Koevolusi: teori, jenis dan contoh

evolusi bersama adalah perubahan evolusioner timbal balik yang melibatkan dua atau lebih spesies. Fenomena tersebut merupakan hasil dari interaksi di antara mereka. Interaksi yang berbeda yang terjadi antara organisme – kompetisi, eksploitasi dan mutualisme – menyebabkan konsekuensi penting dalam evolusi dan diversifikasi garis keturunan yang bersangkutan.

Beberapa contoh sistem evolusi adalah hubungan antara parasit dan inangnya, tumbuhan dan herbivora yang memakannya, atau interaksi antagonis yang terjadi antara predator dan mangsanya.

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

Ko-evolusi dianggap sebagai salah satu fenomena yang bertanggung jawab atas keragaman besar yang kita kagumi saat ini, yang dihasilkan oleh interaksi antar spesies.

Dalam praktiknya, membuktikan bahwa interaksi adalah peristiwa koevolusi bukanlah tugas yang mudah. Meskipun interaksi antara dua spesies tampaknya sempurna, itu bukan bukti yang dapat diandalkan tentang proses evolusi bersama.

Salah satu pendekatannya adalah dengan menggunakan studi filogenetik untuk menguji apakah ada pola diversifikasi yang serupa. Dalam banyak kasus, ketika filogeni dua spesies kongruen, diasumsikan bahwa ada koevolusi antara kedua garis keturunan.

Indeks artikel

Jenis interaksi

Sebelum membahas masalah yang berkaitan dengan koevolusi, perlu disebutkan jenis interaksi yang terjadi antar spesies, karena ini memiliki konsekuensi evolusi yang sangat penting.

Kompetensi

Spesies dapat bersaing, dan interaksi ini menyebabkan efek negatif pada pertumbuhan atau reproduksi individu yang terlibat. Kompetisi dapat bersifat intraspesifik, jika terjadi antara anggota spesies yang sama, atau interspesifik, ketika individu termasuk dalam spesies yang berbeda.

Dalam ekologi, “prinsip pengecualian kompetitif” digunakan. Konsep ini mengusulkan bahwa spesies yang bersaing untuk sumber daya yang sama tidak dapat bersaing secara stabil jika faktor ekologi lainnya tetap konstan. Dengan kata lain, dua spesies tidak menempati relung yang sama.

Dalam jenis interaksi ini, satu spesies selalu berakhir dengan mengesampingkan yang lain. Atau mereka dibagi menjadi beberapa dimensi ceruk. Misalnya, jika dua spesies burung memakan hal yang sama dan memiliki tempat istirahat yang sama, untuk terus hidup berdampingan, mereka mungkin memiliki puncak aktivitas pada waktu yang berbeda dalam sehari.

Eksploitasi

Jenis interaksi kedua antara spesies adalah eksploitasi. Di sini spesies X merangsang perkembangan spesies Y, tetapi Y ini menghambat perkembangan X. Contoh umum termasuk interaksi antara predator dan mangsa, parasit dengan inang, dan tumbuhan dengan herbivora.

Dalam kasus herbivora, ada evolusi konstan mekanisme detoksifikasi dalam menghadapi metabolit sekunder yang dihasilkan tanaman. Demikian pula, tanaman berevolusi menjadi racun lebih efisien untuk mengusir mereka.

Hal yang sama berlaku dalam interaksi predator-mangsa, di mana mangsa terus-menerus meningkatkan kemampuan mereka untuk melarikan diri dan predator meningkatkan kemampuan serangan mereka.

Hidup berdampingan

Jenis hubungan terakhir melibatkan manfaat, atau hubungan positif bagi kedua spesies yang berpartisipasi dalam interaksi. Kemudian ada pembicaraan tentang “eksploitasi timbal balik” antara spesies.

Misalnya, mutualisme antara serangga dan penyerbuknya diterjemahkan menjadi manfaat bagi keduanya: serangga (atau penyerbuk lainnya) mendapat manfaat dari nutrisi tanaman, sementara tanaman mendapatkan penyebaran gamet mereka. Hubungan simbiosis adalah contoh mutualisme yang terkenal.

Definisi koevolusi

Co-evolusi terjadi ketika dua atau lebih spesies mempengaruhi evolusi yang lain. Sebenarnya, koevolusi mengacu pada pengaruh timbal balik antara spesies. Penting untuk membedakannya dari peristiwa lain yang disebut evolusi sekuensial, karena biasanya ada kebingungan di antara kedua fenomena tersebut.

Evolusi berurutan terjadi ketika satu spesies memiliki efek pada evolusi yang lain, tetapi hal yang sama tidak terjadi dalam arah sebaliknya – tidak ada timbal balik.

Istilah ini pertama kali digunakan pada tahun 1964 oleh peneliti Ehrlich dan Raven.

Karya Ehrlich dan Raven tentang interaksi antara lepidoptera dan tanaman mengilhami penyelidikan berturut-turut tentang “koevolusi.” Namun, istilah itu menjadi terdistorsi dan kehilangan makna seiring waktu.

Namun, orang pertama yang melakukan penelitian terkait koevolusi antara dua spesies adalah Charles Darwin , ketika dalam Origin of Species (1859) ia menyebutkan hubungan antara bunga dan lebah, meskipun ia tidak menggunakan kata “koevolusi” untuk menggambarkan fenomena tersebut.

Definisi Janzen

Jadi, pada tahun 60-an dan 70-an, tidak ada definisi khusus, sampai Janzen pada tahun 1980 menerbitkan sebuah catatan yang berhasil memperbaiki situasi.

Peneliti ini mendefinisikan istilah koevolusi sebagai: “suatu karakteristik individu dari suatu populasi yang berubah sebagai respons terhadap karakteristik lain dari individu dari populasi kedua, diikuti oleh respons evolusioner pada populasi kedua terhadap perubahan yang dihasilkan pada populasi pertama”.

Meskipun definisi ini sangat tepat dan dimaksudkan untuk memperjelas kemungkinan ambiguitas dari fenomena koevolusi, itu tidak praktis bagi ahli biologi, karena sulit untuk dibuktikan.

Demikian pula, koadaptasi sederhana tidak menyiratkan proses koevolusi. Dengan kata lain, pengamatan interaksi antara kedua spesies bukanlah bukti kuat untuk memastikan bahwa kita sedang menghadapi peristiwa koevolusi.

Syarat terjadinya koevolusi

Ada dua persyaratan untuk terjadinya fenomena koevolusi. Salah satunya adalah spesifisitas, karena evolusi setiap karakteristik atau sifat dalam satu spesies disebabkan oleh tekanan selektif yang dipaksakan oleh karakteristik spesies lain yang terlibat dalam sistem.

Kondisi kedua adalah timbal balik – karakter harus berevolusi bersama (untuk menghindari kebingungan dengan evolusi berurutan).

Teori dan hipotesis

Ada beberapa teori yang berkaitan dengan fenomena koevolusi. Di antara mereka adalah hipotesis mosaik geografis dan ratu merah.

Hipotesis mosaik geografis

Hipotesis ini diajukan pada tahun 1994 oleh Thompson, dan mempertimbangkan fenomena dinamis koevolusi yang dapat terjadi pada populasi yang berbeda. Dengan kata lain, setiap wilayah atau wilayah geografis menyajikan adaptasi lokalnya.

Proses migrasi individu memainkan peran mendasar, karena masuk dan keluarnya varian cenderung menyeragamkan fenotipe lokal dari populasi.

Dua fenomena ini – adaptasi lokal dan migrasi – adalah kekuatan yang bertanggung jawab atas mosaik geografis. Hasil dari peristiwa tersebut adalah kemungkinan untuk menemukan populasi yang berbeda di negara-negara koevolusi yang berbeda, karena masing-masing mengikuti lintasannya sendiri dari waktu ke waktu.

Berkat keberadaan mosaik geografis, kecenderungan studi koevolusi yang dilakukan di wilayah yang berbeda tetapi dengan spesies yang sama tidak konsisten satu sama lain atau dalam beberapa kasus, kontradiktif dapat dijelaskan.

Hipotesis Ratu Merah

Hipotesis Ratu Merah diajukan oleh Leigh Van Valen pada tahun 1973. Peneliti ini terinspirasi oleh buku Lewis Carrol Alice Through the Looking Glass . Dalam sebuah bagian dalam cerita, penulis menceritakan bagaimana karakter berlari secepat mereka bisa dan masih tetap di tempat yang sama.

Van Valen mengembangkan teorinya berdasarkan probabilitas konstan kepunahan yang dialami oleh garis keturunan organisme. Artinya, mereka tidak mampu “meningkatkan” dari waktu ke waktu dan kemungkinan kepunahan selalu sama.

Misalnya, predator dan mangsa mengalami perlombaan senjata yang konstan. Jika pemangsa meningkatkan kemampuannya untuk menyerang dengan cara apa pun, mangsanya harus meningkat ke tingkat yang sama – jika ini tidak terjadi, mereka mungkin punah.

Hal yang sama terjadi dalam hubungan parasit dengan inangnya atau pada herbivora dan tumbuhan. Peningkatan konstan dari kedua spesies yang terlibat ini dikenal sebagai hipotesis Ratu Merah.

Jenis

Koevolusi spesifik

Istilah “koevolusi” mencakup tiga tipe dasar. Bentuk paling sederhana disebut “koevolusi spesifik”, di mana dua spesies berevolusi sebagai respons terhadap yang lain dan sebaliknya. Misalnya mangsa tunggal dan predator tunggal.

Jenis interaksi ini memunculkan perlombaan senjata evolusioner, yang menghasilkan divergensi dalam sifat-sifat tertentu atau juga dapat menghasilkan konvergensi pada spesies mutualistik.

Model khusus ini, di mana hanya sedikit spesies yang terlibat, adalah yang paling cocok untuk menunjukkan keberadaan evolusi. Jika tekanan selektif sudah cukup kuat, kita harus mengharapkan munculnya adaptasi dan adaptasi kontra dalam spesies.

Koevolusi difus

Jenis kedua disebut “koevolusi difus”, dan itu terjadi ketika ada beberapa spesies yang terlibat dalam interaksi dan efek dari masing-masing spesies tidak independen. Misalnya, variasi genetik dalam ketahanan inang terhadap dua spesies parasit yang berbeda dapat dikaitkan.

Kasus ini jauh lebih umum di alam. Namun, jauh lebih sulit untuk dipelajari daripada koevolusi tertentu, karena keberadaan banyak spesies yang terlibat membuat desain eksperimental menjadi sangat sulit.

Melarikan diri dan radiasi

Akhirnya, kita memiliki kasus “melarikan diri dan radiasi”, di mana suatu spesies mengembangkan jenis pertahanan melawan musuh, jika berhasil, ia dapat berkembang biak dan garis keturunan dapat terdiversifikasi, karena tekanan spesies musuh tidak begitu kuat.

Misalnya, ketika suatu spesies tanaman mengembangkan senyawa kimia tertentu yang ternyata sangat berhasil, ia dapat membebaskan diri dari konsumsi berbagai herbivora. Untuk alasan ini, garis keturunan tanaman dapat beragam.

Contoh

Proses co-evolusi dianggap sebagai sumber keanekaragaman hayati di planet bumi. Fenomena yang sangat khusus ini telah hadir dalam peristiwa terpenting dalam evolusi organisme.

Berikut ini kita akan menjelaskan contoh yang sangat umum dari peristiwa koevolusi antara garis keturunan yang berbeda dan kemudian kita akan berbicara tentang kasus yang lebih spesifik pada tingkat spesies.

Asal usul organel pada eukariota

Salah satu peristiwa terpenting dalam evolusi kehidupan adalah inovasi sel eukariotik . Ini ditandai dengan memiliki nukleus sejati yang dibatasi oleh membran plasma dan menghadirkan kompartemen atau organel subseluler.

Ada bukti yang sangat kuat yang mendukung asal usul sel-sel ini melalui koevolusi dengan organisme simbiosis yang membuka jalan bagi mitokondria saat ini. Ide ini dikenal sebagai teori endosimbiosis.

Hal yang sama berlaku untuk asal usul tumbuhan. Menurut teori endosimbiosis, kloroplas berasal dari peristiwa simbiosis antara bakteri dan organisme lain yang lebih besar yang akhirnya menelan organisme yang lebih kecil.

Kedua organel – mitokondria dan kloroplas – memiliki karakteristik tertentu yang mirip dengan bakteri, seperti jenis materi genetik, DNA sirkular , dan ukurannya.

Asal usul sistem pencernaan

Sistem pencernaan banyak hewan adalah keseluruhan ekosistem yang dihuni oleh flora mikroba yang sangat beragam.

Dalam banyak kasus, mikroorganisme ini memainkan peran penting dalam pencernaan makanan, membantu pencernaan nutrisi dan dalam beberapa kasus mereka dapat mensintesis nutrisi untuk tuan rumah.

Hubungan evolusioner antara bayi burung dan burung murai

Pada burung ada fenomena yang sangat khusus, terkait dengan bertelur di sarang orang lain. Sistem koevolusi ini terdiri dari criollo ( Clamator glandarius ) dan spesies inangnya, murai ( Pica pica ).

Peletakan telur tidak dilakukan secara sembarangan. Sebaliknya, anak sapi memilih pasangan burung murai yang paling banyak berinvestasi dalam pengasuhan orang tua. Dengan demikian, individu baru akan menerima perawatan yang lebih baik dari orang tua angkatnya.

Bagaimana Anda melakukannya? Menggunakan sinyal yang terkait dengan seleksi seksual inang, seperti sarang yang lebih besar.

Menanggapi perilaku ini, burung murai mengecilkan ukuran sarang mereka hampir 33% di daerah di mana anak-anak mereka berada. Demikian pula, mereka juga memiliki pertahanan aktif perawatan sarang.

Induk juga mampu menghancurkan telur murai, untuk mendukung pemeliharaan anak-anaknya. Sebagai tanggapan, burung murai meningkatkan jumlah telur per sarang untuk meningkatkan efektivitasnya.

Adaptasi yang paling penting adalah mampu mengenali telur parasit untuk mengeluarkannya dari sarangnya. Meskipun burung parasit telah mengembangkan telur yang sangat mirip dengan burung murai.

Referensi

  1. Darwin, C. (1859). Tentang asal usul spesies melalui seleksi alam. Murray.
  2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusioner . Aula Prentice.
  3. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
  4. Janzen, DH (1980). Kapan itu koevolusi. Evolusi , 34 (3), 611-612.
  5. Langmore, NE, Hunt, S., & Kilner, RM (2003). Eskalasi perlombaan senjata evolusioner melalui penolakan inang terhadap induk parasit muda. Alam , 422 (6928), 157.
  6. Soler, M. (2002). Evolusi: dasar Biologi . Proyek Selatan.