A relación entre parellas, chea de coidados, sinais de atención e empatía, chámase amor polos poetas, pero os biólogos chámanlle relacións intersexuais dirixidas á supervivencia e á procreación. Algunhas especies prefiren ter número, reproducirse con tantos socios como sexa posible para aumentar o número de descendentes, aumentando así as posibilidades de supervivencia de toda a especie. Outros crean parellas monógamas, que só poden deixar de existir despois da morte dun dos socios. Durante moitos anos, os científicos creron que a primeira opción era moito máis rendible, pero isto non é totalmente certo. As parellas monógamas, por regra xeral, crían os seus fillos xuntos, é dicir. protéxeo dos depredadores, obtén comida e ensínalle certas habilidades, mentres que nas relacións polígamas todo isto recae a maioría das veces sobre os fráxiles ombreiros das femias. Por suposto, hai excepcións, pero hoxe non falamos delas. Os biólogos levan moito tempo interesados noutro punto interesante: os machos seguen mostrando sinais de atención ás femias, mesmo cando a súa parella xa está formada e existe desde hai varios anos. Que causa este comportamento, cal é o beneficio del e que aspectos evolutivos están asociados a el? A estas preguntas atoparemos respostas no informe do grupo de investigación. Vaia.
Base de investigación
Tendo en conta o tema do estudo, non nos centraremos nas especies de aves polígamas, senón que nos centraremos nos románticos emplumados que se namoran dunha vez por todas.
Falando de monogamia, cómpre sinalar que hai varios tipos segundo a duración: unha estación, varios anos e de por vida.
Entre as aves, a monogamia estacional é a máis común. Un exemplo rechamante serían os gansos salvaxes. As femias participan na nidificación e na incubación dos ovos, e o macho é o encargado de protexer o territorio. O segundo día despois da eclosión, a familia vai ao estanque máis próximo, onde os ansários aprenden a buscar comida para eles. En caso de perigo na auga, a femia protexe ferozmente a descendencia, pero o macho, ao parecer lembrando asuntos importantes, a maioría das veces foxe. Non é a relación máis ideal, non importa como a mires.
Unha familia de gansos salvaxes.
Se falamos de relacións, cuxa base é a constancia, entón as cegoñas son as mellores neste asunto. Crean unha parella monógama de por vida e nin sequera cambian de lugar de residencia a non ser que sexa absolutamente necesario. Un niño de cegoñas, que pode pesar ata 250 kg e acadar 1.5 m de diámetro, sérvelles durante moitos anos se as catástrofes naturais ou a intervención humana non o destrúen. Hai un niño na República Checa que foi creado en 1864.
As habilidades de construción das cegoñas non precisan ser apreciadas cando ves tales estruturas.
A diferenza dos gansos salvaxes, as cegoñas teñen as mesmas responsabilidades: ambos os compañeiros eclosionan ovos, buscan alimento, ensinan á descendencia a voar e protéxenos dos perigos. Varios tipos de rituais xogan un papel importante nas relacións entre as cegoñas: cantar, bailar, etc. O máis curioso é que estes rituais lévanse a cabo non só durante a formación dunha parella (na primeira cita), senón tamén ao longo de toda a súa vida xuntos (mesmo cando se substitúe á femia durante a incubación, o macho realiza un pequeno baile). Para nós, isto parécenos moi bonito, romántico e completamente ilóxico, xa que desde o punto de vista biolóxico non hai ningún beneficio para tal comportamento. É así? E aquí podemos comezar sen problemas a considerar o estudo en si, que debía responder a esta pregunta.
Etólogos* Eles cren que a constante manifestación dos seus sentimentos por parte dos machos está asociada á preservación do estado reprodutivo nas femias.
Etoloxía* - unha ciencia que estuda o comportamento determinado xeneticamente, é dicir. instintos.
Ao mesmo tempo, non está claro por que este comportamento dura non só durante o período de apareamento primario, senón durante toda a vida, porque sería máis lóxico que os machos investisen máis forza e enerxía na súa descendencia, en lugar de demostrar sentimentos polo feminino. Ata agora, moitos investigadores crían que a intensidade da expresión de afecto cara á femia afecta directamente á calidade do apareamento e, polo tanto, á descendencia (é dicir, ao número de ovos postos).
Un paxaro do paraíso macho baila diante dunha femia. Como podemos ver, o macho parece moito máis brillante que a femia.
Esta teoría é confirmada por observacións. Unha femia cuxa parella é un home guapo non escrito e o primeiro voador da aldea pon máis esforzo na súa descendencia que se o macho non é nin peixe nin ave. Parece divertido e divertido, pero os rituais que os machos realizan diante das femias teñen como obxectivo demostrar non só beleza, senón tamén forza. Dá a casualidade de que a plumaxe brillante, os cantos fermosos e outras manifestacións de atención dos machos son só sinais cognitivos para as femias, que ela descodifica en información sobre o macho.
Científicos das universidades de Carolina do Norte e Chicago, cuxos traballos estamos a considerar hoxe, consideran que este comportamento dos machos está dirixido a optimizar o comportamento das femias en relación ao proceso de reprodución da descendencia.
O modelo proposto polos científicos baséase en numerosos experimentos que demostraron que o fortalecemento destes sinais dos machos aumenta a contribución das femias ao proceso de procreación. Suxeriuse que a fonte destes efectos estimulantes son as respostas perceptivas derivadas das propiedades do medio ambiente, dos sinais e do propio sistema nervioso. Polo momento, coñécense uns 100 exemplos deste tipo de "desviacións" dos sistemas sensoriais comúns (oído, visión e olfacto).
Cando un macho volve demostrar as súas vantaxes sobre outros machos, isto pode ter un efecto positivo no propio macho (a femia definitivamente elixirao). Pero para a femia isto pode ser unha desvantaxe, xa que reducirá a produción reprodutiva futura. Noutras palabras, temos unha situación de "superación das expectativas". Un macho que é significativamente mellor que outros machos e mostra constantemente sinais de interese pola femia obterá o que quere: apareamento e procreación, ou máis ben a súa propia especie. Unha femia que espera un comportamento semellante doutros machos, pero non o recibe, pode atoparse nunha situación grave. Os científicos refirense a tal caso como conflito intersexual: a demostración dos homes de ser fermosos aumenta entre a poboación e a resistencia a esta táctica crece entre as mulleres.
Este conflito modelouse mediante un enfoque computacional (redes neuronais). Nos modelos resultantes, o sinalizador (fonte de sinal - macho) utiliza a percepción perceptiva do receptor (receptor de sinal - femia), que estimula os propios sinais en detrimento da percepción. Nun momento determinado, prodúcese un cambio na percepción dos sinais na poboación feminina (unha especie de mutación), como resultado do cal a intensidade dos sinais da fonte (macho) diminuirá moito. Un aumento gradual de tales cambios levará ao feito de que un ou outro tipo de sinal será completamente ineficaz. A medida que se producen tales cambios, algúns sinais desaparecen, perdendo a súa forza, pero xorden outros novos e o proceso comeza de novo.
Este sistema moi retorcido é bastante sinxelo na práctica. Imaxina que aparece un macho cunha pluma brillante (só unha), destaca dos demais e as femias danlle preferencia. Despois aparece un macho con dúas plumas brillantes, despois con tres, etc. Pero a forza deste sinal, debido ao seu crecemento e propagación, comeza a caer proporcionalmente. E de súpeto aparece un macho que sabe cantar moi ben e construír niños. Como resultado, a fermosa plumaxe como sinal deixa de ser eficaz e comeza a dexenerar.
Non obstante, sempre hai unha excepción á regra: algúns conflitos entre xéneros poden converterse nunha cooperación entre xéneros plena e moi eficaz.
Esquema da aparición do conflito e da cooperación entre xéneros.
A conclusión é que o macho cun sinal máis pronunciado obriga á femia a poñer non tres ovos, senón catro. Isto é bo para o macho: terá máis descendencia co seu acervo xenético. Para a femia, non tanto, porque terá que dedicar máis esforzos para que toda a descendencia sobreviva e chegue a idade independente. En consecuencia, as femias comezan a desenvolverse paralelas aos machos para ser máis resistentes aos seus sinais. O resultado pode ser de dúas formas: conflito ou cooperación.
No caso da cooperación, as femias evolucionan ata poñer 3 ovos, como antes da aparición dun sinal máis forte dos machos, pero seguen respondendo a estes sinais. Tanto para os trucos das mulleres no mundo natural. Deste xeito, non se forma só unha parella, senón unha parella que se apoia mutuamente ao nivel óptimo para a procreación desde o punto de vista da interacción sinal-resposta.
Os machos non poden volver evolucionar, grosso modo. Os seus sinais mellorados para as femias producen unha posta de tres ovos, é dicir. non como se esperaba. Non obstante, reducir o sinal ao nivel anterior tamén será ineficaz, xa que levará a unha redución do número de ovos na posta a dous. Resulta ser un círculo vicioso: os machos non poden reducir a intensidade do sinal e non poden aumentalo, xa que as femias no primeiro caso darán a luz a menos crías e no segundo non responderán.
Por suposto, nin os homes nin as mulleres teñen ningunha intención ou desexo malicioso de escravizarse uns aos outros. Todo este proceso ten lugar a nivel xenético e está dirixido unicamente ao beneficio da descendencia dunha parella individual e ao benestar da especie no seu conxunto.
Resultados da investigación
Usando modelos matemáticos, os científicos avaliaron as condicións nas que podería producirse a cooperación intersexual. Característica cuantitativa con valor medio zf describe a principal contribución dunha femia á súa descendencia. Inicialmente, o valor medio pódese desenvolver ata o seu valor óptimo zopt, que depende de dúas variables: o beneficio do investimento (o número de descendentes superviventes) e o custo do investimento para as femias (cf). Esta última variable avalíase despois da reprodución, o que implica que algunhas femias sobreviven e poden volver producir descendencia ao ano seguinte, o que supón un aumento do número de xeracións.
Hai varios termos que se usarán con frecuencia ao longo deste estudo que paga a pena explicar un pouco:
- sinais - manifestación da atención por parte dos machos ás parellas femininas (canto, baile e outros rituais) que teñen lugar en parellas formadas;
- contribución / investimento - a resposta das femias a estes sinais, manifestada en forma de maior número de ovos na posta, máis tempo para coidar a futura descendencia, etc.;
- entrevistado - femia respondendo aos sinais do macho;
- custos — o custo da contribución das femias á descendencia (tempo no niño, tempo para buscar alimento, estado de saúde debido a un maior/menor número de ovos na posta, etc.).
Modeláronse os novos sinais masculinos e as respostas femininas a eles utilizando modificadores de locus únicos dialélicos de recombinación libre, combinando así enfoques cuantitativos e xenéticos de poboación. EN lugar*, que controla a resposta da femia (A), inicialmente obsérvase unha alta frecuencia do alelo -respondedor* (A2), correspondente a unha percepción perceptiva preexistente
Locus* - A localización dun xene específico no mapa xenético dun cromosoma.
alelos* - diferentes formas dun mesmo xene localizadas nos mesmos loci de cromosomas homólogos. Os alelos determinan o camiño de desenvolvemento dun trazo particular.
Xene respondedor* (Rsp) é un xene funcionalmente asociado co factor de trastorno da segregación (xene SD), cuxo alelo activo (Rsp+) é capaz de suprimir a expresión SD.
O locus sinal (B) está inicialmente fixado no alelo non sinal (B1). Despois introdúcese o alelo B2, que fai que aparezan sinais masculinos.
Mostrar sinais para homes tamén ten o seu prezo (sm), pero aumenta a contribución da parella (A2) no valor α. Por exemplo, α pódese expresar como un ovo extra nunha posta. Ao mesmo tempo, un aumento da contribución da femia tamén se pode manifestar en forma de efectos positivos que ten sobre a súa descendencia.
Polo tanto, un par no que o macho leva o alelo sinal e a femia leva o alelo respondedor (é dicir, os pares A2B2) ten unha contribución adicional da femia e, polo tanto, unha fecundidade maior que as outras 3 combinacións.
Variantes de combinacións de machos e femias segundo a relación de sinais e respostas a elas.
O número de descendentes que sobreviven para reproducirse ao ano seguinte vese afectado dependencia da densidade* dentro da cría e a dependencia da densidade de cría despois da cría.
Dependencia da densidade* Os procesos dependentes da densidade ocorren cando a taxa de crecemento dunha poboación está regulada pola densidade desa poboación.
Outro grupo de variables está asociado á mortalidade de femias e machos despois do nacemento da descendencia. Estas variables están determinadas pola contribución á cría (cm - Contribución dos homes, cf - contribución das mulleres), custos dos sinais para os homes (sm) e mortalidade non selectiva (dm - machos e df - femias).
Viúvas, viúvos, menores e calquera individuo previamente solteiro únense para formar novas parellas e conclúese o ciclo anual. No modelo en estudo, a énfase está na monogamia xenética, polo que todo tipo de selección sexual (é dicir, a competencia entre individuos por unha parella) quedan excluídos dos cálculos.
A relación entre a evolución dos sinais, os entrevistados e as achegas.
O modelado demostrou que se consegue un equilibrio estable cando os machos dan sinais e as femias responden a eles. No equilibrio, toda a contribución á descendencia restablece ao nivel que estaba antes da aparición de sinais masculinos adicionais.
No gráfico А O anterior mostra un exemplo de dinámica evolutiva onde a contribución feminina á descendencia volve ao nivel óptimo, que é o resultado da evolución do trazo cuantitativo da contribución (a liña verde de puntos é a contribución real, e a liña verde sólida). é a contribución que non se realizou debido á falta de resposta feminina aos sinais masculinos adicionais). No gráfico В Un exemplo alternativo móstrase cando o conflito entre xéneros leva á perda dun entrevistado.
E na gráfica С Identificáronse dous parámetros que inflúen neste resultado: un aumento da contribución provocado por sinais adicionais (α), e o custo das mulleres para este investimento (cf). Na zona vermella do gráfico, os sinais nunca aumentan, xa que o seu custo superará o beneficio. Nas zonas amarela e negra aumenta a frecuencia dos sinais, o que leva a un aumento de custos investimentos por parte das femias. Na zona amarela, a resposta a isto prodúcese reducindo o trazo de investimento cuantitativo, o que leva á fixación permanente dos alelos tanto dos sinais como dos entrevistados. Na rexión negra, onde as femias que responden teñen máis investimento inducido, o alelo respondente pérdese rapidamente, seguido de sinais, como nos modelos tradicionais de conflito intersexual (gráfico В).
O límite vertical entre as rexións vermella e amarela representa o punto no que os machos gañan un investimento adicional na descendencia debido a que as femias equilibran o custo da súa sinalización. O límite horizontal que separa as áreas amarela e negra da vermella ocorre de xeito similar, pero por unha razón menos obvia. Cando os custos de investimento das mulleres (cf) son baixos, entón o valor óptimo da contribución (zopt) será relativamente elevada, polo que a contribución feminina será significativamente maior nas condicións iniciais. A consecuencia disto é que os sinais proporcionan ao macho un beneficio proporcionalmente menor do investimento que suscita, que se ve compensado de novo polos seus custos.
O espazo de parámetros, no que se fixan os sinais e as respostas (amarelo), varía dependendo da forza da selección e da varianza xenética do alelo do entrevistado. Por exemplo, cando a frecuencia do alelo inicial dun respondedor é de 0.9 en lugar de 0.99 que se mostra na imaxe n.º 2, a introdución de sinais resulta nunha selección máis eficaz dos respondedores (a varianza xenética inicial é maior) e a rexión negra se expande cara á esquerda.
Os sinais dos machos poden producirse aínda que teñan un custo que reduza a contribución do macho á cría actual (parametizada sfec), afectando así directamente fitness* masculino e feminino, en lugar de reducir a probabilidade de supervivencia do macho.
Fitness* - a capacidade de reproducir individuos cun determinado xenotipo.
A relación entre os custos de fecundidade e os sinais (esquerda) e a relación entre os custos de viabilidade e os sinais.
En canto á fertilidade, cando os sinais dos machos son fixos (zona amarela), todos os machos invisten menos na descendencia que antes da sinalización. Neste caso, a contribución das femias será maior que antes da aparición dos sinais masculinos.
Un maior investimento feminino, cando os custos dos machos están regulados pola fecundidade (máis que pola viabilidade), aumenta o número medio de descendentes por parella, pero non compensa totalmente. Co paso do tempo, unha maior contribución feminina aumenta o número medio de descendentes que chegan ao púxo pero diminúe a viabilidade media das mulleres. Isto leva á formación dun novo equilibrio entre estas dúas forzas, onde o número medio de descendentes é menor que no caso de viabilidade normal ou nas condicións iniciais (antes da manifestación dos sinais).
Desde o punto de vista matemático, semella así: se os sinais masculinos aumentan a fertilidade nun 1% (pero non aumentan a viabilidade), entón o custo das femias pola descendencia aumenta un 1.3%, pero ao mesmo tempo a súa mortalidade tamén aumenta un 0.5%. %, e o número de descendentes por parella diminúe un 0.16 %.
Se o valor medio da contribución feminina é inicialmente inferior ao nivel óptimo (por exemplo, debido ás influencias ambientais), cando se manifestan sinais que estimulan o crecemento dos custos, xorde un sistema equilibrado, é dicir. cooperación intergénero. Nesta situación, os sinais masculinos non só aumentan a contribución das femias á descendencia, senón tamén a súa condición física.
Este comportamento de machos e femias ocorre con maior frecuencia debido a cambios externos (clima, hábitat, cantidade de alimento dispoñible, etc.). Tendo en conta isto, os científicos suxiren que a formación da monogamia nalgunhas especies modernas, mentres que os seus antepasados eran polígamos, débese á migración e, en consecuencia, a un cambio no medio ambiente.
Para un coñecemento máis detallado dos matices do estudo, recoméndolle ollar и a el.
Epílogo
Este estudo demostrou a relación entre a poligamia e a monogamia desde unha perspectiva evolutiva. No reino das aves, os machos sempre intentaron superarse entre si para chamar a atención dunha femia: cunha plumaxe brillante, unha fermosa danza ou mesmo unha demostración das súas habilidades de construción. Este comportamento débese á competencia entre os machos, que é a maioría das veces característica das especies polígamas. Desde a perspectiva das femias, todos estes sinais permiten avaliar as calidades do macho que herdará a súa descendencia común. Non obstante, co paso do tempo, os machos comezaron a evolucionar de tal xeito que os seus sinais eran máis brillantes que os dos seus competidores. As femias, pola súa banda, evolucionaron para resistir tales sinais. Despois de todo, sempre debe haber un equilibrio. Se os custos das femias para a descendencia son desproporcionados cos beneficios, entón non ten sentido aumentar os custos. É mellor poñer unha posta de 3 ovos e sobrevivir ao proceso de incubación e crianza de crías que poñer cinco e morrer intentando protexelos.
Tal conflito de intereses intersexual podería levar a un descenso catastrófico da poboación, pero a evolución tomou un camiño máis sensato, polo camiño da cooperación. En parellas monógamas, os machos seguen expresándose en todo o seu esplendor, e as femias responden a isto cunha contribución óptima á descendencia.
É curioso que o mundo dos animais salvaxes non estea cargado de principios morais, leis e normas, e todas as accións están determinadas pola evolución, a xenética e a sede de procreación.
Quizais para os románticos esa explicación científica do amor alado lles pareza demasiado prosaica, pero os científicos pensan o contrario. Despois de todo, que máis fermoso que evolucionar de tal xeito que haxa un equilibrio e unha verdadeira asociación entre a muller e o varón, tendo en conta os intereses de ambas partes e orientada ao beneficio das futuras xeracións.
Venres fóra de tope:
Aínda que estas aves non teñen o nome máis bonito (Grebes), o seu baile de reunión é simplemente fermoso.
Off-top 2.0:
As aves do paraíso son un excelente exemplo (literalmente) da variedade de sinais que os machos envían ás femias durante a época de anidación (BBC Earth, voz en off de David Attenborough).
Grazas por ver, quédate con curiosidade e teñades unha boa fin de semana a todos! 🙂
Grazas por estar connosco. Gústanche os nosos artigos? Queres ver máis contido interesante? Apóyanos facendo un pedido ou recomendando a amigos, Desconto do 30 % para os usuarios de Habr nun análogo único de servidores de nivel de entrada, que inventamos nós para ti: (dispoñible con RAID1 e RAID10, ata 24 núcleos e ata 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 veces máis barato? Só aquí nos Países Baixos! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - desde $ 99! Ler sobre
Fonte: www.habr.com