Evolutionära mekanismer

I föregående lektion introducerades selektionstryck - de faktorer som påverkar vilka individer som överlever och fortplantar sig. Nu tittar vi närmare på hur olika typer av selektionstryck ger upphov till olika mönster av evolution.

Typer av naturligt urval

Det naturliga urvalet ser beroende på art, population och miljö olika ut. Ofta talar man om tre olika typer av urval.

Stabiliserande urval

• Extremer missgynnas
• Den genomsnittliga egenskapen gynnas

Stabiliserande urval innebär att de genomsnittliga egenskaperna i största utsträckning gynnas. Detta sker exempelvis om miljön består oförändrad över en lång period.

Ett stabiliserande urval gör att fördelningen av egenskaper går mot “mitten”.

Riktat urval

• En extrem gynnas
• Den genomsnittliga egenskapen missgynnas

Ett riktat urval innebär istället att en av extremerna gynnas. Det sker oftast vid en snabb miljöförändring.

I ett riktat urval skjuts populationen mot en extrem egenskap.

Disruptivt urval

• Två olika extremer gynnas
• Den genomsnittliga egenskapen missgynnas

Det disruptiva urvalet (splittrande urval) innebär att två olika extremer gynnas. Precis som vid riktat urval gäller det ofta vid snabba miljöförändringar.

I ett disruptivt urval skjuts populationen mot två extrema egenskaper.

Sammanfattning av de tre typerna av urval och hur de påverkar fördelningen av egenskaper i en population.

Samevolution

Arter lever inte isolerat - en del av deras omgivande miljö är alla andra arter. När arter påverkar varandra och anpassar sig till varandra genom evolution kallas det samevolution (koevolution).

Konkurrens

Både arter och individer konkurrerar med varandra. Vi skiljer på:

• Intraspecifik konkurrens - mellan individer inom samma art
• Interspecifik konkurrens - mellan olika arter

Konkurrens innebär att båda parter missgynnas av interaktionen.

Lejon och fläckig hyena delar samma ekologiska nisch - de lever i samma område och jagar samma bytesdjur. De konkurrerar interspecifikt.

Två koantiloper gör upp om territorium, ett exempel på intraspecifik konkurrens.

Mutualism

Mutualism innebär, till skillnad från konkurrens, att båda parter gynnas av interaktionen.

Det tydligaste exemplet på samevolution genom mutualism är blommor och pollinatörer. Pollinatören får föda genom nektar, och för med sig pollen som hjälper växten att föröka sig.

Bakterier och andra mikroorganismer i tarmarna hos djur är ett annat exempel på mutualism.

Parasitism

En art gynnas på den andres bekostnad.

Häckningsparasitism - en gök har lagt ett ägg i en annan arts bo.

Predation

Det sker en konstant evolutionär kapprustning mellan ett rovdjur (predator) och dess bytesdjur. Snabbare byten överlever → snabbare rovdjur fångar byten → ännu snabbare byten överlever…

Populationen av harar och vargar påverkar varandra i en cyklisk dynamik.

Sexuell selektion

Utöver det naturliga urvalet har sexuell selektion en stor betydelse för evolutionen.

Könlig förökning ger upphov till genetisk variation genom rekombination av gener, men den har också begränsningar som påverkar evolutionen.

Könlig förökning kräver:

• Parningsbeteende
• Pollinationsmekanismer (hos växter)
• Stor produktion av pollen/spermier
• Egenskaper som attraherar partners

Den sexuella selektionen kan ge egenskaper som är en nackdel i andra avseenden en stor spridning i populationen. En påfågels stjärt gör honom mer synlig för rovdjur, men om honor föredrar hanar med stora stjärtar sprids genen ändå.

En påfågelhane exemplifierar sexuell selektion - stjärten är en nackdel för överlevnad men en fördel för fortplantning.

Konvergent och divergent evolution

Konvergent evolution

Konvergent evolution innebär att liknande livsmiljöer har lett till liknande egenskaper hos arter utan att de nödvändigtvis är nära släkt.

Vingen hos en pterosaur (flygreptil), fladdermus och fågel.

Jämför vingarna hos dessa tre arter - alla har samma funktion, men ser vi till vingens uppbyggnad har de olika ursprung.

Anatomisk jämförelse visar att vingarna har utvecklats oberoende av varandra.

I dessa exempel finns det ett evolutionärt släktskap mellan pterosaurien och fågeln (båda reptiler), men inte mellan dem och fladdermusen (däggdjur). Ändå har de alla utvecklat vingar. Det är konvergent evolution - liknande miljöer och selektionstryck leder till liknande anpassningar.

Pungvarg (utdöd sedan 1936)

Gråvarg

Anatomisk jämförelse mellan pungvarg (röd) och gråvarg (grön).

Divergent evolution

Om konvergent evolution innebär att två arter liknar varandra men har olika ursprung innebär istället divergent evolution att två arter har samma ursprung, men utvecklas i olika riktningar.

Detta sker när en population delas upp och de separata grupperna utsätts för olika selektionstryck. Med tiden kan skillnaderna bli så stora att de inte längre kan fortplanta sig med varandra - en ny art har bildats.

Framextremiteten hos fyra olika ryggradsdjur. De anatomiska delarna med samma färg har samma evolutionära ursprung (homologa strukturer) men har anpassats till helt olika funktioner: simma, springa, flyga och greppa.

Ett klassiskt exempel är Darwinfinkarna på Galapagosöarna. Alla cirka 15 arter härstammar från en gemensam förfader som koloniserade öarna. Olika selektionstryck på de olika öarna - tillgång till olika typer av föda - ledde till att finkarna utvecklade olika näbbformer.