En biología , la coadaptación es el proceso por el cual dos o más especies, genes o rasgos fenotípicos experimentan una adaptación como un par o grupo. Esto ocurre cuando dos o más características que interactúan experimentan una selección natural juntas en respuesta a la misma presión selectiva o cuando las presiones selectivas alteran una característica y, consecutivamente, alteran la característica interactiva. Estas características que interactúan solo son beneficiosas cuando están juntas, lo que a veces conduce a una mayor interdependencia. La coadaptación y la coevolución , aunque son similares en 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 a menudo se consideran evidencia de la coevolución. [1]
A nivel genético, la coadaptación es la acumulación de genes interactuantes en el acervo genético de una población mediante selección. Las presiones de selección sobre uno de los genes afectarán a las proteínas interactuantes, tras lo cual se producen cambios compensatorios. [2] [1]
Las proteínas a menudo actúan en interacciones complejas con otras proteínas y las proteínas funcionalmente relacionadas a menudo muestran un camino evolutivo similar. [1] [3] Una posible explicación es la coadaptación. [1] Un ejemplo de esto es la interacción entre las proteínas codificadas por el ADN mitocondrial (ADNmt) y el ADN nuclear (ADNn). El ADNmt tiene una mayor tasa de evolución/mutación que el ADNn, especialmente en regiones codificantes específicas. [2] [3] Sin embargo, para mantener la funcionalidad fisiológica, la selección de proteínas que interactúan funcionalmente y, por lo tanto, el ADNn coadaptado será favorable. [2]
Se ha estudiado la coadaptación entre secuencias de mtADN y nADN en el copépodo Tigriopus californicus . [2] El mtADN de las secuencias codificantes de COII entre poblaciones conespecíficas de esta especie diverge ampliamente. [2] Cuando el mtADN de una población se coloca en un fondo nuclear de otra población, la actividad de la citocromo c oxidasa disminuye significativamente, lo que sugiere coadaptación. Los resultados muestran una relación poco probable entre la variación en el mtADN y los factores ambientales. Una explicación más probable es la evolución neutral del mtADN con cambios compensatorios por parte del nADN impulsados por la evolución neutral del mtADN (mutaciones aleatorias a lo largo del tiempo en poblaciones aisladas). [2]
Los bloques genéticos en los genomas bacterianos son secuencias de genes, ubicados en el cromosoma , que se conservan evolutivamente en numerosos taxones. [4] Algunos bloques conservados son operones , donde los genes se cotranscriben a ARNm policistrónico , y dichos operones a menudo se asocian con una sola función, como una vía metabólica o un complejo proteico . [4] La ubicación conjunta de genes con funciones relacionadas y la preservación de estas relaciones a lo largo del tiempo evolutivo indican que la selección natural ha estado operando para mantener un beneficio coadaptativo.
A medida que avanzaba el mapeo temprano de los genes en el cromosoma T4 del bacteriófago , se hizo evidente que la disposición de los genes está lejos de ser aleatoria. [5] Los genes con funciones similares tienden a caer en grupos y parecen estar coadaptados entre sí. Por ejemplo, los genes que especifican las proteínas empleadas en la morfogénesis de la cabeza del bacteriófago están estrechamente agrupados. [6] Otros ejemplos de grupos aparentemente coadaptados son los genes que determinan la cuña de la placa base, las fibras de la cola y las proteínas accesorias de la ADN polimerasa . [6] 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 [7] 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 .
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 más tejido 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 son generalmente menos flexibles y más propensos a romperse, especialmente cuando se someten a condiciones de carga más extremas. [8]
Los peces débilmente eléctricos son capaces de crear un campo eléctrico débil utilizando un órgano eléctrico . Estos campos eléctricos se pueden utilizar para comunicarse entre individuos a través de descargas de órganos eléctricos (EOD), que pueden modularse aún más para crear señales específicas del contexto llamadas "chirridos". Los peces pueden percibir estos campos eléctricos y señales utilizando electrorreceptores . Las investigaciones sobre el pez cuchillo fantasma [9] indican que las señales producidas por los peces eléctricos y la forma en que se reciben podrían estar coadaptadas, ya que el entorno en el que reside el pez (tanto físico como social) influye en la selección de los chirridos, las EOD y la detección. Las interacciones entre peces territoriales favorecen diferentes parámetros de señal que las interacciones dentro de grupos sociales de peces.
El comportamiento de los padres y de sus crías durante la alimentación se ve influido entre sí. Los padres alimentan en función de cuánto pide su cría, mientras que la cría pide en función de lo hambrienta que esté. Esto normalmente daría lugar a un conflicto de intereses entre los padres y la cría, ya que la cría querrá ser alimentada tanto como sea posible, mientras que los padres solo pueden invertir una cantidad limitada de energía en el cuidado parental. Por tanto, se produciría una selección en función de la combinación de conductas de mendicidad y alimentación que conduzca a la mayor aptitud física, lo que daría lugar a una coadaptación. [10] La coadaptación entre padres e hijos puede verse influida además por la asimetría de la información, como por ejemplo, que las hembras de herrerillo común estén más expuestas a la conducta de mendicidad en la naturaleza, lo que hace que respondan más que los machos a niveles similares de estímulos. [11]
También es posible que rasgos relacionados se coadapten solo parcialmente debido a que los rasgos no se desarrollan a la misma velocidad o se contradicen entre sí por completo. La investigación sobre los eslizones australianos [12] 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 y una temperatura óptima bajas. 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 lento 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.
