Odnos između partnera, ispunjen brigom, znacima pažnje i empatije, pjesnici nazivaju ljubavlju, ali biolozi to nazivaju međuspolnim odnosima koji imaju za cilj opstanak i razmnožavanje. Neke vrste preferiraju da se broje - da se razmnožavaju sa što više partnera kako bi se povećao broj potomaka, čime se povećavaju šanse za opstanak cijele vrste. Drugi stvaraju monogamne parove, koji mogu prestati postojati tek nakon smrti jednog od partnera. Dugi niz godina naučnici su vjerovali da je prva opcija mnogo isplativija, ali to nije sasvim tačno. Monogamni parovi, po pravilu, zajedno odgajaju potomstvo, tj. zaštitite ga od grabežljivaca, nabavite hranu i naučite ga određenim vještinama, dok u poligamnim vezama sve to najčešće pada na krhka ramena ženki. Naravno, postoje izuzeci, ali danas ne govorimo o njima. Biologe već dugo zanima još jedna zanimljiva stvar - mužjaci nastavljaju pokazivati znakove pažnje prema ženkama, čak i kada je njihov par već formiran i postoji već nekoliko godina. Šta uzrokuje ovo ponašanje, koja je korist od njega i koji su evolucijski aspekti povezani s njim? Odgovore na ova pitanja naći ćemo u izvještaju istraživačke grupe. Idi.
Osnova istraživanja
S obzirom na temu studije, nećemo se fokusirati na poligamne vrste ptica, već ćemo se fokusirati na pernate romantičare koji se zaljube jednom zauvijek.
Govoreći o monogamiji, vrijedi napomenuti da postoji nekoliko njezinih vrsta ovisno o trajanju: jedno godišnje doba, nekoliko godina i doživotno.
Među pticama je najčešća sezonska monogamija. Upečatljiv primjer bi bile divlje guske. Ženke su uključene u gniježđenje i inkubaciju jaja, a mužjak je odgovoran za zaštitu teritorije. Drugog dana nakon izleganja, porodica odlazi do najbliže vodene površine, gdje guščići uče da traže hranu za sebe. U slučaju opasnosti na vodi, ženka žestoko štiti potomstvo, ali mužjak, očito prisjećajući se važnih stvari, najčešće bježi. Nije najidealnija veza, kako god na to gledali.
Porodica divljih gusaka.
Ako govorimo o odnosima, čija je osnova postojanost, onda su rode najbolje u ovom pitanju. Oni stvaraju monogamni par za cijeli život i čak ne mijenjaju mjesto stanovanja osim ako je to apsolutno neophodno. Jedno gnijezdo roda, koje može težiti i do 250 kg i dostići 1.5 m u prečniku, služi im dugi niz godina ako ga prirodne katastrofe ili ljudska intervencija ne unište. U Češkoj postoji gnijezdo koje je stvoreno davne 1864. godine.
Konstrukcijske vještine roda ne morate cijeniti kada vidite takve građevine.
Za razliku od divljih gusaka, rode imaju jednake odgovornosti: oba partnera izležu jaja, traže hranu, uče potomstvo da leti i štite ih od opasnosti. Različite vrste rituala igraju važnu ulogu u odnosima roda: pjevanje, ples, itd. Najzanimljivije je da se ovi rituali provode ne samo tokom formiranja para (na prvom spoju), već i tokom cijelog zajedničkog života (čak i kada zamijeni ženku tokom inkubacije, mužjak izvodi mali ples). Nama ovo izgleda jako simpatično, romantično i potpuno nelogično, jer s biološke tačke gledišta takvo ponašanje nema nikakve koristi. Je li tako? I ovdje možemo glatko početi razmatrati samu studiju, koja je trebala odgovoriti na ovo pitanje.
Etolozi* Vjeruju da je stalno ispoljavanje njihovih osjećaja od strane muškaraca povezano s očuvanjem reproduktivnog stanja kod ženki.
etologija* - nauka koja proučava genetski uslovljeno ponašanje, tj. instinkti.
Istovremeno, ostaje nejasno zašto ovakvo ponašanje traje ne samo u periodu primarnog parenja, već i tokom celog života, jer bi bilo logičnije da mužjaci više snage i energije ulažu u svoje potomstvo, nego u ispoljavanje osećanja prema žensko. Do sada su mnogi istraživači vjerovali da intenzitet izražavanja naklonosti prema ženki direktno utiče na kvalitet parenja, a samim tim i na potomstvo (tj. na broj položenih jaja).
Mužjak rajske ptice pleše ispred ženke. Kao što vidimo, mužjak izgleda mnogo sjajnije od ženke.
Ovu teoriju potvrđuju zapažanja. Ženka kojoj je partner nepisani zgodan muškarac i prvi letač u selu ulaže više truda u svoje potomstvo nego da mužjak nije ni riba ni živina. Zvuči zabavno i smiješno, ali rituali koje mužjaci izvode pred ženkama imaju za cilj da pokažu ne samo ljepotu, već i snagu. Desilo se da su sjajno perje, lijepo pjevanje i druge manifestacije pažnje mužjaka samo kognitivni signali za ženke, koje ona dekodira u informacije o mužjaku.
Naučnici sa univerziteta Sjeverne Karoline i Čikaga, čiji rad danas razmatramo, smatraju da je ovakvo ponašanje mužjaka usmjereno na optimizaciju ponašanja ženki u odnosu na proces uzgoja potomstva.
Model koji su predložili naučnici zasniva se na brojnim eksperimentima koji su pokazali da jačanje ovih signala od strane muškaraca povećava doprinos ženki procesu razmnožavanja. Pretpostavlja se da su izvor takvih stimulativnih efekata perceptivni odgovori koji proizlaze iz svojstava okoline, signala i samog nervnog sistema. Trenutno je poznato oko 100 primjera takvih "odstupanja" od uobičajenih senzornih sistema (sluha, vida i mirisa).
Kada mužjak još jednom pokaže svoje prednosti u odnosu na druge mužjake, to može imati pozitivan učinak na samog mužjaka (ženka će ga sigurno izabrati). Ali za ženu to može biti nedostatak, jer će smanjiti budući reproduktivni učinak. Drugim riječima, imamo situaciju “prevazilaženja očekivanja”. Mužjak koji je znatno bolji od ostalih mužjaka i stalno pokazuje znake interesovanja za ženku dobiće ono što želi – parenje i razmnožavanje, odnosno svoju vrstu. Ženka koja očekuje slično ponašanje od drugih mužjaka, ali ga ne primi, može se naći u teškoj situaciji. Naučnici takav slučaj nazivaju interseksualnim sukobom: među populacijom raste demonstracija muškaraca o sebi kao lijepom, a među ženama raste otpor ovoj taktici.
Ovaj konflikt je modeliran korištenjem računarskog pristupa (neuronske mreže). U nastalim modelima signalizator (izvor signala – muškarac) koristi percepcijsku percepciju primaoca (prijemnik signala – žensko), koji stimulira same signale na štetu percepcije. U određenom trenutku dolazi do promjene u percepciji signala u populaciji ženki (neka vrsta mutacije), zbog čega će se jakost signala iz izvora (mužjaka) jako smanjiti. Postupno povećanje takvih promjena dovest će do činjenice da će jedna ili druga vrsta signala biti potpuno neučinkovita. Kako se takve promjene dešavaju, neki signali nestaju, gube snagu, ali nastaju novi i proces počinje iznova.
Ovaj veoma uvrnuti sistem je prilično jednostavan u praksi. Zamislite da se mužjak pojavljuje sa svijetlim perjem (samo jednim), izdvaja se od ostalih, a ženke mu daju prednost. Tada se pojavljuje mužjak sa dva svijetla pera, zatim s tri, itd. Ali snaga takvog signala, zbog njegovog rasta i širenja, počinje proporcionalno opadati. A onda se odjednom pojavljuje mužjak koji može lijepo pjevati i graditi gnijezda. Kao rezultat toga, lijepo perje kao signal prestaje biti djelotvorno i počinje degenerirati.
Međutim, uvijek postoji izuzetak od pravila – neki međurodni sukobi mogu se razviti u punopravnu i vrlo efikasnu međurodnu saradnju.
Šema nastanka međurodnih sukoba i međurodne saradnje.
Suština je da mužjak sa izraženijim signalom tjera ženku da položi ne tri jaja, već četiri. Ovo je dobro za mužjaka - on će imati više potomaka sa svojim genskim fondom. Za ženku ne toliko, jer će morati uložiti više truda kako bi osigurala da svo potomstvo preživi i dostigne samostalnu starost. Posljedično, ženke se počinju razvijati paralelno s mužjacima kako bi bile otpornije na njihove signale. Rezultat može biti dva načina: sukob ili saradnja.
U slučaju saradnje, ženke evoluiraju da polažu 3 jaja, kao i pre pojave jačeg signala mužjaka, ali nastavljaju da reaguju na te signale. Toliko o ženskim trikovima u svijetu prirode. Na taj način se ne formira samo par, već par koji se podržava na optimalnom nivou za razmnožavanje sa stanovišta interakcije signal-odgovor.
Mužjaci ne mogu evoluirati nazad, grubo govoreći. Njihovi pojačani signali ženkama proizvode klapnu od tri jaja, tj. nije kako se očekivalo. Međutim, smanjenje signala na prethodni nivo također će biti neučinkovito, jer će dovesti do smanjenja broja jaja u kvačilu na dva. Ispada da je to začarani krug - mužjaci ne mogu smanjiti snagu signala i ne mogu je povećati, jer će ženke u prvom slučaju roditi manje potomaka, au drugom slučaju neće reagirati.
Naravno, ni muškarci ni žene nemaju zlu namjeru ili želju da porobe jedni druge. Cijeli ovaj proces odvija se na genetskom nivou i usmjeren je isključivo na dobrobit potomstva pojedinačnog para i dobrobit vrste u cjelini.
Rezultati studije
Koristeći matematičko modeliranje, naučnici su procijenili uslove pod kojima može doći do interseksualne saradnje. Kvantitativna karakteristika sa prosječnom vrijednošću zf opisuje glavni doprinos žene njenom potomstvu. U početku je dozvoljeno da se prosječna vrijednost razvije do svoje optimalne vrijednosti zopt, što zavisi od dvije varijable: koristi od ulaganja (broj preživjelih potomaka) i cijene ulaganja za ženke (cf). Posljednja varijabla se procjenjuje nakon parenja, što implicira da neke ženke prežive i mogu ponovo proizvesti potomstvo sljedeće godine, što rezultira povećanjem broja generacija.
Postoji nekoliko pojmova koji će se često koristiti u ovoj studiji i koje vrijedi malo objasniti:
- signali - ispoljavanje pažnje od strane muškaraca prema ženskim partnerkama (pevanje, ples i drugi rituali) koji se odvijaju u formiranim parovima;
- doprinos / Investicije - odgovor ženki na ove signale, koji se manifestuje u vidu većeg broja jaja u kvačilu, više vremena za brigu o budućem potomstvu itd.;
- ispitanik - ženka reaguje na signale mužjaka;
- troškovi — trošak doprinosa ženki potomstvu (vrijeme u gnijezdu, vrijeme traženja hrane, zdravstveno stanje zbog većeg/manjeg broja jaja u kladilu, itd.).
Novi muški signali i ženski odgovori na njih su modelirani korištenjem slobodno rekombinirajućih dijalelnih modifikatora jednog lokusa, kombinirajući na taj način kvantitativni i populacijsko genetski pristup. IN lokus*, koji kontrolira odgovor ženke (A), u početku se opaža visoka frekvencija alela -odgovorac* (A2), što odgovara već postojećoj perceptivnoj percepciji
lokus* - lokacija određenog gena na genetskoj mapi hromozoma.
aleli* - različiti oblici istog gena koji se nalaze u istim lokusima homolognih hromozoma. Aleli određuju put razvoja određene osobine.
gen odgovora* (Rsp) je gen koji je funkcionalno povezan sa faktorom poremećaja segregacije (SD gen), čiji je aktivni alel (Rsp+) sposoban da potisne ekspresiju SD.
Signalni lokus (B) je inicijalno fiksiran za nesignalni alel (B1). Zatim se uvodi alel B2, koji uzrokuje pojavu muških signala.
Prikazivanje signala za muškarce takođe ima svoju cijenu (sm), ali povećava doprinos ženskog partnera (A2) za vrijednost α. Na primjer, α se može izraziti kao dodatno jaje u klancu. Istovremeno, povećanje doprinosa ženke može se manifestirati i u obliku pozitivnih efekata koje ona ima na svoje potomstvo.
Stoga, par u kojem mužjak nosi signalni alel, a ženka alel odgovora (tj. parovi A2B2) ima dodatni doprinos ženke i stoga veću plodnost od ostale 3 kombinacije.
Varijante kombinacija mužjaka i ženki prema omjeru signala i odgovora na njih.
Na broj potomaka koji prežive da se razmnože sledeće godine utiče zavisnost od gustine* unutar legla i ovisnost o gustini legla nakon izlijevanja.
Zavisnost od gustine* Procesi ovisni o gustoći nastaju kada je stopa rasta populacije regulirana gustinom te populacije.
Druga grupa varijabli povezana je sa smrtnošću ženki i mužjaka nakon rođenja potomstva. Ove varijable su određene doprinosom leglu (cm - doprinos muškaraca, cf - doprinos ženki), troškovi signala za muškarce (sm) i neselektivni mortalitet (dm - mužjaci i df - ženke).
Udovice, udovci, maloljetnici i svi prethodno pojedinačni pojedinci se udružuju kako bi formirali nove parove i godišnji ciklus je završen. U modelu koji se proučava, naglasak je na genetskoj monogamiji, stoga su iz proračuna isključene sve vrste seksualne selekcije (tj. nadmetanje između pojedinaca za partnera).
Odnos između evolucije signala, ispitanika i doprinosa.
Modeliranje je pokazalo da se stabilna ravnoteža postiže kada mužjaci daju signale, a ženke odgovaraju na njih. U ravnoteži, sav doprinos potomstvu se vraća na nivo koji je bio prije pojave dodatnih muških signala.
Na grafikonu А Gore navedeno pokazuje primjer evolucijske dinamike gdje se ženski doprinos potomstvu vraća na optimalni nivo, što je rezultat evolucije kvantitativne osobine doprinosa (isprekidana zelena linija je stvarni doprinos, a puna zelena linija je doprinos koji nije ostvaren zbog nedostatka odgovora žena na dodatne muške signale). Na grafikonu В Alternativni primjer je prikazan kada međurodni sukob dovodi do gubitka ispitanika.
I na grafikonu С Identificirana su dva parametra koja utječu na ovaj rezultat: povećanje doprinosa uzrokovano dodatnim signalima (α), i trošak žena za ovaj doprinos (cf). U crvenom području na grafikonu, signali se nikada ne povećavaju, jer će njihova cijena premašiti korist. U žutim i crnim područjima frekvencija signala se povećava, što dovodi do povećanja skupih ulaganja od strane ženki. U žutoj zoni, odgovor na ovo se javlja smanjenjem kvantitativne karakteristike ulaganja, što dovodi do trajne fiksacije alela i signala i ispitanika. U crnoj regiji, gdje žene koje su odgovorile imaju više induciranih ulaganja, alel koji odgovara brzo se gubi, praćen signalima, kao u tradicionalnim modelima interseksualnih sukoba (grafikon В).
Vertikalna granica između crvene i žute regije predstavlja tačku u kojoj mužjaci dobijaju dodatno ulaganje u potomstvo zbog toga što ženke balansiraju troškove svoje signalizacije. Horizontalna granica koja razdvaja žute i crne oblasti od crvene se javlja na sličan način, ali iz manje očiglednog razloga. Kada žene koštaju ulaganja (cf) su niske, onda je optimalna vrijednost doprinosa (zopt) će biti relativno visoka, pa će stoga doprinos žena biti znatno veći u početnim uslovima. Posljedica ovoga je da signali pružaju muškarcu srazmjerno manje koristi od ulaganja koje izazove, što je opet nadoknađeno njegovim troškovima.
Prostor parametara, u kojem su signali i odgovori fiksirani (žuti), varira u zavisnosti od jačine selekcije i genetske varijanse alela ispitanika. Na primjer, kada je početna frekvencija alela odgovornog 0.9 umjesto 0.99 prikazanih na slici #2, uvođenje signala rezultira efikasnijom selekcijom kod onih koji reagiraju (početna genetska varijansa je veća) i crna regija se širi lijevo.
Signali mužjaka se mogu pojaviti čak i ako dolaze s troškom koji smanjuje doprinos mužjaka trenutnom leglu (parametrizovano sfec), čime direktno utiče fitnes* i muškarca i ženu, umjesto da smanji vjerovatnoću preživljavanja mužjaka.
fitnes* - sposobnost reprodukcije jedinki sa određenim genotipom.
Odnos između troškova plodnosti i signala (lijevo) i odnos između troškova održivosti i signala.
U pogledu plodnosti, kada su muški signali fiksni (žuta oblast), svi mužjaci ulažu manje u potomstvo nego prije signalizacije. U ovom slučaju, doprinos ženki će biti veći nego što je bio prije pojave muških signala.
Veće ulaganje ženke, kada se troškovi muškaraca regulišu plodnošću (a ne održivošću), povećava prosječan broj potomaka po paru, ali ne nadoknađuje u potpunosti. Vremenom, veći doprinos ženki povećava prosječan broj potomaka koji dođu do pera, ali smanjuje prosječnu održivost ženki. To dovodi do formiranja nove ravnoteže između ove dvije sile, gdje je prosječan broj potomaka manji nego u slučaju normalne vitalnosti ili u početnim uvjetima (prije ispoljavanja signala).
Sa matematičke tačke gledišta, to izgleda ovako: ako muški signali povećavaju plodnost za 1% (ali ne povećavaju održivost), onda se troškovi ženki za potomstvo povećavaju za 1.3%, ali se u isto vrijeme i njihova smrtnost povećava za 0.5 %, a broj potomaka po paru se smanjuje za 0.16%.
Ako je prosječna vrijednost ženskog doprinosa u početku niža od optimalnog nivoa (na primjer, zbog uticaja okoline), onda kada se ispolje signali koji podstiču rast troškova, nastaje uravnotežen sistem, tj. međurodnu saradnju. U takvoj situaciji muški signali ne samo da povećavaju doprinos ženki potomstvu, već i njihovu kondiciju.
Do ovakvog ponašanja mužjaka i ženki najčešće dolazi zbog vanjskih promjena (klime, staništa, količine raspoložive hrane itd.). S obzirom na to, naučnici sugeriraju da je formiranje monogamije kod nekih modernih vrsta, dok su njihovi preci bili poligamni, posljedica migracije i, shodno tome, promjene okoliša.
Za detaljnije upoznavanje sa nijansama studije, preporučujem da pogledate и za njega.
Epilog
Ova studija je pokazala odnos između poligamije i monogamije iz evolucijske perspektive. U ptičjem carstvu mužjaci su oduvijek pokušavali nadmašiti jedni druge kako bi privukli pažnju ženke: jarkim perjem, prekrasnim plesom ili čak demonstracijom svojih građevinskih sposobnosti. Ovo ponašanje je posljedica nadmetanja među mužjacima, što je najčešće karakteristično za poligamne vrste. Iz perspektive ženki, svi ovi signali omogućavaju procjenu kvaliteta mužjaka koje će naslijediti njihovo zajedničko potomstvo. Međutim, s vremenom su mužjaci počeli evoluirati na takav način da su njihovi signali bili svjetliji od signala njihovih konkurenata. Ženke su, zauzvrat, evoluirale da se odupru takvim signalima. Na kraju krajeva, uvijek mora postojati ravnoteža. Ako su troškovi ženki za potomstvo nesrazmjerni koristima, onda nema smisla povećavati troškove. Bolje je složiti klapnu od 3 jaja i preživjeti proces inkubacije i podizanja potomstva nego složiti pet i umrijeti pokušavajući ih zaštititi.
Takav interseksualni sukob interesa mogao bi dovesti do katastrofalnog pada populacije, ali je evolucija krenula razumnijim putem – putem saradnje. U monogamnim parovima mužjaci se i dalje izražavaju u svoj svojoj slavi, a ženke na to odgovaraju optimalnim doprinosom potomstvu.
Zanimljivo je da svijet divljih životinja nije opterećen moralnim principima, zakonima i normama, a sve radnje određuju evolucija, genetika i žeđ za razmnožavanjem.
Možda će se romantičarima takvo naučno objašnjenje krilate ljubavi činiti previše prozaično, ali naučnici misle drugačije. Uostalom, šta može biti ljepše nego razvijati se na način da postoji ravnoteža i istinski partnerski odnos između žene i muškarca, vodeći računa o interesima obje strane i usmjeren na dobrobit budućih generacija.
petak van vrha:
Iako ove ptice nemaju najljepše ime (Grebes), njihov reunion ples je jednostavno prekrasan.
Off-top 2.0:
Rajske ptice su najbolji primjer (bukvalno) raznovrsnosti signala koji mužjaci šalju ženkama tokom sezone gniježđenja (BBC Earth, glas preko Davida Attenborougha).
Hvala na gledanju, budite radoznali i ugodan vikend svima! 🙂
Hvala vam što ste ostali s nama. Da li vam se sviđaju naši članci? Želite li vidjeti još zanimljivih sadržaja? Podržite nas naručivanjem ili preporukom prijateljima, 30% popusta za korisnike Habra na jedinstveni analog početnih servera, koji smo mi osmislili za vas: (dostupno sa RAID1 i RAID10, do 24 jezgra i do 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 puta jeftiniji? Samo ovdje u Holandiji! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - od 99 USD! Pročitajte o
izvor: www.habr.com