Proces waarin twee soorten in interactie met elkaar evolueren doordat een verandering bij de ene soort een evolutionaire respons bij de ander oproept en omgekeerd
Charles Darwin herkende het proces van co-evolutie al, en besprak in zijn boek “The Origin of Species” het voorbeeld van bloemplanten en bijen: hoe een iets langere proboscis de bij tot voordeel strekt omdat ze dan de nectariën beter kan bereiken en een diepere corolla voor de bloem voordelig is omdat ze dan beter bestoven wordt.
Als co-evolutie lange tijd voortduurt bestaat de kans dat de co-evoluerende soorten van elkaar afhankelijk worden en er een mutualisme ontstaat, d.w.z. een samenlevingsvorm tot wederzijds voordeel. Zo zijn bijvoorbeeld de arbusculaire mycorrhiza’s ontstaan, een symbiotische relatie tussen een bodemschimmel en een plant, waarbij de schimmel profiteert van koolhydraten die de plant via koolzuurassimilatie gemaakt heeft terwijl de plant het uitgebreide schimmelnetwerk in de bodem kan benutten om efficiënt fosfaat op te nemen.
Bij de mens zijn er mooie voorbeelden van co-evolutie tussen de virulentie van pathogenen en het menselijk immuunsysteem. Zo kent bijvoorbeeld de resistentie tegen de verwekker van tuberculose, Mycobacterium tuberculosis, een vrij sterke polymorfie in virulentie, als reactie op het variërende immuunsysteem van de menselijke gastheer.
Co-evolutie wordt ook bestudeerd aan fossielen door in een fylogenie te kijken naar kenmerken die tegelijkertijd met die van een andere soort veranderen.
De term co-evolutie wordt ook in niet-biologische zin gebruikt voor de evolutie tussen mens en cultuur: de mens maakt met werktuigen en gebouwen zijn eigen culturele omgeving (“niche-constructie”), die omgekeerd werkt als een selecterende factor. Sociaal gedrag, altruïsme en zelfs moraliteit zijn te zien als producten van co-evolutie tussen genen en cultuur.
