Coadaptación - Co-adaptation

En biología , co-adaptación es el proceso por el cual dos o más especies, genes o rasgos fenotípicos se someten a la adaptación como un par o grupo. Esto ocurre cuando dos o más características que interactúan se someten a la selección natural juntas en respuesta a la misma presión selectiva o cuando las presiones selectivas alteran una característica y alteran consecutivamente la característica interactiva. Estas características interactivas solo son beneficiosas cuando están juntas, lo que a veces conduce a una mayor interdependencia. La coadaptación y la coevolución , aunque similares en el proceso, no son lo mismo; la coadaptación se refiere a las interacciones entre dos unidades, mientras que la coevolución se refiere a su historia evolutiva. La coadaptación y sus ejemplos se ven a menudo como evidencia de la coevolución.

Genes y complejos de proteínas

A nivel genético, la coadaptación es la acumulación de genes que interactúan en el acervo genético de una población por selección. Las presiones de selección sobre uno de los genes afectarán a las proteínas que interactúan, después de lo cual se producen cambios compensatorios.

Las proteínas a menudo actúan en interacciones complejas con otras proteínas y las proteínas relacionadas funcionalmente a menudo muestran un camino evolutivo similar. Una posible explicación es la coadaptación. Un ejemplo de esto es la interacción entre proteínas codificadas por ADN mitocondrial (ADNmt) y ADN nuclear (ADNn). El mtDNA tiene una mayor tasa de evolución / mutación que el nDNA, especialmente en regiones codificantes específicas. Sin embargo, para mantener la funcionalidad fisiológica, será favorable la selección de proteínas que interactúan funcionalmente y, por lo tanto, el ADNn coadaptado.

Se ha estudiado la coadaptación entre las secuencias de mtDNA y nDNA en el copépodo Tigriopus californicus . El ADNmt de las secuencias codificantes de COII entre poblaciones conespecíficas de esta especie diverge ampliamente. Cuando el ADNmt de una población se colocó en un fondo nuclear de otra población, la actividad de la citocromo c oxidasa disminuye significativamente, lo que sugiere una coadaptación. Los resultados muestran una relación poco probable entre la variación en el mtDNA y los factores ambientales. Una explicación más probable es la evolución neutra del mtDNA con cambios compensatorios por el nDNA impulsados ​​por la evolución neutra del mtDNA (mutaciones aleatorias a lo largo del tiempo en poblaciones aisladas).

Bacterias y bacteriófagos

Los bloques de genes en los genomas bacterianos son secuencias de genes, coubicadas en el cromosoma , que se conservan evolutivamente en numerosos taxones. Algunos bloques conservados son operones , donde los genes se cotranscriben al ARNm policistónico , y tales operones a menudo se asocian con una única función, como una vía metabólica o un complejo proteico . La coubicación de genes con función relacionada y la preservación de estas relaciones durante el tiempo evolutivo indica que la selección natural ha estado operando para mantener un beneficio coadaptativo.

A medida que avanzaba el mapeo temprano de genes en el cromosoma del bacteriófago T4 , se hizo evidente que la disposición de los genes dista mucho de ser aleatoria. Los genes con funciones similares tienden a agruparse y parecen estar coadaptados entre sí. Por ejemplo, los genes que especifican las proteínas empleadas en la morfogénesis de la cabeza del bacteriófago están muy agrupados. Otros ejemplos de agrupaciones aparentemente coadaptadas son los genes que determinan la cuña de la placa base, las fibras de la cola y las proteínas accesorias de la ADN polimerasa . En otros casos en los que la relación estructural de los productos génicos no es tan evidente, también puede ocurrir un agrupamiento coadaptado basado en la interacción funcional. Así, Obringer propuso que un grupo específico de genes, centrado alrededor de los genes imm y spackle , codifica proteínas adaptadas para la competencia y la defensa a nivel del ADN .

Órganos

De manera similar a los rasgos a nivel genético, los aspectos de los órganos también pueden estar sujetos a coadaptación. Por ejemplo, los huesos delgados pueden tener un rendimiento similar en lo que respecta a soportar cargas diarias que los huesos más gruesos, debido a que los huesos delgados tienen tejido más mineralizado . Esto significa que la esbeltez y el nivel de mineralización probablemente se han coadaptado. Sin embargo, debido a que son más duros que los huesos gruesos, los huesos delgados generalmente son menos flexibles y más propensos a romperse, especialmente cuando se someten a condiciones de carga más extremas.

Los peces débilmente eléctricos son capaces de crear un campo eléctrico débil utilizando un órgano eléctrico . Estos campos eléctricos se pueden usar para comunicarse entre individuos a través de descargas de órganos eléctricos (EOD), que se pueden modular aún más para crear señales específicas del contexto llamadas 'chirridos'. Los peces pueden sentir estos campos eléctricos y señales usando electrorreceptores . La investigación sobre el pez cuchillo fantasma indica que las señales producidas por los peces eléctricos y la forma en que se reciben pueden estar coadaptadas, ya que el entorno en el que reside el pez (tanto físico como social) influye en la selección de los chirridos, EOD y detección. Las interacciones entre los peces territoriales favorecen diferentes parámetros de señal que las interacciones dentro de los grupos sociales de peces.

Comportamiento

El comportamiento de los padres y su descendencia durante la alimentación se ve influido entre sí. Los padres alimentan dependiendo de cuánto pida su descendencia, mientras que la descendencia ruega según el hambre que tenga. Esto normalmente conduciría a un conflicto de intereses entre padres e hijos, ya que los hijos querrán ser alimentados tanto como sea posible, mientras que los padres solo pueden invertir una cantidad limitada de energía en el cuidado de los padres. Como tal, la selección ocurriría por la combinación de comportamientos de mendicidad y alimentación que conducen a la mayor aptitud, lo que resulta en la coadaptación. Padre-descendiente co-adaptación puede ser influenciada además por la asimetría de información, tales como femeninos tetas azules siendo expuestos más a la mendicidad comportamiento en la naturaleza, lo que en ellos de responder más que los hombres a niveles similares de estímulos.

Coadaptación parcial y antagónica

También es posible que los rasgos relacionados se coadapten solo parcialmente debido a que los rasgos no se desarrollan a la misma velocidad o se contradigan por completo. La investigación sobre los eslizones australianos reveló que los eslizones diurnos tienen una preferencia de temperatura alta y pueden correr de manera óptima a temperaturas más altas, mientras que los eslizones nocturnos tienen una temperatura preferida baja y una temperatura óptima. Sin embargo, las diferencias entre las temperaturas óptimas altas y bajas fueron mucho menores que entre las temperaturas preferidas, lo que significa que los eslizones nocturnos corren más lentamente en comparación con sus contrapartes diurnas. En el caso de Eremiascincus , la temperatura óptima y la temperatura preferida divergieron entre sí en direcciones opuestas, creando una coadaptación antagónica.

Ver también

Referencias

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