协同进化：理论，类型和例子 - 生物学 - 2025

该协同进化是涉及两种或两种以上的相互进化改变。该现象是由它们之间的相互作用引起的。生物之间发生的不同相互作用-竞争，剥削和互惠互利-导致有关谱系的演变和多样化产生重要后果。

进化系统的一些例子是寄生虫与其寄主，以其为食的植物和草食动物之间的关系，或天敌与其猎物之间发生的拮抗作用。

资料来源：Brocken Inaglory

共同进化被认为是由物种之间的相互作用所产生的当今引起我们钦佩的巨大多样性的现象之一。

在实践中，证明交互作用是一次协同进化事件并非易事。尽管两个物种之间的相互作用显然是完美的，但这并不是协同进化过程的可靠证据。

一种方法是使用系统发育研究来测试是否存在类似的多元化模式。在许多情况下，当两个物种的系统发育完全一致时，可以假定两个谱系之间都存在共同进化。

互动类型

在研究与协同进化有关的问题之前，有必要提及物种之间发生的相互作用的类型，因为这些相互作用具有非常重要的进化结果。

竞争

物种可以竞争，这种相互作用对所涉个体的生长或繁殖产生负面影响。如果竞争发生在同一物种的成员之间，那么竞争可以是种内竞争，也可以是个体属于不同物种时种间竞争。

在生态学中，使用了“竞争排斥原理”。这个概念提出，如果其余的生态因素保持不变，则争夺相同资源的物种将无法以稳定的方式竞争。换句话说，两个物种没有占据相同的生态位。

在这种类型的交互作用中，一个物种总是最终被排除在另一个物种之外。或者将它们划分为适当位置的某个维度。例如，如果两种鸟类以相同的东西为食，并具有相同的休息区，则为了继续共存，它们可能会在一天的不同时间达到活动高峰。

开发

物种之间相互作用的第二种类型是开发。在此，物种X刺激物种Y的发育，但该物种Y抑制X的发育。典型的例子包括捕食者与猎物之间的相互作用，带有宿主的寄生虫以及带有食草动物的植物。

就草食动物而言，面对植物产生的次生代谢产物，解毒机制会不断发展。同样，植物可以更有效地进化为毒素，从而将毒素驱除。

捕食者与猎物的互动也是如此，猎物不断地提高其逃生能力，而掠食者则提高其攻击能力。

互助共生

最后一种关系涉及参与交互的两个物种的利益或正向关系。然后谈到物种之间的“相互剥削”。

例如，昆虫与其授粉媒介之间的共生互惠互利：昆虫（或其他授粉媒介）从植物营养中受益，而植物则获得了它们的配子。共生关系是另一个众所周知的互惠的例子。

协同进化的定义

当两个或多个物种影响另一个物种的进化时，就会发生共同进化。严格来说，协同进化是指物种之间的相互影响。有必要将其与另一个称为顺序进化的事件区分开来，因为这两种现象之间通常会混淆。

当一种物种对另一种物种的进化有影响时，就会发生顺序进化，但反过来就不会发生-没有互惠性。

该术语于1964年由研究人员Ehrlich和Raven首次使用。

埃里希（Ehrlich）和乌鸦（Raven）对鳞翅目与植物之间相互作用的研究激发了对“协同进化”的连续研究。但是，随着时间的流逝，该术语变得失真并且失去了意义。

但是，最早进行与两个物种之间的进化有关的研究的人是查尔斯·达尔文（Charles Darwin），他在《物种起源》（The Origin of Species）（1859）中提到花朵与蜜蜂之间的关系，尽管他没有使用“共同进化”来描述这种现象。

Janzen的定义

因此，在60年代和70年代，没有具体定义，直到Janzen在1980年发表了能够纠正这种情况的注释。

该研究人员将术语“共同进化”定义为：“种群个体的特征，其响应于第二种群个体的另一特征而变化，随后是第二种群对第一种群产生的变化的进化响应”。

尽管此定义非常精确，并且旨在澄清协同进化现象的可能歧义，但由于难以证明，因此对生物学家来说不切实际。

以同样的方式，简单的协同适配并不意味着协同进化过程。换句话说，观察这两个物种之间的相互作用并不是确保我们面临共同进化事件的有力证据。

协同进化发生的条件

发生协同进化现象有两个要求。一种是特异性，因为一个物种中每个特征或性状的进化是由于系统中涉及的其他物种的特征所施加的选择压力所致。

第二个条件是互惠性-角色必须一起进化（避免与顺序进化相混淆）。

理论与假设

有两种与协同进化现象有关的理论。其中包括地理镶嵌和红色女王的假设。

地理镶嵌假说

该假设由汤普森（Thompson）于1994年提出，它考虑了可能在不同人群中发生的共同进化的动态现象。换句话说，每个地理区域或地区都呈现其本地适应性。

个体的迁移过程起着根本性的作用，因为变异的进入和退出趋于使种群的局部表型同质化。

这两种现象-局部适应和迁移-是造成地理镶嵌的原因。事件的结果是有可能在不同的共同进化状态下找到不同的种群，因为每个人随时间推移都遵循其自己的轨迹。

由于地理镶嵌的存在，在不同地区进行的共同进化研究趋向于彼此相同或在某些情况下彼此矛盾，或者在某些情况下可以解释矛盾。

红皇后假说

红色女王假说是利·范·瓦伦（Leigh Van Valen）于1973年提出的。研究人员的灵感来自刘易斯·卡罗尔（Lewis Carrol）的《爱丽丝梦游仙境》。在故事的一段中，作者讲述了角色如何尽可能快地运行并仍然留在原地。

范·瓦伦（Van Valen）基于生物谱系遭受灭绝的恒定概率发展了他的理论。也就是说，它们不能随时间“改善”，并且灭绝的可能性总是相同的。

例如，掠食者和猎物会经历不断的军备竞赛。如果捕食者以任何方式提高其攻击能力，则猎物也应改善到类似的程度-如果这种情况不发生，它们可能会灭绝。

寄生虫与其宿主或食草动物和植物之间的关系也相同。涉及的两个物种的这种持续改进被称为“红色女王假说”。

种类

特定协同进化

术语“协同进化”包括三种基本类型。最简单的形式称为“特定协同进化”，其中两个物种响应另一个而进化，反之亦然。例如，一个猎物和一个捕食者。

这种相互作用导致了进化军备竞赛，这导致了某些性状的分歧，或者也可能导致互惠物种的融合。

这种涉及很少物种的特定模型最适合证明进化的存在。如果选择压力足够强大，我们应该期望该物种出现适应和反适应。

扩散协同进化

第二种类型称为“扩散协同进化”，当相互作用中涉及多个物种并且每个物种的作用不是独立的时，就会发生这种情况。例如，宿主对两种不同种类的寄生虫的抗性的遗传变异可能是相关的。

这种情况实际上更加频繁。但是，与特定的协同进化相比，研究起来要困难得多，因为涉及多个物种的存在使实验设计非常困难。

逃逸和辐射

最后，我们以“逃逸与辐射”为例，一个物种进化出一种防御敌人的防御方式，如果成功，它可以扩散，并且沿袭可以多样化，因为敌人的压力并不大。好强大。

例如，当植物物种进化出某种非常成功的化合物时，它可以摆脱各种食草动物的消耗。因此，植物的谱系可以多样化。

例子

共同进化过程被认为是地球生物多样性的来源。这种非常特殊的现象已出现在生物进化的最重要事件中。

现在，我们将描述不同谱系之间共同进化事件的非常一般的例子，然后我们将讨论物种层面上更具体的情况。

真核生物中细胞器的起源

生命进化中最重要的事件之一是真核细胞的创新。它们的特征在于具有由质膜界定的真实核并呈现亚细胞区室或细胞器。

有非常有力的证据支持通过与让位给当前线粒体的共生生物共同进化来支持这些细胞的起源。这个想法被称为共生共生理论。

植物的起源也是如此。根据内共生理论，叶绿体的产生是由于细菌与另一种较大生物之间的共生事件，最终吞噬了较小的一种。

两种细胞器-线粒体和叶绿体-都具有让人想起细菌的某些特征，例如遗传物质的类型，环状DNA及其大小。

消化系统的起源

许多动物的消化系统是一个极其多样化的微生物群落所栖息的整个生态系统。

在许多情况下，这些微生物在食物的消化中起着至关重要的作用，有助于营养的消化，在某些情况下，它们可以为宿主合成营养。

幼鸟与喜between之间的进化关系

在鸟类中，有一个非常特殊的现象，与在其他人的巢中产卵有关。这种共同进化的系统由克里奥（Clamator glandarius）及其寄主物种the（Pica pica）组成。

产卵不是随机完成的。相反，小牛会选择在父母照护方面投入最多的喜most对。因此，新人将从其养父母那里得到更好的照顾。

你怎么做呢？使用与宿主的性选择有关的信号，例如较大的巢。

为了响应这种行为，喜pies在幼鸟存在的地区将其巢大小减少了近33％。同样，它们也积极防御巢穴护理。

雏鸟还能够破坏喜p的卵，从而有利于其雏鸟的饲养。作为响应，喜pies增加了每个巢中卵的数量，以提高其有效性。

最重要的修改是能够识别寄生卵，以便将其从巢中排出。尽管寄生鸟已发育出与喜pies非常相似的卵。

参考文献

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