Partnerite vahelist suhet, mis on täidetud hoolivuse, tähelepanu ja empaatia märkidega, nimetavad luuletajad armastuseks, kuid bioloogid nimetavad seda sugudevahelisteks suheteks, mille eesmärk on ellujäämine ja sigimine. Mõned liigid eelistavad arvukust võtta – paljuneda võimalikult paljude partneritega, et suurendada järglaste arvu, suurendades seeläbi kogu liigi ellujäämisvõimalusi. Teised loovad monogaamsed paarid, mis võivad lakata eksisteerimast alles pärast ühe partneri surma. Teadlased uskusid aastaid, et esimene variant on palju tulusam, kuid see pole täiesti tõsi. Monogaamsed paarid kasvatavad reeglina oma järglasi koos, s.t. kaitsta teda kiskjate eest, hankida toitu ja õpetada talle teatud oskusi, samas kui polügaamsetes suhetes langeb see kõik enamasti emaste hapratele õlgadele. Muidugi on erandeid, kuid täna me neist ei räägi. Biolooge on pikka aega huvitanud veel üks huvitav punkt - isased näitavad jätkuvalt emastele tähelepanu märke isegi siis, kui nende paar on juba moodustunud ja eksisteerinud juba mitu aastat. Mis sellist käitumist põhjustab, mis kasu sellest on ja millised evolutsioonilised aspektid sellega seotud on? Nendele küsimustele leiame vastused uurimisrühma aruandest. Mine.
Uurimistöö alus
Arvestades uurimuse teemat, ei keskendu me polügaamsetele linnuliikidele, vaid keskendume suleromantikutele, kes armuvad lõplikult.
Monogaamiast rääkides väärib märkimist, et olenevalt kestusest on seda mitut tüüpi: üks hooaeg, mitu aastat ja kogu elu.
Lindude seas on hooajaline monogaamia kõige levinum. Ilmekas näide oleks metshaned. Emased tegelevad pesitsemise ja munade haudumisega ning isane vastutab territooriumi kaitsmise eest. Teisel päeval pärast koorumist läheb pere lähima tiigi äärde, kus hanepojad õpivad endale toitu otsima. Veepealse ohu korral kaitseb emane järglasi kiivalt, isane aga ilmselt olulisi asju meeles pidades põgeneb enamasti. Pole just kõige ideaalsem suhe, vaatamata sellele, kuidas sa seda vaatad.
Metshanede perekond.
Kui rääkida suhetest, mille aluseks on püsivus, siis kured on selles küsimuses parimad. Nad loovad eluks ajaks monogaamse paari ega muuda isegi elukohta, kui see pole hädavajalik. Üks kurepesa, mis võib kaaluda kuni 250 kg ja ulatuda 1.5 m läbimõõduni, teenib neid aastaid, kui loodusõnnetused või inimese sekkumine seda ei hävita. Tšehhis on pesa, mis loodi 1864. aastal.
Kurgede ehitusoskusi ei maksa selliseid konstruktsioone nähes hinnata.
Erinevalt metshanedest on kurgedel võrdsed kohustused: mõlemad partnerid hauduvad mune, otsivad toitu, õpetavad järglasi lendama ja kaitsevad neid ohtude eest. Toonekurgede suhetes mängivad olulist rolli mitmesugused rituaalid: laulmine, tantsimine jne. Kõige uudishimulikum on see, et neid rituaale ei viida läbi mitte ainult paari moodustamise ajal (esimesel kohtingul), vaid ka kogu nende kooselu jooksul (isegi inkubatsiooni ajal emast asendades teeb isane väikese tantsu). Meie jaoks tundub see väga armas, romantiline ja täiesti ebaloogiline, kuna bioloogilisest seisukohast pole sellisest käitumisest mingit kasu. See on nii? Ja siin saame sujuvalt hakata kaaluma uuringut ennast, mis pidi sellele küsimusele vastama.
etoloogid* Nad usuvad, et isaste pidev tunnete avaldamine on seotud naiste reproduktiivse seisundi säilimisega.
etoloogia* – teadus, mis uurib geneetiliselt määratud käitumist, s.o. instinktid.
Samas jääb ebaselgeks, miks selline käitumine ei kesta mitte ainult esmase paaritumise perioodil, vaid kogu elu, sest isastel oleks loogilisem investeerida rohkem jõudu ja energiat oma järglastesse, selle asemel, et näidata tundeid järglaste vastu. naissoost. Nüüdseks arvasid paljud teadlased, et emaslooma vastu kiindumuse väljendamise intensiivsus mõjutab otseselt paaritumise ja seega ka järglaste kvaliteeti (st munetud munade arvu).
Isane paradiisilind tantsib emase ees. Nagu näeme, näeb isane välja palju heledam kui emane.
Seda teooriat kinnitavad vaatlused. Emane, kelle partneriks on kirjutamata kena mees ja küla esimene lendur, pingutab oma järglaste nimel rohkem kui siis, kui isane pole kala ega lind. See kõlab lõbusalt ja naljakalt, kuid rituaalid, mida isased emaste ees teevad, on suunatud mitte ainult ilu, vaid ka jõu demonstreerimisele. Juhtub nii, et hele sulestik, ilus laulmine ja muud isaste tähelepanuavaldused on emasloomade jaoks vaid kognitiivsed signaalid, mille ta dekodeerib isase puudutavaks teabeks.
Põhja-Carolina ja Chicago ülikoolide teadlased, kelle tööd me täna kaalume, usuvad, et isaste selline käitumine on suunatud emaste käitumise optimeerimisele seoses järglaste aretamise protsessiga.
Teadlaste pakutud mudel põhineb arvukatel katsetel, mis on näidanud, et nende isaste signaalide tugevdamine suurendab emaste panust sigimisprotsessi. On oletatud, et selliste stimuleerivate mõjude allikaks on tajureaktsioonid, mis tulenevad keskkonna omadustest, signaalidest ja närvisüsteemist endast. Hetkel on teada umbes 100 näidet sellistest “hälbetest” tavalistest sensoorsetest süsteemidest (kuulmine, nägemine ja lõhn).
Kui isane demonstreerib veel kord oma eeliseid teiste isaste ees, võib see positiivselt mõjuda isasele endale (emane valib kindlasti tema). Kuid emaste jaoks võib see olla ebasoodne, kuna see vähendab tulevast sigimist. Teisisõnu, meil on olukord "ületab ootused". Isane, kes on teistest isastest oluliselt parem ja näitab pidevalt emase vastu huvi märke, saab selle, mida tahab – paaritumise ja sigimise või õigemini omasuguse. Emane, kes ootab sarnast käitumist teistelt isastelt, kuid ei saa seda vastu, võib sattuda kohutavasse olukorda. Teadlased nimetavad sellist juhtumit sugudevaheliseks konfliktiks: isaste demonstreerimine end ilusana kasvab elanikkonna hulgas ja vastupanu sellele taktikale kasvab naiste seas.
Seda konflikti modelleeriti arvutusliku lähenemisviisi (närvivõrgud) abil. Saadud mudelites kasutab signaalija (signaali allikas - meessoost) vastuvõtja (signaali vastuvõtja - naine) tajutavat taju, mis stimuleerib signaale endid tajumise kahjuks. Teatud hetkel toimub signaalide tajumise muutus emasloomade populatsioonis (omamoodi mutatsioon), mille tulemusena allikast (isasest) tulevate signaalide tugevus väheneb oluliselt. Selliste muudatuste järkjärguline suurendamine toob kaasa asjaolu, et üht või teist tüüpi signaal on täiesti ebaefektiivne. Selliste muutuste ilmnemisel mõned signaalid kaovad, kaotades oma tugevuse, kuid tekivad uued ja protsess algab uuesti.
See väga keerutatud süsteem on praktikas üsna lihtne. Kujutage ette, et isane ilmub heleda sulega (ainult üks), ta eristub teistest ja emased eelistavad teda. Siis ilmub isane kahe heleda sulega, siis kolmega jne. Kuid sellise signaali tugevus hakkab selle kasvu ja leviku tõttu proportsionaalselt langema. Ja siis järsku ilmub isane, kes oskab ilusti laulda ja pesasid ehitada. Selle tulemusena lakkab ilus sulestik signaalina toimimast ja hakkab degenereeruma.
Siiski on reeglist alati erand – mõnest sugudevahelisest konfliktist võib kujuneda täisväärtuslik ja väga tõhus sugudevaheline koostöö.
Sugudevahelise konflikti ja sugudevahelise koostöö tekkimise skeem.
Põhimõte on see, et tugevama signaaliga isane sunnib emast munema mitte kolme, vaid nelja muna. See on isasele hea – ta saab oma genofondiga rohkem järglasi. Emaslooma jaoks mitte nii palju, sest ta peab rohkem pingutama, et tagada kõigi järglaste ellujäämine ja iseseisvumine. Järelikult hakkavad emased arenema isastega paralleelselt, et olla nende signaalidele vastupidavamad. Tulemuseks võib olla kaks võimalust: konflikt või koostöö.
Koostöö korral arenevad emased munema 3 muna, nagu enne isasloomade tugevama signaali ilmumist, kuid jätkavad nendele signaalidele reageerimist. Niipalju siis naiste trikkidest looduses. Nii ei moodustu mitte lihtsalt paar, vaid üksteist sigimiseks optimaalsel tasemel toetav paar signaali-vastuse interaktsiooni seisukohalt.
Jämedalt öeldes ei saa isased tagasi areneda. Nende tõhustatud signaalid emasloomadele tekitavad kolmest munast koosneva siduri, st. mitte ootuspäraselt. Signaali vähendamine eelmisele tasemele on aga samuti ebaefektiivne, kuna see toob kaasa siduri munade arvu vähenemise kahele. See osutub nõiaringiks - isased ei saa signaali tugevust vähendada ega seda suurendada, kuna emased sünnitavad esimesel juhul vähem järglasi ja teisel juhul nad ei reageeri.
Loomulikult ei ole ei meestel ega naistel pahatahtlikke kavatsusi ega soovi üksteist orjastada. Kogu see protsess toimub geneetilisel tasandil ja on suunatud üksnes üksiku paari järglaste hüvangule ja liigi kui terviku heaolule.
Uuringute tulemused
Teadlased hindasid matemaatilist modelleerimist kasutades tingimusi, mille korral sugudevaheline koostöö võib toimuda. Kvantitatiivne tunnus keskmise väärtusega zf kirjeldab emase suurt panust oma järglastesse. Esialgu lastakse keskmisel väärtusel areneda optimaalse väärtuseni zopt, mis sõltub kahest muutujast: investeeringust saadav kasu (ellujäänud järglaste arv) ja investeeringu maksumus emasloomadele (cf). Viimast muutujat hinnatakse pärast aretamist, mis tähendab, et mõned emased jäävad ellu ja võivad järgmisel aastal uuesti järglasi saada, mille tulemuseks on põlvkondade arvu suurenemine.
Selles uuringus kasutatakse sageli mitmeid termineid, mida tasub veidi selgitada:
- signaale - meeste tähelepanu avaldumine naispartnerite suhtes (laulmine, tantsimine ja muud rituaalid), mis toimuvad moodustatud paarides;
- panus / investeering - emaste reaktsioon nendele signaalidele, mis väljendub suurema hulga munade arvus siduris, rohkem aega tulevaste järglaste eest hoolitsemiseks jne;
- vastaja - emane reageerib isase signaalidele;
- kulud — emasloomade järglaste panuse maksumus (pesas viibimise aeg, toidu otsimise aeg, tervislik seisund seoses suurema/väiksema munade arvuga siduris jne).
Uudsed meeste signaalid ja naiste vastused neile modelleeriti, kasutades vabalt rekombineerivaid dialleelseid ühe lookuse modifikaatoreid, kombineerides seeläbi kvantitatiivseid ja populatsiooni geneetilisi lähenemisviise. IN asukoht*, mis kontrollib emase reaktsiooni (A), esialgu täheldatakse alleeli kõrget sagedust -vastaja* (A2), mis vastab juba olemasolevale tajutajule
Asukoht* - konkreetse geeni asukoht kromosoomi geneetilisel kaardil.
Alleelid* - sama geeni erinevad vormid, mis asuvad homoloogsete kromosoomide samades lookustes. Alleelid määravad konkreetse tunnuse arengutee.
reageerija geen* (Rsp) on geen, mis on funktsionaalselt seotud segregatsioonihäire faktoriga (SD geen), mille aktiivne alleel (Rsp+) on võimeline SD ekspressiooni alla suruma.
Signaali lookus (B) on algselt fikseeritud mittesignaali alleeli (B1) külge. Seejärel viiakse sisse B2 alleel, mis põhjustab meeste signaalide ilmumist.
Signaalide kuvamisel meestele on ka oma hind (sm), kuid suurendab naispartneri (A2) panust väärtuse α võrra. Näiteks α võib väljendada lisamunana siduris. Samas võib emase panuse kasv avalduda ka positiivse mõjuna, mida ta oma järglastele avaldab.
Seetõttu on paaril, milles isane kannab signaalalleeli ja emane reageerija alleeli (st A2B2 paarid), täiendav panus emaselt ja seega suurem viljakus kui ülejäänud 3 kombinatsiooni.
Isaste ja emaste kombinatsioonide variandid vastavalt signaalide ja neile reageerimise suhtele.
Järgmisel aastal paljunemiseks ellujäävate järglaste arvu mõjutab tihedusest sõltuvus* haudme sees ja sõltuvus haudmete tihedusest pärast väljalendu.
Sõltuvus tihedusest* Tihedusest sõltuvad protsessid toimuvad siis, kui populatsiooni kasvukiirust reguleerib selle populatsiooni tihedus.
Teine muutujate rühm on seotud emaste ja isaste suremusega pärast järglaste sündi. Need muutujad määratakse panuse järgi haudmesse (cm - meeste panus, cf - emaste panus, isaste signaalide kulud (sm) ja mitteselektiivne suremus (dm - isased ja df - emased).
Lesed, lesed, alaealised ja kõik varem üksikud isikud ühinevad uuteks paarideks ja aastane tsükkel on lõppenud. Uuritavas mudelis on rõhk geneetilisel monogaamial, seetõttu jäetakse arvutustest välja igasugune seksuaalne valik (s.o. indiviididevaheline konkurents partneri pärast).
Seos signaalide, vastajate ja kaastöö vahel.
Modelleerimine näitas, et stabiilne tasakaal saavutatakse siis, kui isased annavad signaale ja emased reageerivad neile. Tasakaalus taastatakse kogu panus järglastele tasemele, mis oli enne täiendavate isassignaalide ilmumist.
Diagrammil А Ülaltoodud on näide evolutsiooni dünaamikast, kus naise panus järglastesse taastub optimaalsele tasemele, mis on panuse kvantitatiivse tunnuse evolutsiooni tulemus (roheline punktiirjoon on tegelik panus ja pidev roheline joon on panus, mis jäi realiseerimata, kuna naine ei reageerinud täiendavatele meessoost signaalidele). Diagrammil В Näidatud on alternatiivne näide, kui sugudevaheline konflikt viib vastaja kaotuseni.
Ja graafikul С Tuvastatakse kaks parameetrit, mis seda tulemust mõjutavad: lisasignaalide põhjustatud panuse suurenemine (α) ja naiste maksumus selle investeeringu jaoks (cf). Diagrammi punasel alal ei suurene signaalid kunagi, kuna nende maksumus ületab kasu. Kollastes ja mustades piirkondades suureneb signaalide sagedus, mis toob kaasa emaste kulukate investeeringute suurenemise. Kollases piirkonnas reageeritakse sellele kvantitatiivse investeerimistunnuse vähendamisega, mis viib nii signaalide kui ka vastajate alleelide püsiva fikseerimiseni. Mustas piirkonnas, kus reageerivatel naistel on rohkem indutseeritud investeeringuid, kaob reageeriv alleel kiiresti, millele järgnevad signaalid, nagu traditsioonilistes interseksuaalsete konfliktide mudelites (graafik В).
Vertikaalne piir punase ja kollase piirkonna vahel tähistab punkti, kus isased saavad järglastesse täiendavaid investeeringuid, kuna emased tasakaalustavad signaalimise kulusid. Horisontaalne piir, mis eraldab kollase ja musta ala punasest, tekib sarnaselt, kuid vähem ilmselgel põhjusel. Kui naiste investeerimiskulud (cf) on madalad, siis on panuse optimaalne väärtus (zopt) on suhteliselt kõrge ja seega on naiste panus algtingimustes oluliselt suurem. Selle tagajärjeks on see, et signaalid annavad meestele proportsionaalselt vähem kasu tehtud investeeringust, mille kompenseerivad jällegi selle kulud.
Parameetriruum, milles signaalid ja vastused on fikseeritud (kollane), varieerub sõltuvalt valiku tugevusest ja vastaja alleeli geneetilisest dispersioonist. Näiteks kui reageerija algne alleeli sagedus on 0.9, mitte pildil #0.99 näidatud 2, siis signaalide sisseviimine toob kaasa tõhusama reageerijate valiku (esialgne geneetiline dispersioon on suurem) ja must piirkond laieneb vasakule.
Isased signaalid võivad ilmneda isegi siis, kui nendega kaasnevad kulud, mis vähendavad isase panust praegusesse haudmesse (parameetrid sfec), mõjutades seeläbi otseselt fitness* nii meestel kui naistel, selle asemel, et vähendada isase ellujäämise tõenäosust.
Fitness* - võime paljundada teatud genotüübiga isendeid.
Suhe viljakuse kulude ja signaalide vahel (vasakul) ning elujõulisuse kulude ja signaalide suhe.
Viljakuse seisukohalt, kui isaste signaalid on fikseeritud (kollane ala), investeerivad kõik isased järglastesse vähem kui enne signaalimist. Sel juhul on emaste panus suurem kui enne meessoost signaalide ilmumist.
Suurem emane investeering, kui meeste kulusid reguleerib viljakus (mitte elujõulisus), suurendab keskmist järglaste arvu paari kohta, kuid ei kompenseeri seda täielikult. Aja jooksul suurendab emasloomade suurem panus järglaste keskmist arvu, kuid see vähendab emaste elujõulisust. See toob kaasa uue tasakaalu kujunemise nende kahe jõu vahel, kus keskmine järglaste arv on väiksem kui normaalse elujõulisuse korral või algtingimustes (enne signaalide avaldumist).
Matemaatilisest vaatenurgast näeb see välja nii: kui isaste signaalid tõstavad viljakust 1% (kuid ei tõsta elujõulisust), siis emaste kulud järglastele suurenevad 1.3%, kuid samal ajal suureneb ka nende suremus 0.5 võrra. % ja järglaste arv paari kohta väheneb 0.16%.
Kui naissoost panuse keskmine väärtus on esialgu optimaalsest tasemest madalam (näiteks keskkonnamõjude tõttu), siis kulude kasvu stimuleerivate signaalide ilmnemisel tekib tasakaalustatud süsteem, s.t. sugudevaheline koostöö. Sellises olukorras ei suurenda isased signaalid mitte ainult emaste panust järglastesse, vaid ka nende sobivust.
Meeste ja emaste selline käitumine on enamasti tingitud välistest muutustest (kliima, elupaik, saadaoleva toidu hulk jne). Seda silmas pidades väidavad teadlased, et monogaamia moodustumine mõnes kaasaegses liigis, kuigi nende esivanemad olid polügaamsed, on tingitud rändest ja vastavalt ka keskkonna muutumisest.
Uuringu nüanssidega täpsemaks tutvumiseks soovitan vaadata и talle.
Epiloog
See uuring näitas polügaamia ja monogaamia vahelist seost evolutsioonilisest vaatenurgast. Linnuriigis on isased emase tähelepanu pälvimiseks alati üksteist üle trumbata püüdnud: särava sulestiku, kauni tantsu või isegi oma ehitusvõimete demonstreerimisega. Selline käitumine on tingitud isastevahelisest konkurentsist, mis on enamasti iseloomulik polügaamsetele liikidele. Emasloomade vaatenurgast võimaldavad kõik need signaalid hinnata isase omadusi, mida nende ühised järglased pärivad. Kuid aja jooksul hakkasid isasloomad arenema nii, et nende signaalid olid konkurentide omadest eredamad. Emased on omakorda arenenud sellistele signaalidele vastu seisma. Tasakaal peab ju alati olema. Kui emaste kulud järglastele on ebaproportsionaalsed tuludega, siis pole kulusid mõtet suurendada. Parem on muneda 3 muna ja ellu jääda haudumise ja järglaste kasvatamise protsess, kui muneda viis ja surra, püüdes neid kaitsta.
Selline interseksuaalne huvide konflikt võib viia rahvaarvu katastroofilise vähenemiseni, kuid evolutsioon läks mõistlikumat teed pidi – mööda koostööteed. Monogaamssetes paarides jätkavad isased end kogu oma hiilguses ja emased reageerivad sellele optimaalse panusega järglastesse.
On uudishimulik, et metsloomade maailm ei ole koormatud moraaliprintsiipide, seaduste ja normidega ning kõik tegevused määravad evolutsioon, geneetika ja sigimisjanu.
Võib-olla tundub romantikutele selline teaduslik selgitus tiivulise armastuse kohta liiga proosaline, kuid teadlased arvavad teisiti. Lõppude lõpuks, mis saab olla ilusam, kui areneda nii, et naise ja mehe vahel valitseks tasakaal ja tõeline partnerlus, mis arvestab mõlema poole huve ja on suunatud tulevaste põlvede hüvanguks.
Reede off-top:
Kuigi neil lindudel pole just kõige ilusam nimi (Grebes), on nende taaskohtumistants lihtsalt ilus.
Off-top 2.0:
Paradiisilinnud on suurepärane näide (sõna otseses mõttes) isasloomade erinevate signaalide kohta, mida pesitsushooajal emasloomadele saadavad (BBC Earth, hääljuht David Attenborough).
Aitäh vaatamast, olge uudishimulikud ja ilusat nädalavahetust kõigile! 🙂
Täname, et jäite meiega. Kas teile meeldivad meie artiklid? Kas soovite näha huvitavamat sisu? Toeta meid, esitades tellimuse või soovitades sõpradele, Habri kasutajatele 30% allahindlus ainulaadsele algtaseme serverite analoogile, mille me teie jaoks välja mõtlesime: (saadaval RAID1 ja RAID10, kuni 24 tuuma ja kuni 40 GB DDR4-ga).
Dell R730xd 2 korda odavam? Ainult siin Hollandis! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB – alates 99 dollarist! Millegi kohta lugema
Allikas: www.habr.com