Odnos među partnerima, ispunjen brigom, znakovima pažnje i empatije, pjesnici nazivaju ljubavlju, a biolozi ga nazivaju međuspolnim odnosima usmjerenim na preživljavanje i razmnožavanje. Neke vrste preferiraju brojnost – razmnožavanje sa što više partnera kako bi se povećao broj potomaka, a time i šanse za preživljavanje cijele vrste. Drugi stvaraju monogamne parove, koji mogu prestati postojati tek nakon smrti jednog od partnera. Dugi niz godina znanstvenici su vjerovali da je prva opcija mnogo isplativija, ali to nije sasvim točno. Monogamni parovi, u pravilu, zajedno odgajaju svoje potomstvo, tj. štite ga od predatora, dobivaju hranu i uče ga određenim vještinama, dok u poligamnim vezama sve to najčešće pada na krhka pleća ženki. Naravno, postoje iznimke, ali danas ne govorimo o njima. Biologe već dugo zanima još jedna zanimljiva točka - mužjaci nastavljaju pokazivati znakove pažnje prema ženkama, čak i kada je njihov par već formiran i postoji već nekoliko godina. Što uzrokuje takvo ponašanje, koja je korist od njega i koji su evolucijski aspekti povezani s njim? Odgovore na ova pitanja pronaći ćemo u izvješću istraživačke skupine. Ići.
Osnova istraživanja
S obzirom na temu studije, nećemo se fokusirati na poligamne vrste ptica, već ćemo se fokusirati na pernate romantičare koji se jednom zauvijek zaljube.
Govoreći o monogamiji, vrijedi napomenuti da postoji nekoliko njezinih vrsta ovisno o trajanju: jednogodišnje, višegodišnje i doživotno.
Među pticama najčešća je sezonska monogamija. Upečatljiv primjer bile bi divlje guske. Ženke sudjeluju u gniježđenju i inkubaciji jaja, a mužjak je odgovoran za zaštitu teritorija. Drugog dana nakon izlijeganja, obitelj odlazi do najbližeg ribnjaka, gdje guščići uče sami tražiti hranu. U slučaju opasnosti na vodi, ženka žestoko štiti potomstvo, ali mužjak, očito se sjetivši važnih stvari, najčešće bježi. Nije baš najidealnija veza, kako god na nju gledali.
Obitelj divljih gusaka.
Ako govorimo o odnosima čija je osnova postojanost, onda su rode najbolje u ovom pitanju. Oni stvaraju monogamni par za cijeli život i čak ne mijenjaju mjesto boravka osim ako je to prijeko potrebno. Jedno gnijezdo roda, koje može biti teško i do 250 kg i doseći 1.5 m u promjeru, služi im dugi niz godina ako ga prirodne katastrofe ili intervencija čovjeka ne unište. U Češkoj postoji gnijezdo koje je stvoreno davne 1864. godine.
Graditeljske vještine roda ne treba cijeniti kada vidite takve građevine.
Za razliku od divljih gusaka, rode imaju jednake odgovornosti: oba partnera leže jaja, traže hranu, uče potomstvo letjeti i štite ga od opasnosti. Razne vrste rituala igraju važnu ulogu u odnosima roda: pjevanje, ples itd. Najzanimljivije je da se ovi rituali provode ne samo tijekom formiranja para (na prvom spoju), već i tijekom cijelog zajedničkog života (čak i kada zamijeni ženku tijekom inkubacije, mužjak izvodi mali ples). Nama to izgleda jako simpatično, romantično i potpuno nelogično, jer s biološke strane od takvog ponašanja nema nikakve koristi. Je li tako? I tu možemo glatko početi razmatrati samu studiju koja je trebala odgovoriti na ovo pitanje.
Etolozi* Vjeruju da je stalna manifestacija njihovih osjećaja od strane muškaraca povezana s očuvanjem reproduktivnog stanja kod žena.
Etologija* - znanost koja proučava genetski uvjetovano ponašanje, t.j. instinkti.
Pritom ostaje nejasno zašto ovakvo ponašanje traje ne samo u razdoblju primarnog parenja, već tijekom cijelog života, jer bi bilo logičnije da mužjaci više snage i energije ulažu u svoje potomstvo, nego u pokazivanje osjećaja prema potomstvu. žena. Do sada su mnogi istraživači smatrali da intenzitet ispoljavanja naklonosti prema ženki izravno utječe na kvalitetu parenja, a time i na potomstvo (tj. broj položenih jaja).
Mužjak rajske ptice pleše ispred ženke. Kao što vidimo, mužjak izgleda mnogo svjetlije od ženke.
Ovu teoriju potvrđuju opažanja. Ženka kojoj je partner nepisani ljepotan i prvi letač u selu više se trudi oko svog potomstva nego ako mužjak nije ni riba ni živina. Zvuči zabavno i smiješno, ali rituali koje mužjaci izvode pred ženkama imaju za cilj pokazati ne samo ljepotu, već i snagu. Slučajno se događa da su svijetlo perje, lijepo pjevanje i druge manifestacije pažnje mužjaka samo kognitivni signali za ženke, koje ona dekodira u informacije o mužjaku.
Znanstvenici sa sveučilišta Sjeverne Karoline i Chicaga, čiji rad danas razmatramo, vjeruju da je ovakvo ponašanje mužjaka usmjereno na optimizaciju ponašanja ženki u odnosu na proces uzgoja potomaka.
Model koji su predložili znanstvenici temelji se na brojnim eksperimentima koji su pokazali da jačanje tih signala od mužjaka povećava doprinos ženki procesu razmnožavanja. Pretpostavlja se da su izvor takvih stimulativnih učinaka perceptivni odgovori koji proizlaze iz svojstava okoline, signala i samog živčanog sustava. Trenutno je poznato oko 100 primjera takvih "odstupanja" od uobičajenih osjetilnih sustava (sluh, vid i miris).
Kada mužjak još jednom pokaže svoje prednosti u odnosu na druge mužjake, to može imati pozitivan učinak na samog mužjaka (ženka će ga sigurno odabrati). Ali za ženke to može biti nedostatak, budući da će smanjiti budući reproduktivni učinak. Drugim riječima, imamo situaciju "premašila očekivanja". Mužjak koji je značajno bolji od ostalih mužjaka i stalno pokazuje znakove interesa za ženku, dobit će ono što želi - parenje i razmnožavanje, odnosno svoju vrstu. Ženka koja očekuje slično ponašanje od drugih mužjaka, ali ga ne dobije, može se naći u teškoj situaciji. Znanstvenici takav slučaj nazivaju interseksualnim sukobom: među populacijom se povećava dokazivanje ljepote od strane muškaraca, a kod žena raste otpor ovoj taktici.
Taj je sukob modeliran korištenjem računalnog pristupa (neuralne mreže). U dobivenim modelima signalizator (izvor signala – muškarac) koristi perceptivnu percepciju primatelja (primatelj signala – žena) koji stimulira same signale nauštrb percepcije. U određenom trenutku dolazi do promjene u percepciji signala u populaciji ženki (neka vrsta mutacije), uslijed čega će se snaga signala iz izvora (muškarca) jako smanjiti. Postupno povećanje takvih promjena dovest će do činjenice da će jedna ili druga vrsta signala biti potpuno neučinkovita. Kako se takve promjene događaju, neki signali nestaju, gube svoju snagu, ali nastaju novi i proces počinje iznova.
Ovaj vrlo uvrnuti sustav u praksi je prilično jednostavan. Zamislite da se muškarac pojavljuje sa svijetlim perjem (samo jednim), ističe se od ostalih, a ženke mu daju prednost. Tada se pojavljuje mužjak s dva svijetla pera, zatim s tri itd. Ali snaga takvog signala, zbog njegovog rasta i širenja, počinje proporcionalno padati. A onda se odjednom pojavi mužjak koji može lijepo pjevati i graditi gnijezda. Kao rezultat toga, lijepo perje kao signal prestaje biti učinkovito i počinje degenerirati.
Međutim, uvijek postoji iznimka od pravila - neki međurodni sukobi mogu se razviti u punopravnu i vrlo učinkovitu međurodnu suradnju.
Shema nastanka međurodnog sukoba i međurodne suradnje.
Zaključak je da mužjak s izraženijim signalom prisiljava ženku da položi ne tri jaja, već četiri. Ovo je dobro za mužjaka - on će imati više potomaka sa svojim genom. Za ženku, ne toliko, jer će morati uložiti više truda kako bi osigurala da svi potomci prežive i dostignu neovisnu dob. Posljedično, ženke se počinju razvijati paralelno s mužjacima kako bi bile otpornije na njihove signale. Rezultat može biti na dva načina: sukob ili suradnja.
U slučaju suradnje, ženke evoluiraju do polaganja 3 jaja, kao prije pojave jačeg signala mužjaka, ali nastavljaju odgovarati na te signale. Toliko o ženskim trikovima u prirodnom svijetu. Na taj način ne nastaje samo par, već par koji podržava jedno drugo na optimalnoj razini za razmnožavanje sa stajališta interakcije signal-odgovor.
Grubo govoreći, mužjaci ne mogu evoluirati natrag. Njihovi pojačani signali ženkama proizvode leglo od tri jaja, tj. ne kako se očekivalo. Međutim, smanjenje signala na prethodnu razinu također će biti neučinkovito, jer će dovesti do smanjenja broja jaja u spojki na dva. Ispada da je to začarani krug - mužjaci ne mogu smanjiti snagu signala i ne mogu ga povećati, jer će ženke u prvom slučaju rađati manje potomaka, au drugom slučaju neće odgovoriti.
Naravno, ni muškarci ni žene nemaju nikakvu zlu namjeru ili želju da porobe jedni druge. Cijeli ovaj proces odvija se na genetskoj razini i usmjeren je isključivo na dobrobit potomaka pojedinog para i dobrobiti vrste u cjelini.
Rezultati istraživanja
Koristeći matematičko modeliranje, znanstvenici su procijenili uvjete pod kojima bi moglo doći do međuseksualne suradnje. Kvantitativna karakteristika s prosječnom vrijednošću zf opisuje glavni doprinos ženke njenom potomstvu. U početku se prosječnoj vrijednosti dopušta da se razvije do svoje optimalne vrijednosti zopt, što ovisi o dvije varijable: koristi od ulaganja (broj preživjelih potomaka) i trošku ulaganja za ženke (cf). Potonja se varijabla procjenjuje nakon razmnožavanja, što znači da neke ženke prežive i mogu proizvesti potomstvo sljedeće godine, što rezultira povećanjem broja generacija.
Postoji nekoliko pojmova koji će se često koristiti u ovoj studiji, a koje vrijedi malo objasniti:
- signali - iskazivanje pažnje od strane muškaraca prema partnericama (pjevanje, ples i drugi rituali) koji se odvijaju u formiranim parovima;
- doprinos / investicija - odgovor ženki na te signale, koji se očituje u obliku većeg broja jaja u leglu, više vremena za brigu o budućem potomstvu itd.;
- ispitanik - ženka reagira na signale mužjaka;
- troškovi — trošak doprinosa ženki potomstvu (vrijeme u gnijezdu, vrijeme traženja hrane, zdravstveno stanje zbog većeg/manjeg broja jaja u leglu itd.).
Novi muški signali i ženski odgovori na njih modelirani su korištenjem slobodne rekombinacije dijalelnih modifikatora jednog lokusa, čime su kombinirani kvantitativni i populacijski genetski pristupi. U mjesto*, koji kontrolira odgovor ženke (A), u početku se uočava visoka učestalost alela -odgovaranje* (A2), što odgovara već postojećoj perceptivnoj percepciji
Mjesto* - položaj određenog gena na genetskoj karti kromosoma.
Aleli* - različiti oblici istog gena smješteni u istim lokusima homolognih kromosoma. Aleli određuju put razvoja pojedine osobine.
Gen koji reagira* (Rsp) je gen funkcionalno povezan s faktorom poremećaja segregacije (SD gen), čiji je aktivni alel (Rsp+) sposoban suprimirati ekspresiju SD.
Signalni lokus (B) inicijalno je fiksiran na nesignalni alel (B1). Zatim se uvodi B2 alel, koji uzrokuje pojavu muških signala.
Prikazivanje signala za mužjake ima i svoju cijenu (sm), ali povećava doprinos partnerice (A2) za vrijednost α. Na primjer, α se može izraziti kao dodatno jaje u leglu. U isto vrijeme, povećanje doprinosa ženke također se može manifestirati u obliku pozitivnih učinaka koje ona ima na svoje potomstvo.
Stoga, par u kojem mužjak nosi signalni alel, a ženka nosi odgovorni alel (tj. parovi A2B2) ima dodatni doprinos ženke i stoga veću plodnost od ostale 3 kombinacije.
Varijante kombinacija mužjaka i ženki prema omjeru signala i odgovora na njih.
Na broj potomaka koji prežive za reprodukciju sljedeće godine utječe ovisnost o gustoći* unutar legla i ovisnost o gustoći legla nakon perjanja.
Ovisnost o gustoći* Procesi ovisni o gustoći javljaju se kada je stopa rasta populacije regulirana gustoćom te populacije.
Druga skupina varijabli povezana je sa smrtnošću ženki i mužjaka nakon rođenja potomaka. Ove varijable određene su doprinosom leglu (cm - doprinos muškaraca, cf - doprinos ženki), troškovi signala za mužjake (sm) i neselektivna smrtnost (dm - mužjaci i df - ženke).
Udovice, udovci, maloljetnici i sve osobe koje su prethodno bile same ujedinjuju se kako bi formirale nove parove i godišnji ciklus je završen. U modelu koji se proučava, naglasak je na genetskoj monogamiji, stoga su sve vrste spolne selekcije (tj. natjecanja između jedinki za partnera) isključene iz izračuna.
Odnos između evolucije signala, ispitanika i doprinosa.
Modeliranje je pokazalo da se stabilna ravnoteža postiže kada mužjaci daju signale, a ženke na njih odgovaraju. U ravnoteži, sav doprinos potomstvu vraća se na razinu na kojoj je bio prije pojave dodatnih muških signala.
Na grafikonu А Gore prikazan primjer evolucijske dinamike gdje se ženski doprinos potomstvu vraća na optimalnu razinu, što je rezultat evolucije kvantitativnog svojstva doprinosa (točkasta zelena linija je stvarni doprinos, a puna zelena linija je doprinos koji nije realiziran zbog nedostatka ženskog odgovora na dodatne muške signale). Na grafikonu В Prikazan je alternativni primjer kada međurodni sukob dovodi do gubitka ispitanika.
I na grafikonu С Identificirana su dva parametra koji utječu na ovaj rezultat: povećanje doprinosa uzrokovano dodatnim signalima (α), i trošak ženki za ovu investiciju (cf). U crvenom području na grafikonu, signali se nikada ne povećavaju, jer će njihov trošak premašiti korist. U žutim i crnim područjima povećava se učestalost signala, što dovodi do povećanja skupih ulaganja od strane žena. U žutom području, odgovor na to se događa smanjenjem kvantitativne značajke ulaganja, što dovodi do trajne fiksacije alela i signala i ispitanika. U crnoj regiji, gdje ženke koje odgovaraju imaju više induciranih ulaganja, alel koji odgovara brzo se gubi, praćen signalima, kao u tradicionalnim modelima interseksualnog sukoba (graf В).
Okomita granica između crvenog i žutog područja predstavlja točku u kojoj mužjaci dobivaju dodatno ulaganje u potomstvo zbog toga što ženke uravnotežuju troškove svoje signalizacije. Horizontalna granica koja odvaja žuto i crno područje od crvenog javlja se na sličan način, ali iz manje očitog razloga. Kada troškovi ulaganja žena (cf) niske, tada je optimalna vrijednost doprinosa (zopt) bit će relativno visoka, pa će stoga ženski doprinos biti znatno veći u početnim uvjetima. Posljedica toga je da signali muškarcu daju proporcionalno manje koristi od ulaganja koje potiču, što je opet kompenzirano njegovim troškovima.
Prostor parametara, u kojem su signali i odgovori fiksirani (žuto), varira ovisno o snazi selekcije i genetičkoj varijanci alela ispitanika. Na primjer, kada je početna frekvencija alela osobe koja je odgovorila 0.9 umjesto 0.99 prikazana na slici #2, uvođenje signala rezultira učinkovitijom selekcijom osoba koje su odgovorile (početna genetska varijanca je veća) i crno područje se širi ulijevo.
Signali mužjaka mogu se pojaviti čak i ako dolaze s cijenom koja smanjuje doprinos mužjaka trenutnom leglu (parametrizirano sfec), čime izravno utječu fitness* i mužjaka i ženke, umjesto da se smanji vjerojatnost preživljavanja mužjaka.
fitness* - sposobnost reprodukcije jedinki s određenim genotipom.
Odnos između troškova plodnosti i signala (lijevo) i odnos između troškova održivosti i signala.
Što se tiče plodnosti, kada su muški signali fiksni (žuto područje), svi mužjaci ulažu manje u potomstvo nego prije signalizacije. U tom će slučaju doprinos ženki biti veći nego što je bio prije pojave muških signala.
Veće ulaganje ženki, kada su troškovi mužjaka regulirani plodnošću (a ne sposobnošću preživljavanja), povećava prosječan broj potomaka po paru, ali ne kompenzira u potpunosti. Tijekom vremena, veći doprinos ženki povećava prosječan broj potomaka koji dospiju do perjanja, ali smanjuje prosječnu održivost ženki. To dovodi do stvaranja nove ravnoteže između ove dvije sile, gdje je prosječan broj potomaka manji nego u slučaju normalne vitalnosti ili u početnim uvjetima (prije manifestacije signala).
S matematičke točke gledišta, to izgleda ovako: ako signali mužjaka povećavaju plodnost za 1% (ali ne povećavaju sposobnost preživljavanja), tada se troškovi ženki za potomstvo povećavaju za 1.3%, ali se istovremeno povećava i njihova smrtnost za 0.5 %, a broj potomaka po paru opada za 0.16 %.
Ako je prosječna vrijednost ženskog doprinosa u početku niža od optimalne razine (primjerice, zbog utjecaja okoline), onda kada se očituju signali koji potiču rast troškova, nastaje uravnoteženi sustav, tj. međurodnu suradnju. U takvoj situaciji signali mužjaka ne samo da povećavaju doprinos ženki potomstvu, već i njihovu kondiciju.
Takvo ponašanje mužjaka i ženki najčešće se događa zbog vanjskih promjena (klima, stanište, količina raspoložive hrane i sl.). S obzirom na to, znanstvenici sugeriraju da je formiranje monogamije kod nekih modernih vrsta, dok su njihovi preci bili poligamni, uzrokovano migracijom i, sukladno tome, promjenom okoliša.
Za detaljnije upoznavanje s nijansama studije, preporučujem da pogledate и njemu.
Epilog
Ova studija je pokazala odnos između poligamije i monogamije iz evolucijske perspektive. U ptičjem kraljevstvu mužjaci su uvijek pokušavali nadmašiti jedni druge kako bi privukli pozornost ženke: svijetlim perjem, prekrasnim plesom ili čak demonstracijom svojih građevinskih sposobnosti. Ovakvo ponašanje je posljedica natjecanja među mužjacima, što je najčešće karakteristično za poligamne vrste. Iz perspektive ženke, svi ti signali omogućuju procjenu kvaliteta mužjaka koje će naslijediti njihovi zajednički potomci. Međutim, s vremenom su mužjaci počeli evoluirati na takav način da su njihovi signali bili svjetliji od onih njihovih konkurenata. Ženke su pak evoluirale da se odupiru takvim signalima. Uostalom, uvijek mora postojati ravnoteža. Ako su troškovi ženki za potomstvo nerazmjerni koristi, onda nema smisla povećavati troškove. Bolje je položiti leglo od 3 jaja i preživjeti proces inkubacije i podizanja potomstva nego položiti pet i umrijeti pokušavajući ih zaštititi.
Takav međuseksualni sukob interesa mogao bi dovesti do katastrofalnog pada populacije, ali evolucija je krenula razumnijim putem - putem suradnje. U monogamnim parovima mužjaci se nastavljaju izražavati u punom sjaju, a ženke na to odgovaraju optimalnim doprinosom potomstvu.
Zanimljivo je da svijet divljih životinja nije opterećen moralnim načelima, zakonima i normama, a sve postupke određuju evolucija, genetika i žeđ za razmnožavanjem.
Možda će se za romantičare takvo znanstveno objašnjenje krilate ljubavi činiti previše prozaičnim, ali znanstvenici misle drugačije. Uostalom, što ima ljepše nego razvijati se na način da postoji ravnoteža i istinsko partnerstvo između ženskog i muškog spola, vodeći računa o interesima obje strane i usmjereno na dobrobit budućih generacija.
Petak off-top:
Iako ove ptice nemaju baš najljepše ime (gnjurci), njihov ples ponovnog okupljanja jednostavno je prekrasan.
Off-top 2.0:
Rajske ptice najbolji su primjer (doslovno) raznolikosti signala koje mužjaci šalju ženkama tijekom sezone gniježđenja (BBC Earth, glas Davida Attenborougha).
Hvala na gledanju, ostanite znatiželjni i ugodan vikend svima! 🙂
Hvala što ste ostali s nama. Sviđaju li vam se naši članci? Želite li vidjeti više zanimljivog sadržaja? Podržite nas narudžbom ili preporukom prijateljima, 30% popusta za korisnike Habra na jedinstveni analog početnih poslužitelja, koji smo izmislili za vas: (dostupno s RAID1 i RAID10, do 24 jezgre i do 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 puta jeftiniji? Samo ovdje u Nizozemskoj! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 Ghz 6C 128 GB DDR3 2x960 GB SSD 1 Gbps 100 TB - od 99 USD! Pročitaj o
Izvor: www.habr.com