A környezeti kontextus az alkalmazkodásban
Sokszor beszéltünk már arról, hogy a fajok valamilyen környezeti nyomás hatására fejlődnek, amely az adott fajon belül bizonyos tulajdonságoknak kedvez (vagy nem kedvez). Idővel ez változást idéz elő a faji tulajdonságok gyakoriságában, és megváltoztatja az adott faj általános átlagos fenotípusát (néha lassan, néha gyorsan).
Míg a környezetről általában az abiotikus feltételek, például a hőmérséklet vagy az éghajlat szempontjából beszélünk, ugyanilyen fontosak a biotikus tényezők is: vagyis a környezet azon részei, amelyek maguk is élőlények. Emiatt az egyik fajban bekövetkező változások mélyreható hatással lehetnek az ökoszisztémán belül összekapcsolódó más fajokra. Így egy faj evolúciója szervesen kapcsolódik az ökoszisztémán belüli más releváns fajok evolúciójához: gyakran ezek az összekapcsolt evolúciós utak harcolnak egymással, amikor mindegyikük változik. Nézzünk meg néhány különböző példát arra, hogy az egyik faj evolúciója hogyan hathat egy másik faj evolúciójára.
Ragadozó-zsákmány koevolúció
Az egyik legnyilvánvalóbb módja annak, hogy két különböző faj evolúciója kölcsönhatásba léphet egymással, a ragadozó és a zsákmány viszonya. Természetes, hogy a zsákmányfajok úgy fejlődnek, hogy különböző módokon képesek legyenek megvédeni magukat a ragadozóktól, például kripsis (pl. álcázás), mérgezés vagy viselkedésbeli változások (pl. éjszakai életmód vagy csoportos terelés) révén. Ezzel szemben a ragadozók új és jobb módszereket fejlesztenek ki a zsákmány felismerésére és levadászására, például fokozott érzékszerveket, mérget és lopakodást (például puha párnázott lábak révén).
A ragadozó-zsákmány koevolúcióra milliónyi lehetséges példát lehetne itt felhasználni, amelyek azon a folyamatos törekvésen alapulnak, hogy az egyik faj a másik fölé kerekedjen. De az egyik, ami eszembe jut, egy olyan élőlény, amelyről skandináviai nyaralásom során szereztem tudomást: a fenyőmárna, és az, hogy hogyan hat a mókusokra.
A fenyőmárna a vidrával, a menyéttel, a hermelinekkel és a rozsomákokkal együtt a muszlinfélék családjába tartozó faj. Sok más muszkafélékhez hasonlóan húsevő emlősök, amelyek különféle zsákmányállatokkal, például rágcsálókkal, kismadarakkal és rovarokkal táplálkoznak. Az egyik leggyakoribb faj, amelyet zsákmányolnak, a mókusok: mind a vörös mókusok, mind a szürke mókusok potenciális táplálékot jelentenek az aranyos, mégis vad fenyőmárna számára.
A fenyőmárna elterjedési területén belül (Európa nagy részén) azonban a vörös mókusok az őshonos fajok, a szürke mókusok pedig invazív, Észak-Amerikából származó fajok. A vörös mókus és a fenyőmárna hosszú távú kapcsolata miatt együttfejlődtek: leginkább azáltal, hogy a vörös mókusok többnyire arboreális életmódra váltottak, és a lehető legjobban elkerülik a földet. A szürkemókusoknak azonban nem volt meg az evolúciós történelmük ahhoz, hogy megtanulják ezt a leckét, és könnyű táplálékot jelentenek egy okos fenyőmárna számára. Így azokban a régiókban, ahol a fenyőmárnákat megőrizték vagy visszatelepítették, aktívan visszaszorítják az invazív szürkemókus-populációt, ami viszont a konkurencia csökkentése révén fellendíti az őshonos vörös mókusállományt. A vörös mókus és a fenyőmárna közötti koevolúciós kapcsolat kritikus fontosságú az invazív faj elleni küzdelemben.
Gazdaparazita koevolúció
A ragadozó és zsákmány koevolúcióhoz hasonlóan a kórokozó fajok és szerencsétlen gazdáik is egyfajta “fegyverkezési versenyen” mennek keresztül. A parazitáknak folyamatosan új módszereket kell kifejleszteniük a fertőzésre és a gazdaszervezetekre való átvitelre, miközben a gazdaszervezetek új módszereket fejlesztenek ki a fertőző fajokkal szembeni ellenállásra és azok elkerülésére. Az evolúciós erőknek ezt a spirális csatáját nevezik “Vörös Királynő-hipotézisnek”, amelyet 1973-ban Leigh Van Valen fogalmazott meg, és amelyet a koevolúció számos más formájának leírására használnak. Az elnevezés Lewis Carroll Tükrön át című művéből származik, mégpedig egy idézetből:
“Na, itt, látod, minden futásra szükség van ahhoz, hogy ugyanott maradj.”
Az idézet arra utal, hogy a fajoknak folyamatosan alkalmazkodniuk és reagálniuk kell más fajok evolúciójára, hogy fennmaradjanak és megakadályozzák a kihalást. Azok a fajok, amelyek statikusak maradnak és nem fejlődnek tovább, elkerülhetetlenül kihalnak, ahogy a körülöttük lévő világ változik.
Mimikri
A természetben rengeteg más furcsa és egyedi koevolúciós mechanizmus létezik. Az egyik ilyen a mimikri, az a folyamat, amelynek során egy faj megpróbál úgy kinézni, mint egy másik, hogy megvédje magát. Az erről ismert legikonikusabb csoport a pillangóké: sok faj, bár evolúciósan nagyon különbözőek lehetnek, hasonló színezési mintázatot és testformát használnak utánzóként. A másolás jellegétől függően a mimikri két nagy kategóriába sorolható. Mindkét esetben az eredeti “referenciafaj” mérgező vagy élvezhetetlen a ragadozók számára, és ezt egyfajta színjelzéssel kommunikálja: gondoljunk csak a méhek és darazsak élénksárga színére vagy a katicabogarak piros színére. Ahol a két kategória változik, az a “mimikai” faj természete.
Mülleri mimikri
Ha a mimikai faj szintén mérgező vagy élvezhetetlen, akkor ezt Mülleri mimikri-nek nevezzük (Johann Friedrich Theodor Müller után). Azáltal, hogy a két mimikáló faj azonos színezetű és mindkettő mérgező, a ragadozók számára a jel megtanulásának lehetőségét növeli. Ha egy ragadozó bármelyik fajt elfogyasztja, akkor azt a színmintát a mérgező hatáshoz társítja, és a jövőben egyik faj sem lesz olyan valószínű, hogy zsákmányul ejti. Ebben az értelemben ez egy kooperatív koevolúciós kapcsolat a két fizikailag hasonló faj között.
Batesi mimikri
Ezzel szemben előfordulhat, hogy a mimikri valójában nem mérgező vagy élvezhetetlen, és egyszerűen csak lemásolja a mérgező fajt. Ezt nevezik batesi mimikriának (Henry Walter Bates után), és az utánzó faj arra támaszkodik, hogy a szín és a toxicitás társítását a ragadozók a “referenciafajon” keresztül tanulták meg. Bár az utánzó faj nem mérgező, lényegében a ténylegesen mérgező faj által már elvégzett kemény evolúciós munkára támaszkodik. Ebben az esetben a koevolúciós kapcsolat inkább parazita, mivel a mimikri profitál a “referenciafajból”, de a szívességet nem viszonozza.
A fajok koevolúciója és a fajok közötti kölcsönhatások jelentősége
A természetben számtalan olyan faji kölcsönhatás létezik, amely koevolúciós kapcsolatokat mozgathat. Ezek közé tartozhatnak a szimbiózis különböző formái, vagy a különböző fajok ökoszisztéma-mérnökökre adott válaszai: vagyis olyan fajok, amelyek képesek megváltoztatni és alakítani az őket körülvevő környezetet (például a korallok a zátonyrendszerekben). Annak megértéséhez, hogy egy faj hogyan fejlődik a környezetében, figyelembe kell vennünk, hogy sok más helyi faj is fejlődik és reagál a maga módján.