La rilato inter partneroj, plenigita de zorgemo, signoj de atento kaj empatio, estas nomita amo de poetoj, sed biologoj nomas ĝin inter-seksaj rilatoj celantaj postvivadon kaj generadon. Iuj specioj preferas preni nombrojn - reproduktiĝi kun kiel eble plej multaj partneroj por pliigi la nombron de idoj, tiel pliigante la eblecojn de supervivo de la tuta specio. Aliaj kreas monogamajn parojn, kiuj povas ĉesi ekzisti nur post la morto de unu el la partneroj. Dum multaj jaroj, sciencistoj kredis, ke la unua opcio estis multe pli profita, sed ĉi tio ne estas tute vera. Monogamaj paroj, kiel regulo, kreskigas siajn idojn kune, t.e. protektu lin kontraŭ predantoj, akiru manĝaĵojn kaj instruu al li certajn kapablojn, dum en poligamiaj rilatoj ĉio ĉi plej ofte falas sur la delikatajn ŝultrojn de inoj. Kompreneble, estas esceptoj, sed hodiaŭ ni ne parolas pri ili. Biologoj delonge interesiĝas pri alia interesa punkto - maskloj daŭre montras signojn de atento al inoj, eĉ kiam ilia paro jam formiĝis kaj ekzistas de pluraj jaroj. Kio kaŭzas ĉi tiun konduton, kio estas la avantaĝo de ĝi, kaj kiuj evoluaj aspektoj estas asociitaj kun ĝi? Ni trovos respondojn al ĉi tiuj demandoj en la raporto de la esplorgrupo. Iru.
Esplorbazo
Konsiderante la temo de la studo, ni ne koncentriĝos pri poligamiaj birdospecioj, sed fokusiĝos pri plumitaj romantikoj, kiuj enamiĝas unufoje por ĉiam.
Parolante pri monogamio, indas rimarki, ke ekzistas pluraj specoj de ĝi laŭ la daŭro: unu sezono, pluraj jaroj kaj dumvive.
Inter birdoj, laŭsezona monogamio estas la plej ofta. Frapa ekzemplo estus sovaĝaj anseroj. La inoj respondecas pri nestumado kaj kovado de ovoj, kaj la masklo respondecas pri protektado de la teritorio. En la dua tago post eloviĝo, la familio iras al la plej proksima akvoareo, kie la anseridoj lernas serĉi manĝaĵon por si. Okaze de danĝero sur la akvo, la ino feroce protektas la idojn, sed la masklo, ŝajne memorante gravajn aferojn, plej ofte fuĝas. Ne la plej ideala rilato, negrave kiel vi rigardas ĝin.
Familio de sovaĝaj anseroj.
Se ni parolas pri rilatoj, kies bazo estas konstanteco, tiam cikonioj estas la plej bonaj en ĉi tiu afero. Ili kreas monogaman paron dumvive kaj eĉ ne ŝanĝas sian loĝlokon krom se nepre necese. Unu nesto de cikonioj, kiu povas pezi ĝis 250 kg kaj atingi 1.5 m en diametro, servas ilin dum multaj jaroj se naturaj katastrofoj aŭ homa interveno ne detruas ĝin. Estas nesto en Ĉeĥio kiu estis kreita reen en 1864.
La konstrukapabloj de cikonioj ne bezonas esti aprezataj kiam vi vidas tiajn strukturojn.
Male al sovaĝaj anseroj, cikonioj havas egalajn respondecojn: ambaŭ partneroj elkovas ovojn, serĉas manĝaĵon, instruas idojn flugi kaj protektas ilin kontraŭ danĝeroj. Diversaj specoj de ritoj ludas gravan rolon en cikoniaj rilatoj: kantado, dancado ktp. La plej kurioza afero estas, ke ĉi tiuj ritoj okazas ne nur dum la formado de paro (en la unua dato), sed ankaŭ dum sia tuta vivo kune (eĉ kiam anstataŭante la inon dum kovado, la masklo faras malgrandan dancon). Al ni, ĉi tio aspektas tre bela, romantika kaj tute mallogika, ĉar de biologia vidpunkto ne estas profito al tia konduto. Estas tiel? Kaj ĉi tie ni povas glate komenci konsideri la studon mem, kiu devis respondi ĉi tiun demandon.
Etologoj* Ili kredas, ke la konstanta manifestiĝo de iliaj sentoj de maskloj estas asociita kun la konservado de la reprodukta stato ĉe inoj.
Etologio* - scienco, kiu studas genetike determinitan konduton, t.e. instinktoj.
Samtempe, restas neklare kial ĉi tiu konduto daŭras ne nur dum la periodo de primara sekspariĝo, sed dum la tuta vivo, ĉar estus pli logike por maskloj investi pli da forto kaj energio en siaj idoj, prefere ol en pruvo de sentoj por la. ino. Nuntempe, multaj esploristoj kredis, ke la intenseco de la esprimo de amo al la ino rekte influas la kvaliton de la sekspariĝo kaj, tial, la idojn (t.e. la nombron da ovoj demetitaj).
Vira paradiza birdo dancas antaŭ ino. Kiel ni povas vidi, la masklo aspektas multe pli brila ol la ino.
Ĉi tiu teorio estas konfirmita per observoj. Ino kies partnero estas neskribita bela viro kaj la unua flugfolio en la vilaĝo metas pli da peno en ŝiajn idojn ol se la masklo estas nek fiŝo nek kokaĵo. Ĝi sonas amuza kaj amuza, sed la ritoj, kiujn viroj faras antaŭ inoj, celas montri ne nur belecon, sed ankaŭ forton. Okazas, ke brila plumaro, bela kantado kaj aliaj manifestiĝoj de atento de maskloj estas nur kognaj signaloj por inoj, kiujn ŝi malkodas en informojn pri la masklo.
Sciencistoj de la universitatoj de Norda Karolino kaj Ĉikago, kies laboron ni konsideras hodiaŭ, opinias, ke ĉi tiu konduto de maskloj celas optimumigi la konduton de inoj rilate al la procezo de reproduktado de idoj.
La modelo proponita de sciencistoj baziĝas sur multnombraj eksperimentoj, kiuj montris, ke plifortigi ĉi tiujn signalojn de maskloj pliigas la kontribuon de inoj al la procezo de reproduktado. Estis sugestite ke la fonto de tiaj stimulaj efikoj estas perceptaj respondoj ekestiĝantaj de la trajtoj de la medio, signaloj kaj la nerva sistemo mem. Nuntempe, proksimume 100 ekzemploj de tiaj "devojiĝoj" de ordinaraj sensaj sistemoj (aŭdo, vizio kaj odoro) estas konataj.
Kiam masklo denove montras siajn avantaĝojn super aliaj maskloj, tio povas havi pozitivan efikon al la masklo mem (la ino certe elektos lin). Sed por la ino tio povas esti malavantaĝo, ĉar ĝi reduktos estontan reproduktan produktadon. Alivorte, ni havas situacion de "superi atendojn". Masklo, kiu estas signife pli bona ol aliaj maskloj kaj konstante montras signojn de intereso pri la ino, ricevos tion, kion li volas - pariĝon kaj reproduktadon, aŭ prefere sian propran specon. Ino, kiu atendas similan konduton de aliaj maskloj, sed ne ricevas ĝin, povas trovi sin en terura situacio. Sciencistoj nomas tian kazon interseksa konflikto: la pruvo de si de viroj kiel belaj pliiĝas inter la loĝantaro, kaj rezisto al ĉi tiu taktiko kreskas inter inoj.
Tiu konflikto estis modeligita uzante komputilan aliron (neŭralaj retoj). En la rezultaj modeloj, la signalilo (signalfonto - masklo) uzas la perceptan percepton de la ricevilo (signalricevilo - ino), kiu stimulas la signalojn mem malprofite de la percepto. Je certa punkto, okazas ŝanĝo en la percepto de signaloj en la loĝantaro de inoj (speco de mutacio), kiel rezulto de kiu la forto de la signaloj de la fonto (maskla) multe malpliiĝos. Laŭgrada pliiĝo de tiaj ŝanĝoj kondukos al la fakto, ke unu aŭ alia tipo de signalo estos tute neefika. Ĉar tiaj ŝanĝoj okazas, kelkaj signaloj malaperas, perdante sian forton, sed novaj ekestas, kaj la procezo komenciĝas denove.
Ĉi tiu tre tordita sistemo estas sufiĉe simpla en la praktiko. Imagu, ke masklo aperas kun hela plumo (nur unu), li elstaras el la aliaj, kaj la inoj preferas lin. Tiam aperas masklo kun du helaj plumoj, poste kun tri ktp. Sed la forto de tia signalo, pro ĝia kresko kaj disvastiĝo, komencas fali proporcie. Kaj tiam subite aperas masklo, kiu povas bele kanti kaj konstrui nestojn. Kiel rezulto, bela plumaro kiel signalo ĉesas esti efika kaj komencas degeneri.
Tamen, ĉiam estas escepto al la regulo - kelkaj intergenraj konfliktoj povas disvolviĝi al plenrajta kaj tre efika intergenra kunlaboro.
Skemo de la apero de intergenra konflikto kaj intergenra kunlaboro.
La fundo estas, ke la masklo kun pli okulfrapa signalo devigas la inon demeti ne tri ovojn, sed kvar. Ĉi tio estas bona por la masklo - li havos pli da idoj kun sia gena aro. Por la ino, ne tiom, ĉar ŝi devos elspezi pli da penado por certigi, ke ĉiuj idoj pluvivu kaj atingu sendependan aĝon. Sekve, inoj komencas formiĝi paralele al maskloj por esti pli rezistemaj al siaj signaloj. La rezulto povas esti du manieroj: konflikto aŭ kunlaboro.
Kaze de kunlaboro, inoj evoluas por demeti 3 ovojn, kiel antaŭ la apero de pli forta signalo de la maskloj, sed daŭre respondas al ĉi tiuj signaloj. Tiom pri virinaj lertaĵoj en la natura mondo. Tiel formiĝas ne nur paro, sed paro, kiu subtenas unu la alian je la optimuma nivelo por generado el la vidpunkto de signal-responda interago.
Maskloj ne povas evolui reen, proksimume parolante. Iliaj plifortigitaj signaloj al inoj produktas ovodemetadon de tri ovoj, t.e. ne kiel atendite. Tamen, redukti la signalon al la antaŭa nivelo ankaŭ estos neefika, ĉar ĝi kondukos al redukto de la nombro da ovoj en la ovodemetado al du. Ĝi rezultas esti malvirta cirklo - maskloj ne povas redukti la forton de la signalo kaj ne povas pliigi ĝin, ĉar inoj en la unua kazo naskos malpli da idoj, kaj en la dua kazo ili ne respondos.
Nature, nek maskloj nek inoj havas ajnan malican intencon aŭ deziron sklavigi unu la alian. Ĉi tiu tuta procezo okazas je la genetika nivelo kaj celas nur la avantaĝon de la idoj de individua paro kaj la bonfarton de la specio entute.
Esplorrezultoj
Uzante matematikan modeladon, sciencistoj taksis la kondiĉojn sub kiuj interseksa kunlaboro povus okazi. Kvanta karakterizaĵo kun meza valoro zf priskribas la plej gravan kontribuon de ino al siaj idoj. Komence, la averaĝa valoro rajtas disvolvi ĝis sia optimuma valoro zopt, kiu dependas de du variabloj: la profito de la investo (la nombro da pluvivaj idoj) kaj la kosto de la investo por inoj (cf). Ĉi-lasta variablo estas taksita post reproduktado, kio implicas ke kelkaj inoj pluvivas kaj povas produkti idojn denove la sekvan jaron, rezultigante pliiĝon en la nombro da generacioj.
Estas pluraj terminoj, kiuj estos ofte uzataj tra ĉi tiu studo, kiuj indas iom klarigi:
- signaloj - manifestiĝo de atento fare de maskloj al inaj partneroj (kantado, dancado kaj aliaj ritoj), kiuj okazas en formitaj paroj;
- kontribuo / Inversioj - la respondo de inoj al ĉi tiuj signaloj, manifestita en la formo de pli granda nombro da ovoj en la ovodemetado, pli da tempo por prizorgi estontajn idojn, ktp.;
- respondinto - ino respondanta al signaloj de la masklo;
- elspezoj — la kosto de la kontribuo de la inoj al la idoj (tempo en la nesto, tempo por serĉi manĝaĵon, sanstato pro pli granda/pli malgranda nombro da ovoj en la ovodemetado, ktp.).
Novaj viraj signaloj kaj inaj respondoj al ili estis modeligitaj uzante libere rekombinantajn dialelaj unu-loksaj modifiloj, tiel kombinante kvantajn kaj populaciajn genetikajn alirojn. EN loko*, kiu kontrolas la respondon de la ino (A), komence oni observas altfrekvencon de la alelo -respondanto* (A2), responda al antaŭekzistanta percepta percepto
Lokuso* - la loko de specifa geno sur la genetika mapo de kromosomo.
Aleloj* - malsamaj formoj de la sama geno situanta en la samaj lokusoj de homologaj kromosomoj. Aleloj determinas la vojon de evoluo de aparta trajto.
Respondanta geno* (Rsp) estas geno funkcie asociita kun la apartiga malordfaktoro (Sd-geno), kies aktiva alelo (Rsp+) estas kapabla je subpremado de Sd-esprimo.
La signallokuso (B) estas komence fiksita al la ne-signala alelo (B1). Tiam la alelo B2 estas lanĉita, kiu kaŭzas virsignalojn aperi.
Montri signalojn por viroj ankaŭ havas sian prezon (sm), sed pliigas la kontribuon de la ina partnero (A2) je la valoro α. Ekzemple, α povas esti esprimita kiel ekstra ovo en ovodemetado. Samtempe, pliiĝo de la kontribuo de la ino ankaŭ povas manifestiĝi en la formo de la pozitivaj efikoj, kiujn ŝi havas sur siaj idoj.
Tial, paro en kiu la masklo portas la signalan alelon kaj la ino portas la respondanalelon (t.e. A2B2-paroj) havas kroman kontribuon de la ino kaj tial pli altan fekundecon ol la aliaj 3 kombinaĵoj.
Variaĵoj de kombinaĵoj de maskloj kaj inoj laŭ la proporcio de signaloj kaj respondoj al ili.
La nombro da idoj pluvivantaj por reproduktiĝi la sekvan jaron estas trafita per denseca dependeco* ene de la idaro kaj dependeco de ida denseco post elnestiĝo.
Dependeco de denseco* Dens-dependaj procezoj okazas kiam la kreskorapideco de populacio estas reguligita per la denseco de tiu populacio.
Alia grupo de variabloj estas rilata al la morteco de inoj kaj maskloj post la naskiĝo de idoj. Tiuj variabloj estas determinitaj per la kontribuo al la idaro (cm - kontribuo de viroj, cf - kontribuo de inoj), kostoj de signaloj por maskloj (sm) kaj neselektema morteco (dm - maskloj kaj df - inoj).
Vidvinoj, vidvoj, neplenaĝuloj kaj ajnaj antaŭe ununuraj individuoj kuniĝas por formi novajn parojn kaj la ĉiujara ciklo estas finita. En la studata modelo, la emfazo estas sur genetika monogamio, tial ĉiuj specoj de seksa elekto (t.e., konkurado inter individuoj por partnero) estas ekskluditaj de la kalkuloj.
La rilato inter la evoluo de signaloj, respondantoj kaj kontribuoj.
Modeligado montris ke stabila ekvilibro estas atingita kiam maskloj donas signalojn kaj inoj respondas al ili. Ĉe ekvilibro, ĉiu kontribuo al idoj estas reestigita al la nivelo kiun ĝi estis antaŭ la apero de pliaj viraj signaloj.
Sur la diagramo А Ĉi-supra montras ekzemplon de evolua dinamiko kie la ina kontribuo al la idoj revenas al la optimuma nivelo, kiu estas la rezulto de la evoluo de la kvanta trajto de la kontribuo (la punktita verda linio estas la reala kontribuo, kaj la solida verda linio. estas la kontribuo kiu ne estis realigita pro la manko de ina respondo al pliaj viraj signaloj). Sur la diagramo В Alternativa ekzemplo estas montrita kiam intergenra konflikto kondukas al la perdo de respondanto.
Kaj sur la grafikaĵo С Estas identigitaj du parametroj, kiuj influas ĉi tiun rezulton: pliiĝo de la kontribuo kaŭzita de pliaj signaloj (α), kaj la kosto de inoj por ĉi tiu investo (cf). En la ruĝa areo sur la diagramo, signaloj neniam pliiĝas, ĉar ilia kosto superos la profiton. En la flavaj kaj nigraj areoj, la ofteco de signaloj pliiĝas, kio kondukas al pliigo de multekostaj investoj fare de inoj. En la flava areo, la respondo al tio okazas reduktante la kvantan investtrajton, kiu kondukas al la konstanta fiksado de aleloj de kaj signaloj kaj respondantoj. En la nigra regiono, kie respondantaj inoj havas pli da induktita investo, la respondanta alelo estas rapide perdita, sekvita per signaloj, kiel en tradiciaj modeloj de interseksa konflikto (grafo В).
La vertikala limo inter la ruĝaj kaj flavaj regionoj reprezentas la punkton ĉe kiu maskloj akiras kroman investon en idoj pro inoj balancantaj la koston de sia signalado. La horizontala limo apartiganta la flavajn kaj nigrajn areojn de la ruĝa okazas en simila maniero, sed pro malpli evidenta kialo. Kiam la investkostoj de inoj (cf) estas malaltaj, tiam la optimuma valoro de la kontribuo (zopt) estos relative alta, kaj tial la ina kontribuo estos signife pli granda en la komencaj kondiĉoj. La sekvo de tio estas ke signaloj provizas la masklon kun proporcie malpli profito de la investo kiun ĝi ellogas, kiu denove estas kompensita per ĝiaj kostoj.
La parametrospaco, en kiu signaloj kaj respondoj estas fiksitaj (flava), varias dependi de la forto de selektado kaj la genetika varianco de la alelo de la respondanto. Ekzemple, kiam la komenca alelfrekvenco de respondanto estas 0.9 anstataŭe de 0.99 montrita en bildo numero 2, la enkonduko de signaloj rezultigas pli efikan selektadon sur respondantoj (komenca genetika varianco estas pli alta) kaj la nigra regiono disetendiĝas maldekstren.
Masklaj signaloj povas okazi eĉ se ili venas kun kosto kiu reduktas la kontribuon de la masklo al la nuna idaro (parametriigita sfec), tiel rekte influante taŭgeco* kaj masklo kaj ino, prefere ol reduktado de la verŝajneco de la masklo de supervivo.
Taŭgeco* - la kapablo reprodukti individuojn kun certa genotipo.
La rilato inter fekundeckostoj kaj signaloj (maldekstre) kaj la rilato inter vivebleco-kostoj kaj signaloj.
Koncerne fekundecon, kiam viraj signaloj estas fiksitaj (flava areo), ĉiuj maskloj investas malpli en idoj ol antaŭ signalado. En ĉi tiu kazo, la kontribuo de inoj estos pli granda ol ĝi estis antaŭ la apero de viraj signaloj.
Pli granda ina investo, kiam masklaj kostoj estas reguligitaj per fekundeco (prefere ol daŭrigebleco), pliigas la mezan nombron de idoj po paro, sed ne plene kompensas. Kun la tempo, pli granda ina kontribuo pliigas la mezan nombron da idoj atingantaj elnestiĝon sed malpliigas la mezan inan daŭrigeblecon. Ĉi tio kondukas al la formado de nova ekvilibro inter ĉi tiuj du fortoj, kie la averaĝa nombro de idoj estas pli malalta ol en la kazo de normala vivebleco aŭ en la komencaj kondiĉoj (antaŭ la manifestiĝo de signaloj).
El matematika vidpunkto, ĝi aspektas jene: se viraj signaloj pliigas fekundecon je 1% (sed ne pliigas viveblecon), tiam la kostoj de inoj por idoj pliiĝas je 1.3%, sed samtempe ankaŭ ilia morteco pliiĝas je 0.5%. %, kaj la nombro da idoj po paro malpliiĝas je 0.16%.
Se la averaĝa valoro de la ina kontribuo estas komence pli malalta ol la optimuma nivelo (ekzemple pro mediaj influoj), tiam kiam manifestiĝas signaloj stimulantaj la kreskon de kostoj, ekestas ekvilibra sistemo, t.e. intergenra kunlaboro. En tia situacio, masklaj signaloj ne nur pliigas la kontribuon de inoj al idoj, sed ankaŭ ilian taŭgecon.
Tia konduto de maskloj kaj inoj plej ofte okazas pro eksteraj ŝanĝoj (klimato, vivejo, kvanto de disponebla manĝaĵo, ktp.). Konsiderante ĉi tio, sciencistoj sugestas, ke la formado de monogamio en iuj modernaj specioj, dum iliaj prapatroj estis poligamiaj, ŝuldiĝas al migrado kaj, sekve, al ŝanĝo de medio.
Por pli detala konatiĝo kun la nuancoj de la studo, mi rekomendas rigardi и al li.
Epilogo
Ĉi tiu studo montris la rilaton inter poligamio kaj monogamio de evolua perspektivo. En la birda regno, maskloj ĉiam provis superi unu la alian por altiri la atenton de ino: kun hela plumaro, bela danco aŭ eĉ pruvo de siaj konstrukapabloj. Ĉi tiu konduto ŝuldiĝas al konkuro inter maskloj, kiu plej ofte estas karakteriza por poligamiaj specioj. El la perspektivo de inoj, ĉiuj ĉi tiuj signaloj ebligas taksi la kvalitojn de la masklo, kiujn heredos iliaj komunaj idoj. Tamen, kun la tempo, maskloj komencis evolui tiel ke iliaj signaloj estis pli brilaj ol tiuj de siaj konkurantoj. Inoj, siavice, evoluis por rezisti tiajn signalojn. Post ĉio, ĉiam devas esti ekvilibro. Se la kostoj de la inoj por idoj estas neproporciaj al la avantaĝoj, tiam ne utilas pliigi kostojn. Pli bone estas demeti 3 ovojn kaj postvivi la procezon de kovado kaj bredado de idoj ol demeti kvin kaj morti provante protekti ilin.
Tia interseksa konflikto de interesoj povus konduki al katastrofa malkresko de la loĝantaro, sed la evoluo prenis pli prudentan vojon – laŭ la vojo de kunlaboro. En monogamaj paroj, maskloj daŭre esprimas sin en sia tuta gloro, kaj inoj respondas al tio per optimuma kontribuo al la idoj.
Estas kurioze, ke la mondo de sovaĝaj bestoj ne estas ŝarĝita de moralaj principoj, leĝoj kaj normoj, kaj ĉiuj agoj estas determinitaj de evolucio, genetiko kaj la soifo je reproduktado.
Eble por romantikuloj tia scienca klarigo de flugilhava amo ŝajnos tro proza, sed sciencistoj pensas alie. Finfine, kio povus esti pli bela ol evolui tiel, ke ekzistas ekvilibro kaj vera partnereco inter la ino kaj la masklo, konsiderante la interesojn de ambaŭ partioj kaj celante la profiton de la estontaj generacioj.
Vendredo ekstere:
Kvankam ĉi tiuj birdoj ne havas la plej belan nomon (Greboj), ilia rekuniĝa danco estas simple bela.
Ekstere 2.0:
Paradizaj birdoj estas ĉefa ekzemplo (laŭlitere) de la vario de signaloj kiujn maskloj sendas al inoj dum la nesta sezono (BBC Earth, voĉtranspafo de David Attenborough).
Dankon pro spektado, restu scivolemaj kaj havu bonegan semajnfinon al ĉiuj! 🙂
Dankon pro restado ĉe ni. Ĉu vi ŝatas niajn artikolojn? Ĉu vi volas vidi pli interesan enhavon? Subtenu nin farante mendon aŭ rekomendante al amikoj, 30% rabato por uzantoj de Habr sur unika analogo de enirnivelaj serviloj, kiu estis inventita de ni por vi: (havebla kun RAID1 kaj RAID10, ĝis 24 kernoj kaj ĝis 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 fojojn pli malmultekosta? Nur ĉi tie en Nederlando! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ekde $99! Legu pri
fonto: www.habr.com