Vztah mezi partnery, naplněný péčí, známkami pozornosti a empatie, básníci nazývají láskou, ale biologové mu říkají mezipohlavní vztahy zaměřené na přežití a plození. Některé druhy dávají přednost přibírání do počtu – rozmnožování s co největším počtem partnerů, aby se zvýšil počet potomků, a tím se zvýšila šance na přežití celého druhu. Jiní vytvářejí monogamní páry, které mohou přestat existovat až po smrti jednoho z partnerů. Po mnoho let se vědci domnívali, že první možnost je mnohem výnosnější, ale není to tak úplně pravda. Monogamní páry zpravidla vychovávají své potomky společně, tzn. chránit ho před predátory, získávat potravu a učit ho určitým dovednostem, zatímco v polygamních vztazích to vše nejčastěji padá na křehká ramena samic. Samozřejmě existují výjimky, ale o těch se dnes nebavíme. Biology již dlouho zajímá další zajímavý bod – samci nadále projevují známky pozornosti samicím, i když jejich pár již byl vytvořen a existuje již několik let. Co toto chování způsobuje, jaký má z něj prospěch a jaké evoluční aspekty jsou s ním spojeny? Odpovědi na tyto otázky najdeme ve zprávě výzkumné skupiny. Jít.
Výzkumná základna
Vzhledem k tématu studie se nebudeme věnovat polygamním ptačím druhům, ale zaměříme se na opeřené romantiky, kteří se jednou provždy zamilují.
Když už mluvíme o monogamii, stojí za zmínku, že existuje několik typů v závislosti na délce: jedna sezóna, několik let a na celý život.
Mezi ptáky je nejčastější sezónní monogamie. Pozoruhodným příkladem by byly divoké husy. Samice se podílejí na hnízdění a inkubaci vajíček a samec je zodpovědný za ochranu území. Druhý den po vylíhnutí se rodina vydává k nejbližšímu rybníku, kde se housata učí hledat potravu pro sebe. V případě nebezpečí na vodě samice zuřivě chrání potomstvo, ale samec, zřejmě si pamatující důležité věci, nejčastěji prchá. Není to nejideálnější vztah, ať se na to díváte jakkoli.
Rodina divokých hus.
Pokud mluvíme o vztazích, jejichž základem je stálost, pak jsou v této věci čápi nejlepší. Vytvářejí monogamní pár na celý život a nemění ani místo bydliště, pokud to není nezbytně nutné. Jedno hnízdo čápů, které může vážit až 250 kg a dosáhnout průměru 1.5 m, jim slouží mnoho let, pokud je nezničí přírodní katastrofy nebo lidský zásah. V České republice je hnízdo, které bylo vytvořeno již v roce 1864.
Stavební dovednosti čápů není třeba oceňovat, když takové stavby vidíte.
Na rozdíl od divokých hus mají čápi stejnou odpovědnost: oba partneři líhnou vejce, hledají potravu, učí potomky létat a chrání je před nebezpečím. Ve vztazích čápů hrají důležitou roli různé druhy rituálů: zpěv, tanec atd. Nejkurióznější je, že tyto rituály se provádějí nejen při vytváření páru (na prvním rande), ale také po celý jejich společný život (i když vymění samice během inkubace, samec předvádí malý tanec). Pro nás to vypadá velmi roztomile, romanticky a zcela nelogicky, protože z biologického hlediska takové chování nemá žádný přínos. je to tak? A zde můžeme plynule začít uvažovat o samotné studii, která měla na tuto otázku odpovědět.
etologové* Věří, že neustálé projevování jejich pocitů u samců je spojeno se zachováním reprodukčního stavu u samic.
Etologie* - věda, která studuje geneticky podmíněné chování, tzn. instinkty.
Zároveň zůstává nejasné, proč toto chování přetrvává nejen v období primárního páření, ale po celý život, protože by bylo logičtější, aby samci investovali více síly a energie do svých potomků, než aby projevovali city k sobě. ženský. Dosud se mnoho výzkumníků domnívalo, že intenzita projevu náklonnosti k samici přímo ovlivňuje kvalitu páření a tím i potomstvo (tedy počet nakladených vajec).
Samec rajky tančí před samicí. Jak vidíme, samec vypadá mnohem jasněji než samice.
Tato teorie je potvrzena pozorováním. Samice, jejímž partnerem je nepsaný krasavec a první letec ve vesnici, nakládá se svým potomkem více, než když samec není ani ryba, ani drůbež. Zní to zábavně a vtipně, ale rituály, které muži provádějí před ženami, mají za cíl ukázat nejen krásu, ale i sílu. Náhodou se stává, že světlé opeření, krásný zpěv a další projevy pozornosti samců jsou pro samice jen kognitivními signály, které dekóduje na informace o samci.
Vědci z univerzit v Severní Karolíně a Chicagu, o jejichž práci dnes uvažujeme, se domnívají, že toto chování samců je zaměřeno na optimalizaci chování samic ve vztahu k procesu rozmnožování potomků.
Model navržený vědci je založen na četných experimentech, které ukázaly, že posílení těchto signálů od samců zvyšuje podíl samic na procesu plození. Bylo navrženo, že zdrojem takových stimulačních účinků jsou percepční reakce vyplývající z vlastností prostředí, signálů a samotného nervového systému. V současné době je známo asi 100 příkladů takových „odchylek“ od běžných smyslových systémů (sluchu, zraku a čichu).
Když samec opět předvede své přednosti oproti jiným samcům, může to mít pozitivní vliv i na samotného samce (samice si ho určitě vybere). Ale pro samice to může být nevýhoda, protože to sníží budoucí reprodukční výkon. Jinými slovy, máme situaci „překračujeme očekávání“. Samec, který je výrazně lepší než ostatní samci a neustále projevuje známky zájmu o samici, dostane to, co chce – páření a plození, respektive svůj druh. Samice, která očekává podobné chování od ostatních samců, ale nedostává ho, se může ocitnout v tíživé situaci. Vědci takový případ označují jako intersexuální konflikt: mezi populací roste projev mužů, že jsou krásní, a mezi ženami roste odpor k této taktice.
Tento konflikt byl modelován pomocí výpočetního přístupu (neuronové sítě). Signalizátor (zdroj signálu - muž) ve výsledných modelech využívá percepčního vjemu přijímače (přijímač signálu - žena), který stimuluje samotné signály na úkor vnímání. V určitém okamžiku dochází v populaci samic ke změně vnímání signálů (jakási mutace), v důsledku čehož se síla signálů ze zdroje (samce) velmi sníží. Postupný nárůst takových změn povede k tomu, že ten či onen typ signálu bude zcela neúčinný. Když k takovým změnám dojde, některé signály zmizí, ztratí svou sílu, ale objeví se nové a proces začíná znovu.
Tento velmi zkroucený systém je v praxi docela jednoduchý. Představte si, že se objeví samec se světlým peřím (pouze jedním), vyčnívá z ostatních a samice mu dávají přednost. Pak se objeví samec se dvěma jasnými pery, pak se třemi atd. Ale síla takového signálu v důsledku jeho růstu a šíření začíná úměrně klesat. A pak se najednou objeví samec, který umí krásně zpívat a stavět hnízda. V důsledku toho krásné opeření jako signál přestává být účinné a začíná degenerovat.
Vždy však existuje výjimka potvrzující pravidlo – některé mezigenderové konflikty se mohou rozvinout v plnohodnotnou a velmi efektivní mezigenderovou spolupráci.
Schéma vzniku intergender konfliktu a intergender spolupráce.
Podstatou je, že samec výraznějším signálem donutí samici snést ne tři vejce, ale čtyři. To je pro samečka dobré – bude mít se svým genofondem více potomků. U samice ne tolik, protože bude muset vynaložit více úsilí, aby zajistila, že všichni potomci přežijí a dosáhnou samostatného věku. V důsledku toho se samice začnou vyvíjet paralelně se samci, aby byly odolnější vůči jejich signálům. Výsledkem mohou být dva způsoby: konflikt nebo spolupráce.
V případě spolupráce se samice vyvinou tak, že nakladou 3 vajíčka, jako před objevením se silnějšího signálu od samců, ale nadále na tyto signály reagují. Tolik k ženským trikům v přírodním světě. Tímto způsobem nevzniká jen pár, ale pár, který se vzájemně podporuje na optimální úrovni pro plození z pohledu interakce signál-odpověď.
Samci se nemohou vyvíjet zpět, zhruba řečeno. Jejich zesílené signály pro samice produkují snůšku tří vajec, tzn. ne podle očekávání. Snížení signálu na předchozí úroveň však bude také neúčinné, protože povede ke snížení počtu vajec ve snůšce na dvě. Ukazuje se, že je to začarovaný kruh - muži nemohou snížit sílu signálu a nemohou ji zvýšit, protože samice v prvním případě porodí méně potomků a ve druhém případě nebudou reagovat.
Přirozeně, ani muži, ani ženy nemají žádné zlomyslné úmysly nebo touhu navzájem zotročit. Celý tento proces probíhá na genetické úrovni a je zaměřen výhradně na prospěch potomků jednotlivého páru a blaho druhu jako celku.
Výsledky výzkumu
Pomocí matematického modelování vědci vyhodnotili podmínky, za kterých by mohlo dojít k intersexuální spolupráci. Kvantitativní charakteristika s průměrnou hodnotou zf popisuje hlavní přínos samice pro její potomstvo. Zpočátku se průměrná hodnota nechá vyvinout na optimální hodnotu zopt, která závisí na dvou proměnných: přínos z investice (počet přeživších potomků) a náklady na investici pro ženy (cf). Druhá proměnná se hodnotí po rozmnožení, což znamená, že některé samice přežijí a mohou v následujícím roce znovu produkovat potomky, což vede ke zvýšení počtu generací.
Existuje několik termínů, které budou v této studii často používány a které stojí za to trochu vysvětlit:
- signály - projevování pozornosti ze strany mužů vůči partnerkám (zpěv, tanec a jiné rituály), které probíhají ve vytvořených párech;
- příspěvku / investice - reakce samic na tyto signály, projevující se v podobě většího počtu vajíček ve snůšce, více času na péči o budoucí potomstvo apod.;
- odpůrce - samice reaguje na signály od samce;
- náklady — náklady na příspěvek samic na potomstvo (čas v hnízdě, čas na hledání potravy, zdravotní stav z důvodu většího/menšího počtu vajec ve snůšce atd.).
Nové mužské signály a ženské reakce na ně byly modelovány pomocí volně rekombinovaných dialelických jednolokusových modifikátorů, čímž se kombinovaly kvantitativní a populační genetické přístupy. V místo*, který řídí reakci samice (A), zpočátku je pozorována vysoká frekvence alely -respondent* (A2), což odpovídá již existujícímu percepčnímu vnímání
Místo* - umístění specifického genu na genetické mapě chromozomu.
alely* - různé formy stejného genu umístěné ve stejných lokusech homologních chromozomů. Alely určují cestu vývoje určitého znaku.
Gen respondéru* (Rsp) je gen funkčně spojený s faktorem poruchy segregace (SD gen), jehož aktivní alela (Rsp+) je schopna potlačit expresi SD.
Signální lokus (B) je zpočátku fixován k nesignální alele (B1). Poté je zavedena alela B2, která způsobí, že se objeví mužské signály.
Zobrazování signálů pro muže má také svou cenu (sm), ale zvyšuje příspěvek partnerky (A2) o hodnotu α. Například α může být vyjádřeno jako další vejce ve snůšce. Zároveň se zvýšení přínosu samice může projevit i v podobě pozitivních účinků, které má na své potomky.
Tudíž pár, ve kterém muž nese signální alelu a žena nese alelu respondér (tj. páry A2B2), má další příspěvek od ženy, a tudíž vyšší plodnost než ostatní 3 kombinace.
Varianty kombinací samců a samic podle poměru signálů a reakcí na ně.
Počet potomků přežívajících k reprodukci v následujícím roce je ovlivněn hustota závislost* v chovu a závislost na hustotě plodu po vylétnutí.
Závislost na hustotě* Procesy závislé na hustotě nastávají, když je rychlost růstu populace regulována hustotou této populace.
Další skupina proměnných je spojena s úmrtností samic a samců po narození potomků. Tyto proměnné jsou určeny příspěvkem k plodu (cm - příspěvek mužů, cf - příspěvek žen), náklady na signály pro muže (sm) a neselektivní úmrtnost (dm - samci a df - samice).
Vdovy, vdovci, nezletilí a všichni dříve svobodní jednotlivci se spojí, aby vytvořili nové páry a roční cyklus je dokončen. Ve zkoumaném modelu je kladen důraz na genetickou monogamii, proto jsou z výpočtů vyloučeny všechny typy sexuální selekce (tj. soutěž mezi jedinci o partnera).
Vztah mezi vývojem signálů, respondenty a příspěvky.
Modelování ukázalo, že stabilní rovnováhy je dosaženo, když samci dávají signály a samice na ně reagují. V rovnováze se veškerý příspěvek k potomstvu obnoví na úroveň, která byla před objevením se dalších mužských signálů.
Na grafu А Výše uvedené ukazuje příklad evoluční dynamiky, kdy se ženský příspěvek k potomstvu vrací na optimální úroveň, což je výsledkem evoluce kvantitativního znaku příspěvku (tečkovaná zelená čára je skutečný příspěvek a plná zelená čára je příspěvek, který nebyl realizován kvůli nedostatečné reakci žen na další mužské signály). Na grafu В Je ukázán alternativní příklad, kdy mezipohlavní konflikt vede ke ztrátě respondenta.
A na grafu С Jsou identifikovány dva parametry, které ovlivňují tento výsledek: zvýšení příspěvku způsobeného dalšími signály (α), a náklady na ženy na tuto investici (cf). V červené oblasti na grafu se signály nikdy nezvýší, protože jejich cena převýší přínos. Ve žlutých a černých oblastech se zvyšuje frekvence signálů, což vede k nárůstu nákladných investic ze strany samic. Ve žluté oblasti na to reaguje snížením kvantitativního investičního rysu, což vede k trvalé fixaci alel jak signálů, tak respondentů. V černošské oblasti, kde reagující ženy mají více indukované investice, se reagující alela rychle ztrácí a následují signály, jako v tradičních modelech intersexuálních konfliktů (graf В).
Vertikální hranice mezi červenými a žlutými oblastmi představuje bod, ve kterém samci získávají další investice do potomstva, protože samice vyrovnávají náklady na jejich signalizaci. Horizontální hranice oddělující žluté a černé oblasti od červené se vyskytuje podobným způsobem, ale z méně zřejmého důvodu. Když investiční náklady žen (cf) jsou nízké, pak je optimální hodnota příspěvku (zopt) bude relativně vysoká, a proto bude příspěvek žen v počátečních podmínkách výrazně vyšší. Důsledkem toho je, že signály poskytují samci úměrně menší užitek z investice, kterou vyvolá, což je opět kompenzováno jejími náklady.
Prostor parametrů, ve kterém jsou signály a odpovědi fixní (žlutá), se mění v závislosti na síle výběru a genetické variaci alely respondenta. Například, když je počáteční frekvence alely respondenta 0.9 místo 0.99 zobrazených na obrázku č. 2, zavedení signálů vede k efektivnější selekci na respondéry (počáteční genetická variance je vyšší) a černá oblast se rozšiřuje doleva.
Signály samců se mohou objevit, i když jsou spojeny s náklady, které snižují příspěvek samců k aktuálnímu potomstvu (parametrizované sfec), čímž přímo ovlivňují zdatnost* jak samce, tak samice, spíše než snížení pravděpodobnosti přežití samců.
Zdatnost* - schopnost reprodukovat jedince s určitým genotypem.
Vztah mezi náklady na plodnost a signály (vlevo) a vztah mezi náklady na životaschopnost a signály.
Pokud jde o plodnost, když jsou samčí signály fixní (žlutá oblast), všichni samci investují do potomstva méně než před signalizací. V tomto případě bude příspěvek samic větší, než tomu bylo před objevením mužských signálů.
Větší investice samic, kdy jsou náklady na samce regulovány plodností (spíše než životaschopností), zvyšuje průměrný počet potomků na pár, ale plně to nevyrovnává. Větší příspěvek samic v průběhu času zvyšuje průměrný počet potomků, kteří se vrhnou, ale snižuje průměrnou životaschopnost samic. To vede k vytvoření nové rovnováhy mezi těmito dvěma silami, kdy průměrný počet potomků je nižší než v případě normální životaschopnosti nebo ve výchozích podmínkách (před projevem signálů).
Z matematického hlediska to vypadá takto: pokud mužské signály zvyšují plodnost o 1 % (ale nezvyšují životaschopnost), pak se náklady samic na potomstvo zvyšují o 1.3 %, ale zároveň se zvyšuje i jejich úmrtnost o 0.5 %. %, a počet potomků na pár klesá o 0.16 %.
Je-li průměrná hodnota ženského příspěvku zpočátku nižší než optimální úroveň (např. vlivem okolního prostředí), pak při projevech signálů stimulujících růst nákladů vzniká vyrovnaný systém, tzn. intergender spolupráce. V takové situaci mužské signály nejen zvyšují přínos samic pro potomstvo, ale také jejich kondici.
K takovému chování samců a samic nejčastěji dochází vlivem vnějších změn (klima, stanoviště, množství dostupné potravy apod.). S ohledem na to vědci naznačují, že vznik monogamie u některých moderních druhů, zatímco jejich předci byli polygamní, je způsoben migrací, a tedy změnou prostředí.
Pro podrobnější seznámení s nuancemi studie doporučuji nahlédnout и jemu.
Epilog
Tato studie prokázala vztah mezi polygamií a monogamií z evoluční perspektivy. V ptačí říši se samci vždy snažili jeden druhého překonat, aby upoutali pozornost samice: zářivým opeřením, krásným tancem nebo dokonce ukázkou svých stavitelských schopností. Toto chování je způsobeno soutěží mezi samci, která je nejčastěji charakteristická pro polygamní druhy. Z pohledu samic všechny tyto signály umožňují posoudit vlastnosti samce, které jejich společné potomstvo zdědí. Postupem času se však samci začali vyvíjet tak, že jejich signály byly jasnější než signály jejich konkurentů. Samice se zase vyvinuly tak, aby takovým signálům odolávaly. Koneckonců, vždy musí existovat rovnováha. Pokud jsou náklady samic na potomstvo neúměrné přínosům, pak nemá smysl náklady zvyšovat. Je lepší snést snůšku 3 vajec a přežít proces inkubace a odchovu potomstva, než snést pět a zemřít ve snaze je ochránit.
Takový intersexuální střet zájmů by mohl vést ke katastrofálnímu poklesu populace, ale evoluce se vydala rozumnější cestou – cestou spolupráce. V monogamních párech se samci nadále projevují v celé své kráse a samice na to reagují optimálním přínosem pro potomstvo.
Je zvláštní, že svět divokých zvířat není zatížen morálními principy, zákony a normami a veškeré činy jsou určeny evolucí, genetikou a touhou po plození.
Možná se romantikům bude takové vědecké vysvětlení okřídlené lásky zdát příliš prozaické, ale vědci si myslí něco jiného. Vždyť co může být krásnějšího, než se vyvíjet tak, aby mezi ženou a mužem existovala rovnováha a opravdové partnerství s přihlédnutím k zájmům obou stran a zaměřené na prospěch budoucích generací.
Pátek off-top:
I když tito ptáci nemají zrovna nejhezčí jméno (Potápky), jejich shledávací tanec je prostě krásný.
Off-top 2.0:
Birds of Paradise jsou ukázkovým příkladem (doslova) různých signálů, které samci vysílají samicím během hnízdní sezóny (BBC Earth, komentář od Davida Attenborougha).
Děkujeme za sledování, zůstaňte zvědaví a přeji všem krásný víkend! 🙂
Děkujeme, že s námi zůstáváte. Líbí se vám naše články? Chcete vidět více zajímavého obsahu? Podpořte nás objednávkou nebo doporučením přátelům, 30% sleva pro uživatele Habr na unikátní obdobu entry-level serverů, kterou jsme pro vás vymysleli: (k dispozici s RAID1 a RAID10, až 24 jader a až 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2x levnější? Pouze zde V Nizozemsku! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gb/s 100 TB – od 99 $! Číst o
Zdroj: www.habr.com