Samanpassing - Co-adaptation

I biologi er ko-tilpasning prosessen der to eller flere arter, gener eller fenotypiske trekk gjennomgår tilpasning som et par eller en gruppe. Dette skjer når to eller flere samspillende egenskaper gjennomgår naturlig seleksjon sammen som svar på det samme selektive trykket, eller når selektive trykk endrer en karakteristikk og fortløpende endrer den interaktive karakteristikken. Disse samspillende egenskapene er bare gunstige når de er sammen, noen ganger fører til økt gjensidig avhengighet. Selv om tilpasning og koevolusjon ikke er den samme, selv om den er lik i prosessen; co-tilpasning refererer til samspillet mellom to enheter, mens co-evolusjon refererer til deres evolusjonære historie. Samanpassing og dens eksempler blir ofte sett på som bevis for samutvikling.

Gener og proteinkomplekser

På genetisk nivå er co-tilpasning akkumulering av interagerende gener i genpopulasjonen til en populasjon ved valg. Seleksjonstrykk på et av genene vil påvirke dets interagerende proteiner, hvoretter kompenserende endringer oppstår.

Proteiner virker ofte i komplekse interaksjoner med andre proteiner, og funksjonelt relaterte proteiner viser ofte en lignende evolusjonær bane. En mulig forklaring er ko-tilpasning. Et eksempel på dette er samspillet mellom proteiner kodet av mitokondrie-DNA (mtDNA) og nukleært DNA (nDNA). MtDNA har høyere evolusjon / mutasjon enn nDNA, spesielt i spesifikke kodende regioner. For å opprettholde fysiologisk funksjonalitet, vil imidlertid utvalg for funksjonelt samhandlende proteiner, og derfor co-tilpasset nDNA være gunstig.

Samadaptasjon mellom mtDNA og nDNA-sekvenser har blitt studert i copepod Tigriopus californicus . MtDNA av COII- kodende sekvenser blant konspesifikke populasjoner av denne arten divergerer mye. Når mtDNA fra en populasjon ble plassert i en kjernefysisk bakgrunn av en annen befolkning, reduseres cytokrom c oksidaseaktivitet betydelig, noe som tyder på co-tilpasning. Resultatene viser en usannsynlig sammenheng mellom variasjonen i mtDNA og miljøfaktorer. En mer sannsynlig forklaring er den nøytrale evolusjonen av mtDNA med kompenserende endringer av nDNA drevet av nøytral evolusjon av mtDNA (tilfeldige mutasjoner over tid i isolerte populasjoner).

Bakterier og bakteriofager

Genblokker i bakterielle genomer er sekvenser av gener, samlokalisert på kromosomet , som er evolusjonært konservert på tvers av mange taxa. Noen konserverte blokker er operoner , der genene transkriberes til polycistonic mRNA , og slike operoner er ofte assosiert med en enkelt funksjon slik som en metabolsk vei eller et proteinkompleks . Samlokalisering av gener med beslektet funksjon og bevaring av disse forholdene over evolusjonær tid indikerer at naturlig seleksjon har fungert for å opprettholde en samadaptiv fordel.

Da den tidlige kartleggingen av gener på bakteriofagen T4- kromosom utviklet seg, ble det tydelig at arrangementet av genene langt fra er tilfeldig. Gener med lignende funksjoner har en tendens til å falle i klynger og ser ut til å være tilpasset hverandre. For eksempel gener som spesifiserer proteiner som anvendes i bakteriofag hode morfogenese er tett gruppert. Andre eksempler på tilsynelatende co-tilpassede klynger er genene som bestemmer bunnplatekilen, halefibrene og DNA-polymerase- tilleggsproteiner. I andre tilfeller der det strukturelle forholdet til genproduktene ikke er like tydelig, kan det også forekomme en samtilpasset klynging basert på funksjonell interaksjon. Dermed foreslo Obringer at en spesifikk klynge av gener, sentrert rundt imm- og spackle- gener, koder proteiner tilpasset konkurranse og forsvar på DNA- nivå.

Organer

I likhet med egenskaper på genetisk nivå, kan aspekter av organer også være gjenstand for medaptilpasning. For eksempel kan slanke bein ha lignende ytelse med hensyn til å bære daglige belastninger som tykkere bein, på grunn av slanke bein som har mer mineralisert vev . Dette betyr at slankhet og mineraliseringsnivå sannsynligvis er blitt tilpasset. Imidlertid, på grunn av å være hardere enn tykke bein, er slanke bein generelt mindre smidige og mer utsatt for brudd, spesielt når de utsettes for mer ekstreme belastningsforhold.

Svak elektrisk fisk er i stand til å skape et svakt elektrisk felt ved hjelp av et elektrisk organ . Disse elektriske feltene kan brukes til å kommunisere mellom individer gjennom elektriske organutladninger (EOD), som kan moduleres ytterligere for å skape kontekstspesifikke signaler kalt 'kvitring'. Fisk kan ane disse elektriske feltene og signalene ved hjelp av elektroreseptorer . Forskning på spøkelsesknivfisk indikerer at signalene som produseres av elektrisk fisk og måten de mottas på, kan være co-tilpasset, da miljøet der fisken befinner seg (både fysisk og sosialt) påvirker valg for kvitring, EOD og påvisning. Interaksjoner mellom territoriell fisk favoriserer andre signalparametere enn interaksjoner innen sosiale grupper av fisk.

Oppførsel

Oppførselen til foreldre og deres avkom under fôring påvirkes av hverandre. Foreldre spiser avhengig av hvor mye deres avkom ber, mens avkommet ber avhengig av hvor sulten det er. Dette vil normalt føre til en interessekonflikt mellom foreldre og avkom, da avkommet vil ønske å bli matet så mye som mulig, mens foreldrene bare kan investere en begrenset mengde energi i foreldrenes omsorg. Som sådan vil valg forekomme for kombinasjonen av tigging og fôringsatferd som fører til høyest kondisjon, noe som resulterer i ko-tilpasning. Samtilpassing av foreldre og avkom kan påvirkes ytterligere av informasjonsasymmetri, slik at kvinnelige blå pupper blir mer utsatt for tiggeradferd i naturen, noe som resulterer i at de reagerer mer enn menn på lignende nivåer av stimuli.

Delvis og antagonistisk medaptilpasning

Det er også mulig for relaterte egenskaper å bare delvis tilpasse seg på grunn av at egenskaper ikke utvikler seg i samme hastighet, eller helt motsier hverandre. Forskning på australske skinks avslørte at dagskink har høy temperaturpreferanse og kan sprint optimalt ved høyere temperaturer, mens nattlig skink har lav foretrukket temperatur og optimal temperatur. Forskjellene mellom høye og lave optimale temperaturer var imidlertid mye mindre enn mellom foretrukne temperaturer, noe som betyr at nattlige skink sprint langsommere sammenlignet med deres daglige kolleger. I tilfelle av Eremiascincus , avvikte den optimale temperaturen og den foretrukne temperaturen fra hverandre i motsatte retninger, og skapt antagonistisk ko-tilpasning.

Se også

Referanser

Eksterne linker