Forholdet mellem partnere, fyldt med omsorg, tegn på opmærksomhed og empati, kaldes kærlighed af digtere, men biologer kalder det interkønnede forhold rettet mod overlevelse og formering. Nogle arter foretrækker at tage i antal - at formere sig med så mange partnere som muligt for at øge antallet af afkom og derved øge chancerne for at overleve hele arten. Andre skaber monogame par, som først kan ophøre med at eksistere efter en af partnernes død. I mange år troede forskere, at den første mulighed var meget mere rentabel, men det er ikke helt sandt. Monogame par opdrager som regel deres afkom sammen, dvs. beskytte ham mod rovdyr, få mad og lære ham visse færdigheder, hvorimod alt dette i polygame forhold oftest falder på kvinders skrøbelige skuldre. Selvfølgelig er der undtagelser, men i dag taler vi ikke om dem. Biologer har længe været interesseret i et andet interessant punkt - hanner fortsætter med at vise tegn på opmærksomhed over for hunner, selv når deres par allerede er dannet og har eksisteret i flere år. Hvad forårsager denne adfærd, hvad er fordelen ved den, og hvilke evolutionære aspekter er forbundet med den? Vi vil finde svar på disse spørgsmål i forskergruppens rapport. Gå.
Forskningsgrundlag
På baggrund af emnet for undersøgelsen vil vi ikke fokusere på polygame fuglearter, men fokusere på fjerromantikere, der forelsker sig én gang for alle.
Når vi taler om monogami, er det værd at bemærke, at der er flere typer af det afhængigt af varigheden: en sæson, flere år og for livet.
Blandt fugle er sæsonbestemt monogami den mest almindelige. Et slående eksempel ville være vilde gæs. Hunnerne er involveret i rede og ruge æg, og hannen er ansvarlig for at beskytte territoriet. På andendagen efter udklækningen går familien til den nærmeste dam, hvor gæslingerne lærer at lede efter mad selv. I tilfælde af fare på vandet beskytter hunnen voldsomt afkommet, men hannen, der tilsyneladende husker vigtige ting, flygter oftest. Ikke det mest ideelle forhold, uanset hvordan man ser på det.
En familie af vilde gæs.
Hvis vi taler om forhold, hvis grundlag er konstans, så er storke de bedste i denne sag. De skaber et monogamt par for livet og skifter ikke engang deres bopæl, medmindre det er absolut nødvendigt. En rede af storke, som kan veje op til 250 kg og nå 1.5 m i diameter, tjener dem i mange år, hvis naturkatastrofer eller menneskelig indgriben ikke ødelægger den. Der er en rede i Tjekkiet, der blev skabt tilbage i 1864.
Storkens byggeevner behøver ikke at blive værdsat, når du ser sådanne strukturer.
I modsætning til vilde gæs har storke samme ansvar: begge partnere ruger æg, leder efter mad, lærer afkom at flyve og beskytter dem mod farer. Forskellige former for ritualer spiller en vigtig rolle i storkeforhold: sang, dans osv. Det mest mærkelige er, at disse ritualer udføres ikke kun under dannelsen af et par (på den første date), men også gennem hele deres liv sammen (selv når han erstatter kvinden under inkubation, udfører hannen en lille dans). For os ser dette meget sødt, romantisk og fuldstændig ulogisk ud, da der fra et biologisk synspunkt ikke er nogen fordel for sådan adfærd. Det er så? Og her kan vi uden problemer begynde at overveje selve undersøgelsen, som skulle besvare dette spørgsmål.
Etologer* De mener, at den konstante manifestation af deres følelser af mænd er forbundet med bevarelsen af den reproduktive tilstand hos kvinder.
Etologi* - en videnskab, der studerer genetisk bestemt adfærd, dvs. instinkter.
Samtidig er det stadig uklart, hvorfor denne adfærd ikke kun varer i den primære parringsperiode, men hele livet, fordi det ville være mere logisk for hanner at investere mere styrke og energi i deres afkom i stedet for at vise følelser for kvinde. Efterhånden troede mange forskere, at intensiteten af udtryk for hengivenhed over for hunnen direkte påvirker kvaliteten af parringen og derfor afkommet (dvs. antallet af lagt æg).
En paradisfugl danser foran en hun. Som vi kan se, ser hannen meget lysere ud end hunnen.
Denne teori bekræftes af observationer. En hun, hvis partner er en uskreven smuk mand, og den første flyver i landsbyen lægger mere kræfter i sit afkom, end hvis hannen hverken er fisk eller høns. Det lyder sjovt og sjovt, men de ritualer, som mænd udfører foran kvinder, har til formål at demonstrere ikke kun skønhed, men også styrke. Det er bare sådan, at lys fjerdragt, smuk sang og andre manifestationer af opmærksomhed fra mænd blot er kognitive signaler for hunner, som hun afkoder til information om hannen.
Forskere fra universiteterne i North Carolina og Chicago, hvis arbejde vi overvejer i dag, mener, at denne adfærd hos hanner er rettet mod at optimere hunnernes adfærd i forhold til processen med at avle afkom.
Modellen foreslået af videnskabsmænd er baseret på adskillige eksperimenter, der har vist, at styrkelse af disse signaler fra hanner øger kvindernes bidrag til forplantningsprocessen. Det er blevet foreslået, at kilden til sådanne stimulerende virkninger er perceptuelle reaktioner, der opstår fra miljøets egenskaber, signaler og selve nervesystemet. I øjeblikket kendes omkring 100 eksempler på sådanne "afvigelser" fra almindelige sansesystemer (høre, syn og lugt).
Når en han endnu en gang viser sine fordele frem for andre hanner, kan det have en positiv effekt på hannen selv (hunnen vil helt sikkert vælge ham). Men for kvinden kan dette være en ulempe, da det vil reducere den fremtidige reproduktive produktion. Vi har med andre ord en "overskridelse af forventningerne" situation. En han, der er væsentligt bedre end andre hanner og konstant viser tegn på interesse for hunnen, får det, han ønsker - parring og formering, eller rettere sin egen slags. En kvinde, der forventer lignende adfærd fra andre mænd, men ikke modtager den, kan komme i en alvorlig situation. Forskere omtaler et sådant tilfælde som interseksuel konflikt: mænds demonstration af sig selv som smukke stiger blandt befolkningen, og modstanden mod denne taktik vokser blandt kvinder.
Denne konflikt blev modelleret ved hjælp af en beregningsmetode (neurale netværk). I de resulterende modeller bruger signalgiveren (signalkilde - han) den perceptuelle perception af modtageren (signalmodtager - kvinde), som stimulerer selve signalerne til skade for perceptionen. På et vist tidspunkt sker der en ændring i opfattelsen af signaler i populationen af kvinder (en slags mutation), som et resultat af hvilken styrken af signalerne fra kilden (han) vil falde kraftigt. En gradvis stigning i sådanne ændringer vil føre til, at en eller anden type signal vil være fuldstændig ineffektiv. Når sådanne ændringer opstår, forsvinder nogle signaler, mister deres styrke, men nye opstår, og processen begynder på ny.
Dette meget snoede system er ret simpelt i praksis. Forestil dig, at en han dukker op med en lys fjer (kun en), han skiller sig ud fra de andre, og hunnerne foretrækker ham. Så dukker en han op med to lyse fjer, så med tre osv. Men styrken af et sådant signal begynder på grund af dets vækst og spredning at falde proportionalt. Og så dukker der pludselig en han op, som kan synge smukt og bygge rede. Som et resultat ophører smuk fjerdragt som et signal med at være effektiv og begynder at degenerere.
Der er dog altid en undtagelse fra reglen – nogle mellemkønnede konflikter kan udvikle sig til et fuldgyldigt og meget effektivt mellemkønnet samarbejde.
Ordning for fremkomsten af konflikt mellem kønnene og samarbejde mellem kønnene.
Den nederste linje er, at hannen med et mere udtalt signal tvinger hunnen til ikke at lægge tre æg, men fire. Dette er godt for hannen - han vil få flere afkom med sin genpulje. For hunnen, ikke så meget, fordi hun bliver nødt til at bruge flere kræfter på at sikre, at alle afkommet overlever og når selvstændig alder. Derfor begynder hunnerne at udvikle sig parallelt med hannerne for at være mere modstandsdygtige over for deres signaler. Resultatet kan være på to måder: konflikt eller samarbejde.
I tilfælde af samarbejde udvikler hunnerne sig til at lægge 3 æg, som før fremkomsten af et stærkere signal fra hannerne, men fortsætter med at reagere på disse signaler. Så meget for kvinders tricks i den naturlige verden. På denne måde dannes ikke blot et par, men et par, der støtter hinanden på det optimale niveau for forplantning set ud fra signal-respons-interaktionssynspunktet.
Hanner kan groft sagt ikke udvikle sig tilbage. Deres forbedrede signaler til hunnerne producerer en kobling af tre æg, dvs. ikke som forventet. Reduktion af signalet til det tidligere niveau vil dog også være ineffektivt, da det vil føre til en reduktion af antallet af æg i koblingen til to. Det viser sig at være en ond cirkel - mænd kan ikke reducere styrken af signalet og kan ikke øge det, da kvinder i det første tilfælde vil føde færre afkom, og i det andet tilfælde vil de ikke reagere.
Naturligvis har hverken mænd eller kvinder nogen ondsindet hensigt eller lyst til at slavebinde hinanden. Hele denne proces foregår på det genetiske niveau og er udelukkende rettet mod gavn for et individuelt pars afkom og artens velbefindende som helhed.
Forskningsresultater
Ved hjælp af matematisk modellering vurderede videnskabsmænd de betingelser, hvorunder interseksuelt samarbejde kan forekomme. Kvantitativ egenskab med gennemsnitsværdi zf beskriver en huns store bidrag til hendes afkom. I første omgang får gennemsnitsværdien lov til at udvikle sig til sin optimale værdi zopt, som afhænger af to variabler: fordelen ved investeringen (antallet af overlevende afkom) og omkostningerne ved investeringen for hunner (cf). Sidstnævnte variabel vurderes efter avl, hvilket betyder, at nogle hunner overlever og kan få afkom igen det følgende år, hvilket resulterer i en stigning i antallet af generationer.
Der er flere begreber, der vil blive brugt hyppigt gennem denne undersøgelse, som er værd at forklare lidt:
- signaler - manifestation af opmærksomhed fra mænds side til kvindelige partnere (sang, dans og andre ritualer), der finder sted i dannede par;
- bidrag / investering - hunnernes reaktion på disse signaler, manifesteret i form af et større antal æg i koblingen, mere tid til at tage sig af fremtidige afkom osv.;
- respondent - kvinden reagerer på signaler fra hannen;
- omkostninger — omkostningerne ved hunnernes bidrag til afkommet (tid i reden, tid til at søge efter føde, sundhedstilstand på grund af et større/mindre antal æg i kløen osv.).
Nye mandlige signaler og kvindelige reaktioner på dem blev modelleret ved hjælp af frit rekombinerende dialleliske single-locus-modifikatorer, og derved kombinerede kvantitative og populationsgenetiske tilgange. I sted*, som styrer hunnens respons (A), observeres i første omgang en høj frekvens af allelen -responder* (A2), svarende til en allerede eksisterende perceptuel perception
Locus* - placeringen af et specifikt gen på det genetiske kort over et kromosom.
Alleler* - Forskellige former af det samme gen placeret i de samme loci af homologe kromosomer. Alleler bestemmer udviklingsvejen for en bestemt egenskab.
Respondergen* (Rsp) er et gen, der er funktionelt forbundet med segregationsforstyrrelsesfaktoren (SD-gen), hvis aktive allel (Rsp+) er i stand til at undertrykke SD-ekspression.
Signallocuset (B) er indledningsvis fikseret til ikke-signalallelen (B1). Derefter introduceres B2-allelen, som får mandlige signaler til at dukke op.
Visning af signaler for mænd har også sin pris (sm), men øger bidraget fra den kvindelige partner (A2) med værdien α. For eksempel kan α udtrykkes som et ekstra æg i en clutch. Samtidig kan en stigning i hunnens bidrag også vise sig i form af de positive effekter, som hun har på sit afkom.
Derfor har et par, hvor hannen bærer signalallelen, og hunnen bærer responderallelen (dvs. A2B2-par), et yderligere bidrag fra hunnen og derfor højere frugtbarhed end de andre 3 kombinationer.
Varianter af kombinationer af hanner og hunner i henhold til forholdet mellem signaler og svar på dem.
Antallet af afkom, der overlever til at formere sig det følgende år, påvirkes af tæthedsafhængighed* inden for ynglen og afhængighed af yngeltæthed efter flyvning.
Tæthedsafhængighed* Tæthedsafhængige processer opstår, når væksthastigheden af en befolkning er reguleret af tætheden af den pågældende befolkning.
En anden gruppe af variabler er forbundet med dødeligheden af hunner og hanner efter fødslen af afkom. Disse variable er bestemt af bidraget til yngel (cm - bidrag fra mænd, cf - bidrag fra kvinder), omkostninger til signaler for mænd (sm) og ikke-selektiv dødelighed (dm - hanner og df - hunner).
Enker, enkemænd, mindreårige og tidligere enlige individer forenes for at danne nye par, og den årlige cyklus er afsluttet. I den undersøgte model er vægten lagt på genetisk monogami, derfor er alle former for seksuel selektion (dvs. konkurrence mellem individer om en partner) udelukket fra beregningerne.
Forholdet mellem udviklingen af signaler, respondenter og bidrag.
Modellering viste, at en stabil balance opnås, når hanner giver signaler og hunner reagerer på dem. Ved ligevægt genoprettes alt bidrag til afkom til det niveau, det var før fremkomsten af yderligere mandlige signaler.
På diagrammet А Ovenstående viser et eksempel på evolutionær dynamik, hvor kvindens bidrag til afkommet vender tilbage til det optimale niveau, hvilket er resultatet af udviklingen af bidragets kvantitative træk (den stiplede grønne linje er det reelle bidrag, og den ubrudte grønne linje er det bidrag, der ikke blev realiseret på grund af den manglende kvindelige reaktion på yderligere mandlige signaler). På diagrammet В Et alternativt eksempel er vist, når konflikter mellem kønnene fører til tab af en respondent.
Og på grafen С Der identificeres to parametre, der påvirker dette resultat: en stigning i bidraget forårsaget af yderligere signaler (α), og omkostningerne til kvinder for denne investering (cf). I det røde område på diagrammet stiger signalerne aldrig, da deres omkostninger vil overstige fordelen. I de gule og sorte områder stiger frekvensen af signaler, hvilket fører til en stigning i dyre investeringer fra kvindernes side. I det gule område sker reaktionen på dette ved at reducere den kvantitative investeringsegenskab, hvilket fører til permanent fiksering af alleler af både signaler og respondenter. I den sorte region, hvor reagerende hunner har flere inducerede investeringer, går den reagerende allel hurtigt tabt, efterfulgt af signaler, som i traditionelle modeller for interseksuelle konflikter (grafik) В).
Den lodrette grænse mellem de røde og gule områder repræsenterer det punkt, hvor hannerne får yderligere investeringer i afkom på grund af hunnerne, der afbalancerer omkostningerne ved deres signalering. Den vandrette grænse, der adskiller de gule og sorte områder fra de røde, forekommer på lignende måde, men af en mindre indlysende årsag. Når kvinders investeringsomkostninger (cf) er lave, så er den optimale værdi af bidraget (zopt) vil være relativt højt, og derfor vil det kvindelige bidrag være væsentligt større under de oprindelige forhold. Konsekvensen af dette er, at signaler giver manden forholdsmæssigt mindre udbytte af den investering, det fremkalder, hvilket igen opvejes af dets omkostninger.
Parameterrummet, hvori signaler og responser er fikseret (gul), varierer afhængigt af selektionsstyrken og den genetiske varians af respondentens allel. For eksempel, når en responders initiale allelfrekvens er 0.9 i stedet for 0.99 vist på billede #2, resulterer introduktionen af signaler i mere effektiv selektion på respondere (initial genetisk varians er højere), og den sorte region udvider sig til venstre.
Hansignaler kan forekomme, selvom de har en omkostning, der reducerer hannens bidrag til den aktuelle yngel (parameteriseret sfec), og derved direkte påvirker fitness* både mand og kvinde, i stedet for at reducere hannens sandsynlighed for at overleve.
Fitness* - evnen til at reproducere individer med en bestemt genotype.
Forholdet mellem frugtbarhedsomkostninger og signaler (til venstre) og forholdet mellem levedygtighedsomkostninger og signaler.
Med hensyn til fertilitet, når mandlige signaler er faste (gult område), investerer alle hanner mindre i afkom end før signalering. I dette tilfælde vil bidraget fra kvinder være større, end det var før fremkomsten af mandlige signaler.
Større kvindelige investeringer, når hanlige omkostninger reguleres af frugtbarhed (snarere end levedygtighed), øger det gennemsnitlige antal afkom pr. par, men kompenserer ikke fuldt ud. Over tid øger et større kvindebidrag det gennemsnitlige antal afkom, der når flyvende, men mindsker den gennemsnitlige hunlige levedygtighed. Dette fører til dannelsen af en ny balance mellem disse to kræfter, hvor det gennemsnitlige antal afkom er lavere end i tilfælde af normal levedygtighed eller i de indledende forhold (før manifestationen af signaler).
Ud fra et matematisk synspunkt ser det sådan ud: Hvis mandlige signaler øger fertiliteten med 1 % (men ikke øger levedygtigheden), så stiger hunnernes omkostninger til afkom med 1.3 %, men samtidig stiger deres dødelighed også med 0.5 %, og antallet af afkom pr. par falder med 0.16 %.
Hvis gennemsnitsværdien af det kvindelige bidrag oprindeligt er lavere end det optimale niveau (for eksempel på grund af miljøpåvirkninger), så opstår der signaler, der stimulerer væksten i omkostningerne, et afbalanceret system, dvs. samarbejde mellem kønnene. I en sådan situation øger mandlige signaler ikke kun hunnernes bidrag til afkommet, men også deres kondition.
En sådan adfærd hos mænd og kvinder opstår oftest på grund af eksterne ændringer (klima, levesteder, mængden af tilgængelig mad osv.). I lyset af dette foreslår videnskabsmænd, at dannelsen af monogami i nogle moderne arter, mens deres forfædre var polygame, skyldes migration og følgelig en ændring i miljøet.
For et mere detaljeret bekendtskab med nuancerne i undersøgelsen, anbefaler jeg at se på и til ham.
Epilog
Denne undersøgelse viste forholdet mellem polygami og monogami fra et evolutionært perspektiv. I fugleriget har hannerne altid forsøgt at overgå hinanden for at få en kvindes opmærksomhed: med en lys fjerdragt, en smuk dans eller endda en demonstration af deres byggeevner. Denne adfærd skyldes konkurrence blandt mænd, som oftest er karakteristisk for polygame arter. Fra hunnernes perspektiv gør alle disse signaler det muligt at vurdere hannens kvaliteter, som deres fælles afkom vil arve. Men med tiden begyndte hannerne at udvikle sig på en sådan måde, at deres signaler var lysere end deres konkurrenters. Hunnerne har til gengæld udviklet sig til at modstå sådanne signaler. Der skal jo altid være en balance. Hvis hunnernes omkostninger til afkom ikke står i forhold til fordelene, så nytter det ikke noget at øge omkostningerne. Det er bedre at lægge en kobling af 3 æg og overleve processen med at ruge og opdrage afkom end at lægge fem og dø for at beskytte dem.
En sådan interseksuel interessekonflikt kunne føre til et katastrofalt fald i befolkningen, men evolutionen tog en mere fornuftig vej – ad vejen for samarbejde. I monogame par fortsætter hannerne med at udtrykke sig i al deres herlighed, og hunnerne reagerer på dette med et optimalt bidrag til afkommet.
Det er mærkeligt, at verden af vilde dyr ikke er belastet med moralske principper, love og normer, og alle handlinger er bestemt af evolution, genetik og tørst efter forplantning.
Måske for romantikere vil en sådan videnskabelig forklaring på bevinget kærlighed virke for prosaisk, men videnskabsmænd mener noget andet. Når alt kommer til alt, hvad kunne være smukkere end at udvikle sig på en sådan måde, at der er en balance og et ægte partnerskab mellem kvinden og manden, under hensyntagen til begge parters interesser og rettet mod fremtidige generationer.
Fredag off-top:
Selvom disse fugle ikke har det smukkeste navn (Grebes), er deres genforeningsdans simpelthen smuk.
Off-top 2.0:
Paradisfugle er et glimrende eksempel (bogstaveligt talt) på de mange forskellige signaler, hanner sender til hunnerne i redesæsonen (BBC Earth, voice-over af David Attenborough).
Tak fordi du så med, bliv nysgerrig og hav en god weekend alle sammen! 🙂
Tak fordi du blev hos os. Kan du lide vores artikler? Vil du se mere interessant indhold? Støt os ved at afgive en ordre eller anbefale til venner, 30% rabat til Habr-brugere på en unik analog af entry-level servere, som er opfundet af os til dig: (tilgængelig med RAID1 og RAID10, op til 24 kerner og op til 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 gange billigere? Kun her i Holland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - fra $99! Læse om
Kilde: www.habr.com