูมิคุ้มกันต่อปรสิต ซึ่งต่อมาปรสิตก็จะวิวัฒนาการตอบสนอง[ 32 ]
ความสัมพันธ์ระหว่างปรสิตและโฮสต์น่าจะเป็นปัจจัยที่ทำให้การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศแพร่หลายมากกว่าการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศที่มีประสิทธิภาพมากกว่า ดูเหมือนว่าเมื่อปรสิตติดเชื้อในโฮสต์ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะให้โอกาสที่ดีกว่าในการพัฒนาความต้านทาน (ผ่านการเปลี่ยนแปลงในรุ่นต่อไป) ทำให้การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีความแปรปรวนของความเหมาะสมทางชีวภาพที่ไม่พบในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ซึ่งจะสร้างสิ่งมีชีวิตรุ่นต่อไปที่อ่อนแอต่อการติดเชื้อจากปรสิตตัวเดียวกัน[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]วิวัฒนาการร่วมกันระหว่างโฮสต์และปรสิตจึงอาจเป็นสาเหตุของความหลากหลายทางพันธุกรรมส่วนใหญ่ที่พบในประชากรปกติ รวมถึงความหลากหลายทางพันธุกรรมของพลาสมาในเลือด ความหลากหลายทางพันธุกรรมของโปรตีน และระบบความเข้ากันได้ของเนื้อเยื่อ[ 36 ]

ปรสิตในรัง
ปรสิตในรังแสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการร่วมที่ใกล้ชิดระหว่างเจ้าบ้านและปรสิต ตัวอย่างเช่น ในนกคuckoo บางชนิด นกเหล่านี้ไม่สร้างรังของตัวเอง แต่จะวางไข่ในรังของสายพันธุ์อื่น ขับไล่หรือฆ่าไข่และลูกอ่อนของเจ้าบ้าน ซึ่งส่งผลกระทบเชิงลบอย่างมากต่อความสามารถในการสืบพันธุ์ของเจ้าบ้าน ไข่ของพวกมันถูกพรางให้เหมือนไข่ของเจ้าบ้าน ซึ่งหมายความว่าเจ้าบ้านสามารถแยกแยะไข่ของตัวเองออกจากไข่ของผู้บุกรุกได้ และกำลังแข่งขันกันทางวิวัฒนาการกับนกคuckooระหว่างการพรางตัวและการจดจำ นกคuckooมีการปรับตัวเพื่อต่อต้านการป้องกันของเจ้าบ้านด้วยลักษณะต่างๆ เช่น เปลือกไข่ที่หนาขึ้น ระยะเวลาฟักไข่ที่สั้นลง (เพื่อให้ลูกอ่อนฟักออกมาก่อน) และหลังที่แบนราบซึ่งปรับให้สามารถยกไข่ออกจากรังได้[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]
วิวัฒนาการร่วมที่เป็นปฏิปักษ์
วิวัฒนาการร่วมที่เป็นปฏิปักษ์พบได้ในมดเก็บเกี่ยวPogonomyrmex barbatusและPogonomyrmex rugosusในความสัมพันธ์ทั้งแบบปรสิตและแบบพึ่งพาซึ่งกันและกัน ราชินีไม่สามารถผลิตมดงานได้โดยการผสมพันธุ์กับมดชนิดเดียวกัน ต้องผสมข้ามสายพันธุ์เท่านั้นจึงจะสามารถผลิตมดงานได้ มดตัวเมียมีปีกทำหน้าที่เป็นปรสิตสำหรับมดตัวผู้ของอีกสายพันธุ์หนึ่ง เนื่องจากอสุจิของพวกมันจะผลิตลูกผสมที่เป็นหมันเท่านั้น แต่เนื่องจากอาณานิคมต้องพึ่งพาลูกผสมเหล่านี้ในการอยู่รอดอย่างสมบูรณ์ จึงเป็นความสัมพันธ์แบบพึ่งพาซึ่งกันและกันด้วยเช่นกัน แม้ว่าจะไม่มีการแลกเปลี่ยนทางพันธุกรรมระหว่างสายพันธุ์ แต่พวกมันก็ไม่สามารถวิวัฒนาการไปในทิศทางที่พวกมันมีความแตกต่างทางพันธุกรรมมากเกินไปได้ เพราะจะทำให้การผสมข้ามสายพันธุ์เป็นไปไม่ได้[ 40 ]
ผู้ล่าและเหยื่อ

ผู้ล่าและเหยื่อมีปฏิสัมพันธ์และวิวัฒนาการร่วมกัน: ผู้ล่าจะจับเหยื่อได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในขณะที่เหยื่อจะหลบหนีได้ การวิวัฒนาการร่วมกันของทั้งสองก่อให้เกิดแรงกดดันในการคัดเลือกซึ่ง กันและกัน ซึ่งมักนำไปสู่การแข่งขันทางวิวัฒนาการระหว่างเหยื่อและผู้ล่า ส่งผลให้เกิด การปรับตัว เพื่อป้องกันผู้ล่า[ 41 ]
หลักการเดียวกันนี้ใช้ได้กับสัตว์กินพืชและพืชที่พวกมันกินด้วย Paul R. EhrlichและPeter H. Ravenในปี 1964 ได้เสนอทฤษฎีการหลบหนีและการวิวัฒนาการร่วมแบบแผ่ขยายเพื่ออธิบายความหลากหลายทางวิวัฒนาการของพืชและผีเสื้อ[ 42 ]ในเทือกเขาร็อกกี้กระรอกแดงและ นก ปากไขว้ (นกกินเมล็ดพืช) แข่งขันกันเพื่อแย่งเมล็ดสนล็อกโพลกระรอกจะกินเมล็ดสนโดยการกัดแทะเกล็ดกรวย ในขณะที่นกปากไขว้จะกินเมล็ดโดยการดึงเมล็ดออกมาด้วยขากรรไกรไขว้ที่ผิดปกติ ในพื้นที่ที่มีกระรอก กรวยของสนล็อกโพลจะมีน้ำหนักมากกว่า มีเมล็ดน้อยกว่า และมีเกล็ดบางกว่า ทำให้กระรอกเข้าถึงเมล็ดได้ยากขึ้น ในทางกลับกัน ในพื้นที่ที่มีนกปากไขว้แต่ไม่มีกระรอก กรวยจะมีโครงสร้างที่เบากว่า แต่มีเกล็ดหนากว่า ทำให้นกปากไขว้เข้าถึงเมล็ดได้ยากขึ้น กรวยของต้น Lodgepole กำลังแข่งขันกันทางวิวัฒนาการกับสัตว์กินพืชสองชนิด[ 43 ]

การแข่งขัน
ทั้งการแข่งขันภายในสายพันธุ์เดียวกันซึ่งมีลักษณะเช่นความขัดแย้งทางเพศ[ 44 ]และการคัดเลือกทางเพศ[ 45 ]และการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์เช่น ระหว่างผู้ล่า อาจสามารถขับเคลื่อนวิวัฒนาการร่วมกันได้[ 46 ]
การแข่งขันภายในสายพันธุ์เดียวกันอาจส่งผลให้เกิดวิวัฒนาการร่วมที่เป็นปฏิปักษ์ทางเพศซึ่งเป็นความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการที่คล้ายกับการแข่งขันด้านอาวุธโดยที่ความเหมาะสมเชิงวิวัฒนาการของเพศต่างๆ จะถูกต่อต้านกันเพื่อให้ประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์สูงสุด ตัวอย่างเช่นแมลง บางชนิด สืบพันธุ์โดยใช้การผสมเทียมแบบบาดเจ็บซึ่งเป็นผลเสียต่อสุขภาพของตัวเมีย ในระหว่างการผสมพันธุ์ ตัวผู้พยายามเพิ่มความเหมาะสมของตนเองให้สูงสุดโดยการผสมเทียมตัวเมียให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ยิ่งตัวเมีย ถูกเจาะ ท้อง หลายครั้งเท่าใด โอกาสที่ตัวเมียจะรอดชีวิตก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ซึ่งจะลดความเหมาะสมของตัวเมียลง[ 47 ]
หลายชนิด

ประเภทของวิวัฒนาการร่วมที่ระบุไว้ข้างต้นนั้นได้รับการอธิบายราวกับว่าเกิดขึ้นเป็นคู่ (เรียกอีกอย่างว่าวิวัฒนาการร่วมเฉพาะ) ซึ่งลักษณะของสปีชีส์หนึ่งได้วิวัฒนาการขึ้นเพื่อตอบสนองโดยตรงต่อลักษณะของสปีชีส์ที่สอง และในทางกลับกัน นี่ไม่ใช่กรณีเสมอไป โหมดวิวัฒนาการอีกแบบหนึ่งเกิดขึ้นซึ่งวิวัฒนาการเป็นแบบต่างตอบแทน แต่เกิดขึ้นในกลุ่มของสปีชีส์มากกว่าที่จะเป็นสองสปีชีส์อย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งเรียกกันว่าวิวัฒนาการร่วมแบบกิลด์หรือแบบกระจาย ตัวอย่างเช่น ลักษณะในพืชดอก หลายสปีชีส์ เช่น การปล่อยน้ำหวานที่ปลายท่อยาว สามารถวิวัฒนาการร่วมกับลักษณะในแมลงผสมเกสรหนึ่งหรือหลายสปีชีส์ เช่น งวงยาว โดยทั่วไปแล้ว พืชดอกจะได้รับการผสมเกสรโดยแมลงจากหลายวงศ์ รวมถึงผึ้งแมลงวันและด้วงซึ่งทั้งหมดนี้รวมกันเป็นกิลด์ผสมเกสรขนาดใหญ่ที่ตอบสนองต่อน้ำหวานหรือละอองเกสรที่ผลิตโดยดอกไม้[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]
ทฤษฎีโมเสกทางภูมิศาสตร์
ทฤษฎีวิวัฒนาการร่วมแบบโมเสกเป็นทฤษฎีที่ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และนิเวศวิทยาของชุมชนมีส่วนกำหนดวิวัฒนาการร่วมที่แตกต่างกันระหว่างสายพันธุ์ที่มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างมากในหลายประชากร ประชากรเหล่านี้อาจถูกแยกออกจากกันด้วยพื้นที่และ/หรือเวลา ขึ้นอยู่กับสภาพทางนิเวศวิทยา ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสายพันธุ์อาจเป็นแบบพึ่งพาซึ่งกันและกันหรือเป็นปฏิปักษ์ต่อกัน[ 51 ]ในภาวะพึ่งพาซึ่งกันและกัน ทั้งสองฝ่ายจะได้รับประโยชน์จากปฏิสัมพันธ์ ในขณะที่ในปฏิสัมพันธ์ที่เป็นปฏิปักษ์ต่อกัน ฝ่ายหนึ่งมักจะประสบกับความเหมาะสมที่ลดลง การแข่งขันทางอาวุธประกอบด้วยสองสายพันธุ์ที่ปรับตัวเพื่อ "เอาชนะ" อีกฝ่ายหนึ่ง ปัจจัยหลายอย่างส่งผลต่อความสัมพันธ์เหล่านี้ รวมถึงจุดร้อน จุดเย็น และการผสมลักษณะ[ 52 ]การคัดเลือกแบบต่างตอบแทนเกิดขึ้นเมื่อการเปลี่ยนแปลงในฝ่ายหนึ่งสร้างแรงกดดันให้อีกฝ่ายหนึ่งเปลี่ยนแปลงเพื่อตอบสนอง จุดร้อนคือพื้นที่ที่มีการคัดเลือกแบบต่างตอบแทนอย่างรุนแรง ในขณะที่จุดเย็นคือพื้นที่ที่ไม่มีการคัดเลือกแบบต่างตอบแทนหรือมีฝ่ายเดียวเท่านั้น[ 52 ]องค์ประกอบสามประการของโครงสร้างทางภูมิศาสตร์ที่ส่งผลต่อวิวัฒนาการร่วมประเภทนี้ ได้แก่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติในรูปแบบของโมเสกทางภูมิศาสตร์ จุดร้อนที่มักล้อมรอบด้วยจุดเย็น และการผสมผสานลักษณะใหม่โดยอาศัยการลอยตัวทางพันธุกรรมและ การไหล ของยีน[ 52 ]โมเสกพร้อมกับวิวัฒนาการร่วมทั่วไป มักเกิดขึ้นในระดับประชากรและขับเคลื่อนโดยทั้ง สภาพแวดล้อม ทางชีวภาพและสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเหล่านี้สามารถจำกัดวิวัฒนาการร่วมและส่งผลต่อขอบเขตที่วิวัฒนาการร่วมสามารถขยายตัวได้[ 53 ]
นอกเหนือจากชีววิทยาแล้ว
วิวัฒนาการร่วมเป็นแนวคิดทางชีววิทยาเป็นหลัก แต่ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในสาขาอื่นๆ โดยการ เปรียบเทียบ
ในอัลกอริธึม
อัลกอริทึมวิวัฒนาการร่วมถูกใช้เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตเทียมรวมถึงการปรับให้เหมาะสมการเรียนรู้เกมและ การเรียน รู้ของเครื่อง[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] Daniel Hillisได้เพิ่ม "ปรสิตร่วมวิวัฒนาการ" เพื่อป้องกันไม่ให้กระบวนการปรับให้เหมาะสมติดอยู่ที่จุดสูงสุดเฉพาะที่ [ 59 ] Karl Simsได้วิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตเสมือนจริง[ 60 ]
ในดาราศาสตร์
ในทางดาราศาสตร์ทฤษฎีที่กำลังเกิดขึ้นใหม่เสนอว่าหลุมดำและกาแล็กซีพัฒนาในลักษณะที่พึ่งพาซึ่งกันและกันในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการวิวัฒนาการร่วมทางชีววิทยา[ 61 ]
ในสาขาวิชาการจัดการและการจัดองค์กร
นับตั้งแต่ปี 2000 เป็นต้นมา มีการสำรวจวิวัฒนาการร่วมในด้านการจัดการและการศึกษาองค์กร ตัวอย่างเช่น ในระบบนิเวศทางธุรกิจของพันธมิตรของ บริษัท Intelซึ่ง Intel ทั้งสร้างและได้รับอิทธิพลจากพันธมิตร[ 62 ]อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่บ่งบอกถึงวิวัฒนาการร่วมในสาขาเหล่านี้ยังคงไม่ชัดเจน และการประยุกต์ใช้ก็ยังไม่ได้รับการกำหนด[ 63 ]มีการเสนอแนะว่าเมื่อองค์กรแสวงหาแนวคิดจากพันธมิตรภายนอก องค์กรมักจะเลือกและรักษาพันธมิตรที่มีแนวคิดสอดคล้องกับของตนเอง ซึ่งหมายความว่าแทนที่จะรับแนวคิดอย่าง passively ในระหว่างการค้นหา องค์กรจะ actively กำหนดลักษณะของการมีส่วนร่วมที่พวกเขาสามารถได้รับในกระบวนการ "การผูกมัดวิวัฒนาการร่วม" แบบสองทาง[ 64 ]
ในเศรษฐศาสตร์การเมือง
นักวิชาการบางคนได้นำวิวัฒนาการร่วมมาใช้เพื่อเสนอทฤษฎีที่ไม่เป็นเชิงเส้นในเศรษฐศาสตร์การเมือง หนังสือเรื่องThe Emergence of Organizations and Marketsโดย John Padgett และ Walter Powell นำเสนอกรณีศึกษาของเครือข่ายสังคมที่วิวัฒนาการร่วมกับสถาบัน โดยส่วนใหญ่อิงจากประวัติศาสตร์ยุโรปยุคแรก (เช่น เครือข่ายการค้าในทัสคานีในศตวรรษที่ 13) [ 65 ]การประยุกต์ใช้ที่ร่วมสมัยกว่าคือหนังสือเรื่องHow China Escaped the Poverty Trapโดย Yuen Yuen Ang ซึ่งติดตามการปรับตัวร่วมกันของเศรษฐกิจและสถาบันโดยเริ่มจาก พัฒนาการของ จีนภายใต้การนำของเติ้งเสี่ยวผิง และในอุตสาหกรรมภาพยนตร์ของไนจีเรียและการเงินสาธารณะของอเมริกา[ 66 ]
ในวิชาสังคมวิทยา
ในDevelopment Betrayed: The End of Progress and A Coevolutionary Revisioning of the Future (1994) [ 67 ] Richard Norgaardเสนอจักรวาลวิทยาเชิงวิวัฒนาการร่วมเพื่ออธิบายว่าระบบสังคมและสิ่งแวดล้อมมีอิทธิพลและปรับเปลี่ยนซึ่งกันและกันอย่างไร[ 68 ]ในCoevolutionary Economics: The Economy, Society and the Environment (1994) John Gowdy แนะนำว่า: "เศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อมเชื่อมโยงกันในความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการร่วม" [ 69 ]
ในการพัฒนาระบบ
ซอฟต์แวร์ และฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นส่วนประกอบที่แยกจากกันสองส่วน แต่เชื่อมโยงกันโดยเนื้อแท้ด้วยวิวัฒนาการร่วมกัน ในทำนองเดียวกันระบบปฏิบัติการและแอปพลิ เคชันคอมพิวเตอร์ เว็บเบราว์เซอร์และเว็บแอปพลิเคชันระบบเหล่านี้ทั้งหมดขึ้นอยู่ซึ่งกันและกันและพัฒนาผ่านกระบวนการวิวัฒนาการ การเปลี่ยนแปลงในฮาร์ดแวร์ ระบบปฏิบัติการ หรือเว็บเบราว์เซอร์อาจนำเสนอคุณสมบัติใหม่ ๆ ซึ่งจะถูกรวมเข้ากับแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องที่ทำงานควบคู่กันไป[ 70 ]แนวคิดนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับแนวคิดของ "การเพิ่มประสิทธิภาพร่วมกัน" ใน การวิเคราะห์และออกแบบ ระบบสังคมเทคนิคซึ่งระบบนั้นเข้าใจว่าประกอบด้วยทั้ง "ระบบทางเทคนิค" ซึ่งครอบคลุมเครื่องมือและฮาร์ดแวร์ที่ใช้สำหรับการผลิตและการบำรุงรักษา และ "ระบบทางสังคม" ของความสัมพันธ์และขั้นตอนต่าง ๆ ซึ่งเทคโนโลยีเชื่อมโยงเข้ากับเป้าหมายของระบบและความสัมพันธ์ของมนุษย์และองค์กรอื่น ๆ ทั้งหมดทั้งภายในและภายนอกระบบ ระบบดังกล่าวทำงานได้ดีที่สุดเมื่อระบบทางเทคนิคและระบบทางสังคมได้รับการพัฒนาร่วมกันอย่างตั้งใจ[ 71 ]
แนวคิดเรื่องวิวัฒนาการร่วมได้รับการใช้โดย Mary Lou Maher และคนอื่นๆ เพื่อสร้างแบบจำลองความสัมพันธ์แบบไดนามิกระหว่างการชี้แจงคำจำกัดความของปัญหาและการพัฒนาโซลูชันที่เหมาะสมเมื่อเวลาผ่านไปภายในกระบวนการพัฒนาระบบ[ 72 ] [ 73 ]ความก้าวหน้าเชิงเส้นที่สมมติขึ้นจาก 'ปัญหา' ไปสู่ 'โซลูชัน' ได้รับการตีความใหม่เป็นความก้าวหน้าแบบวิวัฒนาการร่วมซึ่งแนวคิดสำหรับโซลูชันที่เป็นไปได้มีอิทธิพลและเปลี่ยนแปลงความเข้าใจเกี่ยวกับปัญหา วิวัฒนาการร่วมได้รับการพัฒนาครั้งแรกจากบริบทการคำนวณของอัลกอริทึมทางพันธุกรรม [ 74 ]ได้รับการพัฒนาเป็นแบบจำลองเชิงพรรณนาทั่วไปของกระบวนการออกแบบ[ 75 ] [ 76 ] ไม่เพียงแต่ในงานออกแบบส่วนบุคคลเท่านั้น แต่ยังรวมถึง การทำงานเป็นทีมด้วย[ 77 ]
ดูเพิ่มเติม
- การแข่งขันด้านอาวุธวิวัฒนาการ
- แบบจำลองบัก-สเนปเปน
- โคอีโวลูชั่น ไตรมาส
- การสูญพันธุ์ร่วมกัน
- ความเหมาะสมทางนิเวศวิทยา
- หลุดพ้นและแผ่ขยายวิวัฒนาการร่วมกัน
- จีโนมิกส์ของการทำให้เชื่อง
หมายเหตุ
- ^มดอะคาเซียปกป้องต้นอะคาเซียอย่างน้อย 5 สายพันธุ์ ซึ่งปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็น Vachellia ทั้งหมด ได้แก่ V. chiapensis , V. collinsii , V. cornigera , V. hindsiiและV. sphaerocephala
ลิงก์ภายนอก
- วิวัฒนาการร่วม (Coevolution ) วิดีโอการบรรยายโดยสตีเฟน ซี. สเติร์นส์ ( Open Yale Courses )
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ วิวัฒนาการร่วม
ในทางชีววิทยาวิวัฒนาการ ร่วมเกิดขึ้นเมื่อ สิ่งมีชีวิตสองชนิดขึ้นไป มีอิทธิพลต่อ วิวัฒนาการของกันและกันผ่านกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
ความร่วมมือ
วิวัฒนาการร่วมคือ วิวัฒนาการ ของ สิ่งมีชีวิต สองชนิดขึ้นไปที่ส่งผลกระทบซึ่งกันและกัน บางครั้งก่อให้เกิด ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาซึ่ง กันและกันระหว่างสิ่งมีชีวิต ความสัมพันธ์ดังกล่าวอาจมีหลายประเภท [ 6 ] [ 7 ]
พืชดอก
พืชดอก ปรากฏขึ้นและมีความหลากหลายค่อนข้างฉับพลันในบันทึกฟอสซิล ทำให้เกิดสิ่งที่ ชาร์ลส์ ดาร์วิน อธิบายว่าเป็น "ปริศนาอันน่ารังเกียจ" ว่า ดอกไม้ วิวัฒนาการได้อย่างรวดเร็วได้อย่างไร เขาพิจารณาว่าวิวัฒนาการร่วมอาจเป็นคำอธิบายได้หรือไม่ [ 8 ] [ 9 ]...
การสืบพันธุ์ของมะเดื่อและแตนมะเดื่อ
สกุล Ficus ประกอบด้วยไม้เลื้อย ไม้พุ่ม และไม้ยืนต้น 800 ชนิด รวมถึงมะเดื่อที่ปลูก ซึ่งกำหนดโดย ไซโคเนีย ซึ่งเป็นภาชนะคล้ายผลไม้ที่บรรจุดอกตัวเมียหรือละอองเรณูไว้ภายใน มะเดื่อแต่ละชนิดมี ตัวต่อมะเดื่อ ของตัวเอง ซึ่ง (ในกรณีส่วนใหญ่)...