La relation entre partenaires, pleine de soins, de signes d'attention et d'empathie, est appelée amour par les poètes, mais les biologistes l'appellent relations intersexes visant la survie et la procréation. Certaines espèces préfèrent se reproduire en nombre, c'est-à-dire se reproduire avec autant de partenaires que possible afin d'augmenter le nombre de descendants, augmentant ainsi les chances de survie de l'espèce entière. D'autres créent des couples monogames, qui ne peuvent cesser d'exister qu'après le décès de l'un des partenaires. Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont cru que la première option était beaucoup plus rentable, mais ce n’est pas tout à fait vrai. En règle générale, les couples monogames élèvent leur progéniture ensemble, c'est-à-dire protégez-le des prédateurs, procurez-vous de la nourriture et apprenez-lui certaines compétences, alors que dans les relations polygames, tout cela repose le plus souvent sur les épaules fragiles des femelles. Bien sûr, il y a des exceptions, mais nous n’en parlons pas aujourd’hui. Les biologistes s'intéressent depuis longtemps à un autre point intéressant : les mâles continuent de montrer des signes d'attention envers les femelles, même lorsque leur couple est déjà formé et existe depuis plusieurs années. Qu’est-ce qui cause ce comportement, quels en sont les avantages et quels aspects évolutifs y sont associés ? Nous trouverons des réponses à ces questions dans le rapport du groupe de recherche. Aller.
Base de recherche
Compte tenu du sujet de l’étude, nous ne nous concentrerons pas sur les espèces d’oiseaux polygames, mais plutôt sur les romantiques à plumes qui tombent amoureux une fois pour toutes.
Parlant de monogamie, il convient de noter qu'il en existe plusieurs types selon la durée : une saison, plusieurs années et à vie.
Parmi les oiseaux, la monogamie saisonnière est la plus courante. Un exemple frappant serait celui des oies sauvages. Les femelles participent à la nidification et à l'incubation des œufs, et le mâle est responsable de la protection du territoire. Le deuxième jour après l'éclosion, la famille se rend à l'étang le plus proche, où les oisons apprennent à chercher eux-mêmes leur nourriture. En cas de danger sur l'eau, la femelle protège farouchement sa progéniture, mais le mâle, se souvenant apparemment des choses importantes, s'enfuit le plus souvent. Ce n’est pas la relation la plus idéale, peu importe comment vous la regardez.
Une famille d'oies sauvages.
Si nous parlons de relations dont la base est la constance, alors les cigognes sont les meilleures en la matière. Ils créent un couple monogame pour la vie et ne changent même pas de lieu de résidence sauf en cas d'absolue nécessité. Un nid de cigognes, qui peut peser jusqu'à 250 kg et atteindre 1.5 m de diamètre, leur sert pendant de nombreuses années si les catastrophes naturelles ou l'intervention humaine ne le détruisent pas. Il existe un nid en République tchèque qui a été créé en 1864.
Il n’est pas nécessaire d’apprécier les compétences des cigognes en matière de construction lorsque l’on voit de telles structures.
Contrairement aux oies sauvages, les cigognes ont des responsabilités égales : les deux partenaires couvent des œufs, recherchent de la nourriture, apprennent à leur progéniture à voler et la protègent des dangers. Différents types de rituels jouent un rôle important dans les relations avec les cigognes : chants, danses, etc. Le plus curieux est que ces rituels sont réalisés non seulement lors de la formation du couple (au premier rendez-vous), mais aussi tout au long de leur vie commune (même en remplaçant la femelle lors de l'incubation, le mâle exécute une petite danse). Pour nous, cela semble très mignon, romantique et complètement illogique, car d’un point de vue biologique, un tel comportement ne présente aucun avantage. Il en est ainsi? Et ici, nous pouvons commencer en douceur à considérer l’étude elle-même, qui était censée répondre à cette question.
Éthologues* Ils croient que la manifestation constante de leurs sentiments par les hommes est associée à la préservation de l'état reproducteur chez les femmes.
Éthologie* - une science qui étudie les comportements génétiquement déterminés, c'est-à-dire instincts.
Dans le même temps, on ne sait pas pourquoi ce comportement perdure non seulement pendant la période d'accouplement primaire, mais tout au long de la vie, car il serait plus logique que les mâles investissent plus de force et d'énergie dans leur progéniture, plutôt que de manifester des sentiments pour la femelle. Aujourd’hui, de nombreux chercheurs pensent que l’intensité de l’expression d’affection envers la femelle affecte directement la qualité de l’accouplement et, par conséquent, la progéniture (c’est-à-dire le nombre d’œufs pondus).
Un oiseau de paradis mâle danse devant une femelle. Comme nous pouvons le constater, le mâle semble beaucoup plus brillant que la femelle.
Cette théorie est confirmée par les observations. Une femelle dont le partenaire est un bel homme tacite et le premier volant du village consacre plus d'efforts à sa progéniture que si le mâle n'est ni poisson ni volaille. Cela semble amusant et drôle, mais les rituels que les hommes accomplissent devant les femmes visent à démontrer non seulement la beauté, mais aussi la force. Il se trouve qu'un plumage brillant, de beaux chants et d'autres manifestations d'attention de la part des mâles ne sont que des signaux cognitifs pour les femelles, qu'elle décode en informations sur le mâle.
Les scientifiques des universités de Caroline du Nord et de Chicago, dont nous examinons aujourd'hui les travaux, estiment que ce comportement des mâles vise à optimiser le comportement des femelles par rapport au processus de reproduction de la progéniture.
Le modèle proposé par les scientifiques s'appuie sur de nombreuses expériences qui ont montré que le renforcement de ces signaux provenant des mâles augmente la contribution des femelles au processus de procréation. Il a été suggéré que la source de ces effets stimulants réside dans les réponses perceptuelles découlant des propriétés de l'environnement, des signaux et du système nerveux lui-même. À l'heure actuelle, environ 100 exemples de tels « écarts » par rapport aux systèmes sensoriels ordinaires (audition, vision et odorat) sont connus.
Lorsqu'un mâle démontre à nouveau ses avantages par rapport aux autres mâles, cela peut avoir un effet positif sur le mâle lui-même (la femelle le choisira certainement). Mais pour la femelle, cela peut être un inconvénient, car cela réduira le rendement reproductif futur. En d’autres termes, nous sommes dans une situation de « dépassement des attentes ». Un mâle qui est nettement meilleur que les autres mâles et qui montre constamment des signes d'intérêt pour la femelle obtiendra ce qu'il veut : l'accouplement et la procréation, ou plutôt sa propre espèce. Une femme qui attend un comportement similaire de la part des autres hommes, mais qui ne le reçoit pas, peut se retrouver dans une situation désastreuse. Les scientifiques qualifient un tel cas de conflit intersexuel : la démonstration par les hommes de leur beauté augmente au sein de la population, et la résistance à cette tactique grandit parmi les femmes.
Ce conflit a été modélisé à l'aide d'une approche informatique (réseaux de neurones). Dans les modèles résultants, le signaleur (source du signal - mâle) utilise la perception perceptuelle du récepteur (récepteur du signal - femelle), qui stimule les signaux eux-mêmes au détriment de la perception. À un certain moment, un changement dans la perception des signaux dans la population féminine se produit (une sorte de mutation), à la suite de quoi la force des signaux provenant de la source (mâle) diminuera considérablement. Une augmentation progressive de ces changements conduira au fait que l'un ou l'autre type de signal sera totalement inefficace. À mesure que de tels changements se produisent, certains signaux disparaissent, perdant de leur force, mais de nouveaux apparaissent et le processus recommence.
Ce système très tordu est assez simple en pratique. Imaginez qu'un mâle apparaisse avec une plume brillante (une seule), qu'il se démarque des autres et que les femelles lui donnent la préférence. Puis un mâle apparaît avec deux plumes brillantes, puis avec trois, etc. Mais la force d’un tel signal, en raison de sa croissance et de sa propagation, commence à diminuer proportionnellement. Et puis soudain, un mâle apparaît, capable de chanter magnifiquement et de construire des nids. En conséquence, un beau plumage comme signal cesse d’être efficace et commence à dégénérer.
Cependant, il y a toujours une exception à la règle : certains conflits intergenres peuvent évoluer vers une coopération intergenre à part entière et très efficace.
Schéma d'émergence de conflits intergenres et de coopération intergenre.
L'essentiel est que le mâle avec un signal plus prononcé oblige la femelle à pondre non pas trois œufs, mais quatre. C'est bon pour le mâle - il aura plus de progéniture avec son pool génétique. Pour la femelle, pas tellement, car elle devra déployer plus d’efforts pour garantir que tous les descendants survivent et atteignent un âge indépendant. Par conséquent, les femelles commencent à se développer parallèlement aux mâles afin d’être plus résistantes à leurs signaux. Le résultat peut être de deux manières : conflit ou coopération.
En cas de coopération, les femelles évoluent pour pondre 3 œufs, comme avant l'apparition d'un signal plus fort de la part des mâles, mais continuent de répondre à ces signaux. Voilà pour les astuces des femmes dans le monde naturel. De cette manière, non seulement un couple est formé, mais un couple qui se soutient au niveau optimal pour la procréation du point de vue de l'interaction signal-réponse.
En gros, les mâles ne peuvent pas réévoluer en arrière. Leurs signaux accrus adressés aux femelles produisent une couvée de trois œufs, c'est-à-dire pas comme prévu. Cependant, réduire le signal au niveau précédent sera également inefficace, car cela entraînera une réduction du nombre d'œufs dans la couvée à deux. Cela s'avère être un cercle vicieux - les mâles ne peuvent pas réduire la force du signal ni l'augmenter, car les femelles dans le premier cas donneront naissance à moins de progéniture et dans le second cas, elles ne répondront pas.
Naturellement, ni les hommes ni les femmes n’ont l’intention ou le désir malveillant de s’asservir les uns les autres. L'ensemble de ce processus se déroule au niveau génétique et vise uniquement le bénéfice de la progéniture d'un couple individuel et le bien-être de l'espèce dans son ensemble.
Résultats de l'étude
À l’aide de modèles mathématiques, les scientifiques ont évalué les conditions dans lesquelles la coopération intersexuelle pourrait avoir lieu. Caractéristique quantitative avec valeur moyenne zf décrit la contribution majeure d'une femelle à sa progéniture. Initialement, la valeur moyenne peut évoluer jusqu'à sa valeur optimale zopt, qui dépend de deux variables : le bénéfice de l'investissement (le nombre de descendants survivants) et le coût de l'investissement pour les femelles (cf). Cette dernière variable est évaluée après la reproduction, ce qui implique que certaines femelles survivent et peuvent à nouveau produire une progéniture l'année suivante, ce qui entraîne une augmentation du nombre de générations.
Plusieurs termes qui seront fréquemment utilisés tout au long de cette étude méritent d’être expliqués un peu :
- signaux - manifestation d'attention de la part des mâles envers les partenaires féminines (chant, danse et autres rituels) qui se déroulent en couples formés ;
- contribution / investissement - la réponse des femelles à ces signaux, se manifestant par un plus grand nombre d'œufs dans la couvée, plus de temps pour s'occuper de la future progéniture, etc. ;
- intimé - la femelle répond aux signaux du mâle ;
- frais — le coût de la contribution des femelles à la progéniture (temps passé dans le nid, temps de recherche de nourriture, état de santé dû à un nombre plus ou moins grand d'œufs dans la couvée, etc.).
De nouveaux signaux masculins et leurs réponses féminines ont été modélisés à l'aide de modificateurs dialléliques à locus unique recombinants librement, combinant ainsi des approches quantitatives et génétiques de population. DANS lieu*, qui contrôle la réponse de la femelle (A), on observe initialement une fréquence élevée de l'allèle -répondeur* (A2), correspondant à une perception perceptuelle préexistante
Lieu* - la localisation d'un gène spécifique sur la carte génétique d'un chromosome.
Allèles* - différentes formes d'un même gène situées dans les mêmes loci de chromosomes homologues. Les allèles déterminent le chemin de développement d'un trait particulier.
Gène répondeur* (Rsp) est un gène fonctionnellement associé au facteur de trouble de la ségrégation (gène SD), dont l'allèle actif (Rsp+) est capable de supprimer l'expression de SD.
Le locus signal (B) est initialement fixé à l’allèle non-signal (B1). Ensuite, l’allèle B2 est introduit, ce qui provoque l’apparition de signaux masculins.
Afficher des signaux pour les mâles a aussi son prix (sm), mais augmente la contribution de la partenaire féminine (A2) de la valeur α. Par exemple, α peut être exprimé comme un œuf supplémentaire dans une couvée. Dans le même temps, une augmentation de la contribution de la femelle peut également se manifester sous la forme des effets positifs qu’elle a sur sa progéniture.
Par conséquent, une paire dans laquelle le mâle porte l’allèle signaleur et la femelle porte l’allèle répondeur (c’est-à-dire les paires A2B2) a une contribution supplémentaire de la part de la femelle et donc une fécondité plus élevée que les 3 autres combinaisons.
Variantes de combinaisons d'hommes et de femmes selon le rapport des signaux et des réponses à ceux-ci.
Le nombre de descendants survivant pour se reproduire l’année suivante est affecté par dépendance à la densité* au sein du couvain et dépendance à la densité du couvain après l'envol.
Dépendance à la densité* Des processus dépendants de la densité se produisent lorsque le taux de croissance d'une population est régulé par la densité de cette population.
Un autre groupe de variables est associé à la mortalité des femelles et des mâles après la naissance d'une progéniture. Ces variables sont déterminées par la contribution au couvain (cm - contribution des mâles, cf - contribution des femelles), coûts des signaux pour les mâles (sm) et mortalité non sélective (dm - les hommes et df - les femelles).
Les veuves, les veufs, les mineurs et tous les individus auparavant célibataires s'unissent pour former de nouveaux couples et le cycle annuel est complété. Dans le modèle étudié, l'accent est mis sur la monogamie génétique, c'est pourquoi tous les types de sélection sexuelle (c'est-à-dire la compétition entre individus pour un partenaire) sont exclus des calculs.
La relation entre l'évolution des signaux, des répondants et des contributions.
La modélisation a montré qu'un équilibre stable est atteint lorsque les mâles donnent des signaux et que les femelles y répondent. À l’équilibre, toute contribution à la progéniture est restaurée au niveau où elle était avant l’apparition de signaux mâles supplémentaires.
Sur le graphique А Ce qui précède montre un exemple de dynamique évolutive où la contribution féminine à la progéniture revient au niveau optimal, qui est le résultat de l'évolution du trait quantitatif de la contribution (la ligne verte en pointillés est la contribution réelle, et la ligne verte continue est la contribution qui n'a pas été réalisée en raison du manque de réponse féminine à des signaux masculins supplémentaires). Sur la carte В Un autre exemple est présenté lorsqu'un conflit entre les sexes entraîne la perte d'un répondant.
Et sur le graphique С Deux paramètres sont identifiés qui influencent ce résultat : une augmentation de la contribution provoquée par des signaux supplémentaires (α), et le coût des femmes pour cet investissement (cf). Dans la zone rouge du graphique, les signaux n’augmentent jamais, car leur coût dépassera le bénéfice. Dans les zones jaunes et noires, la fréquence des signaux augmente, ce qui entraîne une augmentation des investissements coûteux de la part des femelles. Dans la zone jaune, la réponse à cela se produit en réduisant le trait d'investissement quantitatif, ce qui conduit à la fixation permanente des allèles des signaux et des répondants. Dans la région noire, où les femmes répondantes ont un investissement plus induit, l'allèle répondant est rapidement perdu, suivi des signaux, comme dans les modèles traditionnels de conflit intersexuel (graphique В).
La limite verticale entre les régions rouge et jaune représente le point auquel les mâles obtiennent un investissement supplémentaire dans leur progéniture grâce au fait que les femelles équilibrent le coût de leur signalisation. La limite horizontale séparant les zones jaunes et noires du rouge se produit de la même manière, mais pour une raison moins évidente. Lorsque les coûts d'investissement des femmes (cf) sont faibles, alors la valeur optimale de la contribution (zopt) sera relativement élevée, et donc la contribution féminine sera nettement plus importante dans les conditions initiales. La conséquence de ceci est que les signaux procurent à l’homme proportionnellement moins de bénéfices de l’investissement qu’ils suscitent, qui sont à nouveau compensés par leurs coûts.
L'espace des paramètres, dans lequel les signaux et les réponses sont fixés (jaune), varie en fonction de la force de sélection et de la variance génétique de l'allèle du répondant. Par exemple, lorsque la fréquence allélique initiale d'un répondeur est de 0.9 au lieu de 0.99 comme indiqué dans l'image n°2, l'introduction de signaux entraîne une sélection plus efficace des répondeurs (la variance génétique initiale est plus élevée) et la région noire s'étend vers la gauche.
Les signaux mâles peuvent se produire même s'ils ont un coût qui réduit la contribution du mâle à la couvée actuelle (paramétré sfec), affectant ainsi directement aptitude* à la fois le mâle et la femelle, plutôt que de réduire les chances de survie du mâle.
Aptitude* - la capacité de reproduire des individus possédant un certain génotype.
La relation entre les coûts de fécondité et les signaux (à gauche) et la relation entre les coûts de viabilité et les signaux.
En termes de fertilité, lorsque les signaux mâles sont fixés (zone jaune), tous les mâles investissent moins dans la progéniture qu'avant la signalisation. Dans ce cas, la contribution des femelles sera plus importante qu’elle ne l’était avant l’apparition des signaux mâles.
Un plus grand investissement féminin, lorsque les coûts masculins sont régulés par la fécondité (plutôt que par la viabilité), augmente le nombre moyen de descendants par couple, mais ne compense pas complètement. Au fil du temps, une plus grande contribution des femelles augmente le nombre moyen de descendants atteignant l'envol mais diminue la viabilité moyenne des femelles. Cela conduit à la formation d'un nouvel équilibre entre ces deux forces, où le nombre moyen de descendants est inférieur à celui d'une viabilité normale ou aux conditions initiales (avant la manifestation des signaux).
D'un point de vue mathématique, cela ressemble à ceci : si les signaux masculins augmentent la fertilité de 1 % (mais n'augmentent pas la viabilité), alors les coûts de progéniture des femelles augmentent de 1.3 %, mais en même temps leur mortalité augmente également de 0.5. %, et le nombre de descendants par couple diminue de 0.16 %.
Si la valeur moyenne de la contribution féminine est initialement inférieure au niveau optimal (par exemple, en raison d'influences environnementales), alors lorsque des signaux stimulant la croissance des coûts se manifestent, un système équilibré apparaît, c'est-à-dire coopération intergenre. Dans une telle situation, les signaux masculins augmentent non seulement la contribution des femelles à la progéniture, mais également leur forme physique.
Un tel comportement des mâles et des femelles se produit le plus souvent en raison de changements externes (climat, habitat, quantité de nourriture disponible, etc.). Compte tenu de cela, les scientifiques suggèrent que la formation de la monogamie chez certaines espèces modernes, alors que leurs ancêtres étaient polygames, est due à la migration et, par conséquent, à un changement d'environnement.
Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je recommande de regarder и pour lui.
Le final
Cette étude a démontré la relation entre la polygamie et la monogamie d'un point de vue évolutif. Dans le règne des oiseaux, les mâles ont toujours essayé de se surpasser pour attirer l'attention d'une femelle : avec un plumage éclatant, une belle danse, ou encore une démonstration de leurs capacités de construction. Ce comportement est dû à la compétition entre mâles, caractéristique le plus souvent des espèces polygames. Du point de vue des femelles, tous ces signaux permettent d’évaluer les qualités du mâle dont héritera leur progéniture commune. Cependant, au fil du temps, les mâles ont commencé à évoluer de telle manière que leurs signaux étaient plus brillants que ceux de leurs concurrents. Les femelles, à leur tour, ont évolué pour résister à de tels signaux. Après tout, il doit toujours y avoir un équilibre. Si les coûts pour la progéniture des femelles sont disproportionnés par rapport aux bénéfices, il ne sert à rien d'augmenter les coûts. Il est préférable de pondre une couvée de 3 œufs et de survivre au processus d’incubation et d’élevage de la progéniture plutôt que d’en pondre cinq et de mourir en essayant de les protéger.
Un tel conflit d'intérêts intersexuels pourrait conduire à un déclin catastrophique de la population, mais l'évolution a emprunté une voie plus sensée : celle de la coopération. Dans les couples monogames, les mâles continuent de s'exprimer dans toute leur splendeur, et les femelles y répondent par une contribution optimale à la progéniture.
Il est curieux que le monde des animaux sauvages ne soit pas chargé de principes moraux, de lois et de normes, et que toutes les actions soient déterminées par l'évolution, la génétique et la soif de procréation.
Peut-être que pour les romantiques, une telle explication scientifique de l'amour ailé semblera trop prosaïque, mais les scientifiques pensent autrement. Après tout, quoi de plus beau que d’évoluer de telle manière qu’il y ait un équilibre et un véritable partenariat entre le féminin et le masculin, prenant en compte les intérêts des deux parties et visant le bénéfice des générations futures.
Vendredi off-top :
Même si ces oiseaux ne portent pas le plus joli nom (Grèbes), leur danse des retrouvailles est tout simplement magnifique.
Hors-haut 2.0 :
Les oiseaux de paradis sont un excellent exemple (littéralement) de la variété des signaux que les mâles envoient aux femelles pendant la saison de nidification (BBC Earth, voix off de David Attenborough).
Merci d'avoir regardé, restez curieux et bon week-end à tous ! 🙂
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Source: habr.com