ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Γενική Οικολογία Οικολογικές Αλληλεπιδράσεις (Συνεξέλιξη των αλληλεπιδράσεων) Διδάσκων: Αν. Καθ. John M. Halley

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Συνεξέλιξη των αλληλεπιδράσεων 2. Αλληλεπιδράσεις Συνεξέλιξη των αλληλεπιδράσεων … και εξελικτικές συνέπειες Molles 15, Λυκάκης 10.5, Pianka 15 (το περισσότερο δεν βρίσκεται στο βιβλίο )

Διαειδικός ανταγωνισμός Συνεξέλιξη: ανταγωνισμός Διαειδικός ανταγωνισμός Στον ανταγωνισμό, ένας από τους ανταγωνιστές μπορεί να εξαφανιστεί  πίεση να εξελιχθεί Μετατόπιση οικοθέσεων (“character displacement”). Δημιουργία νέων οικοθέσεων. “Evolutionary arms races”. (Συμμετρικά).

θήρευση & φυτοφαγία Η πίεση της θήρευσης  “Evolutionary arms races” Συνεξέλιξη: Θήρευση, φυτοφαγία, παρασιτισμός θήρευση & φυτοφαγία Η πίεση της θήρευσης  “Evolutionary arms races” (όχι συμμετρικά) G. Camelopardalis + Acacia Acinonyx jubatus + Eudorcas thomsoni Ποιοι είναι οι νικητές ; Dawkins, R. & Krebs, J.R. (1979) Arms Races between species, Proc. R. Soc. Lond. B: Biological Sciences 205, 489-511.

Ο αριθμός γενών με διάρκεια ύπαρξης ΔΤ, πέφτει εκθετικά Συνεξέλιξη: Θήρευση, φυτοφαγία, παρασιτισμός Ο κανόνας του Van Valen Ο αριθμός γενών με διάρκεια ύπαρξης ΔΤ, πέφτει εκθετικά Van Valen L 1975 “Group selection, sex and fossils”. Evolution 29: 87-94

Από «Πληθυσμοί με κατανομή ηλικίας» Έστω υπάρχουν G0 γένη στο κόσμο στο χρόνο «0». Ο Van Valen Βρήκε ότι πέφτουν με εκθετικό ρυθμό. Ο αριθμός επιζώντων το χρόνο t είναι: Επιβίωση του σταδίου t (σε μονάδες 106 χρόνια) Δύναμη Θνησιμότητας του σταδίου t Θνησιμότητα σταθερή

Συνεξέλιξη: Θήρευση, φυτοφαγία, παρασιτισμός Ο κανόνας του Van Valen Δεν αλλάζει με το χρόνο η πιθανότητα εξαφάνισης (δεν φέρνει επιπλέον όφελος αν είσαι εδώ για πολύ καιρό) Πώς εξηγείται αυτό;

Η αρχή της κόκκινης βασίλισσας Συνεξέλιξη: Θήρευση, φυτοφαγία, παρασιτισμός Η αρχή της κόκκινης βασίλισσας Στο βιβλίο "Through the Looking Glass, and What Alice Found There" (Lewis Carroll 1871), η κόκκινη βασίλισσα (που τρέχει αλλά δεν προχωράει) λέει στην Αλίκη «Σ’αυτόν τον τόπο, χρειάζεται να τρέχεις όσο μπορείς περισσότερο για να βρίσκεσαι στην ίδια θέση». «Στον αγώνα για επιβίωση, χρειάζεται συνεχής προσαρμογή του κάθε είδους ώστε να διατηρηθεί (να παραμείνει στη ίδια θέση), όταν τα άλλα είδη γύρω του αλλάζουν και αυτά (συνεξελίσσονται)». Εξηγεί τον κανόνα του Van Valen. Εξαιτίας της σκληρότητας του αγώνα για επιβίωση, κανείς δεν κυριαρχεί στο παιχνίδι για πολύ καιρό. Το καλύτερο που μπορεί να κάνει κανείς (στην εξέλιξη) είναι να μην χάσει έδαφος σε σχέση με τους ανταγωνιστές του, όταν εμφανίζονται νέες προκλήσεις. Οπότε η ζωή είναι πάντα σκληρή…. Δεν υπάρχουν πραγματικοί νικητές

Η αρχή της κόκκινης βασίλισσας ΙΙ Συνεξέλιξη: Θήρευση, φυτοφαγία, παρασιτισμός Η αρχή της κόκκινης βασίλισσας ΙΙ Εξηγεί εξαφανίσεις στα νησιά (π.χ. Hawaii κλπ.) εξαιτίας της θήρευσης ή του ανταγωνισμού από είδη που έρχονται από ηπειρωτικά οικοσυστήματα. Αρουραίοι, γάτες κλπ. επιβιώνουν μέχρι σήμερα, έχοντας αντιμετωπίσει επιτυχώς πολυάριθμες προκλήσεις στις ηπειρωτικές περιοχές. Οργανισμοί σε νησιά που δεν έχουν υποβληθεί σε τέτοιες ποικίλες και έντονες πιέσεις μπορεί να εξαφανιστούν, αφού δεν διαθέτουν κατάλληλες προσαρμογές. Rattus norvegicus Strigops habroptila

Η Απώλεια Λειτουργικότητας Εξηγείται από την αρχή της κόκκινης βασίλισσας Astyanax jordani γεννιέται χωρίς μάτια Astyanax mexicanus έχει μάτια (όταν γεννιέται) που ‘χάνονται’ μετά Έχασε τα φτερά του το kakapo Strigops habroptila

Εξασθένιση επιθετικότητας παρασίτου Συνεξέλιξη: Θήρευση, φυτοφαγία, παρασιτισμός Παρασιτισμός Εξασθένιση επιθετικότητας παρασίτου Το κουνέλι και η μυξωμάτωση στην Αυστραλία Στην Αυστραλία, η κυβέρνηση έφερε τον ιό της μυξωμάτωσης το 1950. Σε 2 χρόνια σκοτώθηκαν 80%-90% των κουνελιών. Τώρα όμως σκοτώνει «μόνο»* 50%. Αυτό οφείλεται στη συνέλιξη των δυο οργανισμών. *Έτσι, το 1995 η κυβέρνηση έφερε νέο ιό (τον calicivirus RHDV)

Σχέση μεταξύ παρασιτισμού και συνεργασίας Συνεξέλιξη: συνεργασία Σχέση μεταξύ παρασιτισμού και συνεργασίας Πληθυσμός Α Πληθυσμός Β Ν άτομα Μ άτομα διαειδική επίδραση βασική αύξηση Στις εξισώσεις, η παράμετρος «ε» σχετικά με την αλληλεπίδραση μπορεί να είναι θετική ή αρνητική.

Το παράδειγμα της μυξωμάτωσης στην Αυστραλία Συνεξέλιξη: συνεργασία Το παράδειγμα της μυξωμάτωσης στην Αυστραλία διαειδική επίδραση Τιμή του ε παρασιτισμός συνεργασία ε=0 Πολύ αρνητική Αρνητική Θετική Πολύ θετική μυξωμάτωση 1950 μυξωμάτωση 2005 μυξωμάτωση 5005 ??? Για να γίνει συνεργάτης, το παράσιτο πρέπει να «βρει» κάτι θετικό να προσφέρει στον οργανισμό.

παρασιτισμός ε συνεργασία Συνεξέλιξη: συνεργασία Νέα παράσιτα Παλιά Νέα παράσιτα Παλιά Στην εξελικτική κλίμακα, τα περισσότερα συστήματα παράσιτου-ξενιστή εξελίσσονται προς μη-θανατηφόρο αποτέλεσμα. Υπάρχουν αρκετές περιπτώσεις όπου οργανισμοί που άρχισαν ως παράσιτα έχουν περάσει στη συνεργασία/συμβίωση (μερικές τέτοιες συμβιώσεις παίζουν μεγάλο ρόλο στη βιόσφαιρα). Είναι πιθανή και η αντίθετη εξέλιξη, δηλαδή ένας συνεργάτης να γίνει παράσιτο.

Μπορεί ο συνεργάτης να γίνει παράσιτο Συνεξέλιξη: συνεργασία Μπορεί ο συνεργάτης να γίνει παράσιτο ε παρασιτισμός συνεργασία Σε αυτή την περίπτωση, το πουλί μπορεί να παίρνει και αίμα από το θηλαστικό όλο και περισσότερο...  «εκμετάλλευση»  παρασιτισμός African buffalo: Syncerus caffer caffer Τα σύνορα ανάμεσα τον «παρασιτισμό» και τη «συνεργασία» είναι μεταβλητά.

Συνεργασία/Συμβίωση Ο ρόλος της συνεργασίας/συμβίωσης στην εξέλιξη Συνεξέλιξη: συνεργασία Συνεργασία/Συμβίωση Ο ρόλος της συνεργασίας/συμβίωσης στην εξέλιξη χλωροπλάστες μιτοχόνδριο Πολλά κυτταρικά όργανα (π.χ. ο χλωροπλάστης και το μιτοχόνδριο) θεωρούνται προϊόντα ενδοσυμβίωσης και τώρα πια βρίσκονται σταθερά σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Τέτοιες συμβιώσεις παίζουν τεράστιο ρόλο στη βιόσφαιρα Lynn Sagan (1967). On the origin of mitosing cells. J. Theoretical Biology 14(3), 255-274 Lynn (Sagan) Margulis (1993). Symbiosis in Cell Evolution: Microbial communities in the Archean and Proterozoic eons (second edition).

Συνεξέλιξη : συμπεράσματα Ανταγωνισμός και θήρευση : Πίεση => “Evolutionary arms races” Νόμος του Van Valen (διάρκεια ύπαρξης στον κόσμο είναι τυχαία) + “Red queen hypothesis” => το καλύτερο είναι να μην χάνεις έδαφος. Συνεξέλιξη παρασιτισμού και συνεργασίας Παρασιτισμός  Εξασθένιση επιθετικότητας  συνεργασία Συνεργασία  Εκμετάλλευση  Παρασιτισμός. Ο ρόλος της συνεργασίας στην εξέλιξη και οικολογία πιθανόν ακόμα υποεκτιμείται.

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ. http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1306.

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων: Αν. Καθ. John M. Halley. «Γενική Οικολογία. Οικολογικές Αλληλεπιδράσεις, Συνεξέλιξη των αλληλεπιδράσεων». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1306.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση – Όχι Παράγωγα Έργα, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1] https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.