A partnerek közötti törődéssel, figyelem és empátia jeleivel teli kapcsolatot a költők szerelemnek nevezik, a biológusok azonban a túlélésre és a nemzésre irányuló nemek közötti kapcsolatoknak. Egyes fajok szívesebben veszik fel a számokat – a lehető legtöbb partnerrel szaporodnak, hogy növeljék az utódok számát, ezáltal növelve az egész faj túlélési esélyeit. Mások monogám párokat hoznak létre, amelyek csak az egyik partner halála után szűnhetnek meg. Sok éven át a tudósok úgy gondolták, hogy az első lehetőség sokkal jövedelmezőbb, de ez nem teljesen igaz. A monogám párok általában együtt nevelik utódaikat, i.e. védje meg a ragadozóktól, szerezzen táplálékot és tanítsa meg bizonyos készségekre, míg a poligám kapcsolatokban mindez leggyakrabban a nőstények törékeny vállára esik. Persze vannak kivételek, de ma nem róluk beszélünk. A biológusokat régóta érdekli egy másik érdekes pont - a hímek továbbra is figyelemre méltó jeleket mutatnak a nőstényekre, még akkor is, ha párjuk már kialakult és több éve létezik. Mi okozza ezt a viselkedést, milyen előnyökkel jár, és milyen evolúciós szempontok kapcsolódnak hozzá? Ezekre a kérdésekre találunk választ a kutatócsoport beszámolójában. Megy.
Kutatási alap
Tekintettel a tanulmány témájára, nem a poligám madárfajokra, hanem a tollas romantikusokra, akik egyszer s mindenkorra egymásba szeretnek.
A monogámiáról szólva érdemes megjegyezni, hogy az időtartamtól függően többféle típusa létezik: egy szezon, több év és egy életre szóló.
A madarak között a szezonális monogámia a leggyakoribb. Feltűnő példa erre a vadludak. A nőstények részt vesznek a fészekrakásban és a tojások keltetésében, a hímek pedig a terület védelméért felelősek. A kikelés utáni második napon a család a legközelebbi tóhoz megy, ahol a kislibák megtanulnak táplálékot keresni maguknak. Vízi veszély esetén a nőstény hevesen védi az utódokat, de a hím, láthatóan fontos dolgokra emlékezve, legtöbbször elmenekül. Nem a legideálisabb kapcsolat, akárhogy is nézzük.
Vadlúd család.
Ha olyan kapcsolatokról beszélünk, amelyeknek az alapja az állandóság, akkor ebben a kérdésben a gólyák a legjobbak. Egy életre monogám párt hoznak létre, és nem is változtatnak lakóhelyet, hacsak nem feltétlenül szükséges. Egy gólyafészek, amely akár 250 kg-ot is elérhet, és átmérője elérheti a 1.5 métert, hosszú évekig szolgálja őket, ha természeti csapások vagy emberi beavatkozás nem pusztítja el. Csehországban van egy fészek, amelyet 1864-ben hoztak létre.
A gólyák építőkészségét nem kell értékelni, ha ilyen építményeket látunk.
A vadlibákkal ellentétben a gólyák felelőssége egyenlő: mindkét partner kelteti a tojásokat, táplálékot keres, repülésre tanítja az utódokat és megvédi őket a veszélyektől. A gólyakapcsolatokban különféle rituálék játszanak fontos szerepet: ének, tánc stb. A legkülönösebb dolog az, hogy ezeket a rituálékat nemcsak a pár kialakulása során (az első randin), hanem az egész életük során hajtják végre (még akkor is, ha a nőstényt az inkubáció során lecserélik, a hím egy kis táncot végez). Számunkra ez nagyon aranyosnak, romantikusnak és teljesen logikátlannak tűnik, mivel biológiai szempontból semmi haszna az ilyen viselkedésnek. Olyan? És itt simán nekiláthatunk magának a tanulmánynak a mérlegelésének, aminek erre a kérdésre kellett volna választ adnia.
etológusok* Úgy vélik, hogy érzéseik hímek általi állandó megnyilvánulása a nőstények reproduktív állapotának megőrzéséhez kapcsolódik.
Etológia* - a genetikailag meghatározott viselkedést vizsgáló tudomány, i.e. ösztönök.
Ugyanakkor továbbra is tisztázatlan, hogy ez a viselkedés miért tart nemcsak az elsődleges párzás időszakában, hanem az egész életen át, mert logikusabb lenne, ha a hímek több erőt és energiát fektetnének az utódaikra, nem pedig a párzás iránti érzelmek kimutatására. női. Mára sok kutató úgy gondolta, hogy a nőstény iránti vonzalom kifejezésének intenzitása közvetlenül befolyásolja a párzás minőségét, és így az utódokat (azaz a lerakott peték számát).
Egy hím paradicsommadár táncol egy nőstény előtt. Amint látjuk, a hím sokkal világosabbnak tűnik, mint a nőstény.
Ezt az elméletet megfigyelések igazolják. Egy nőstény, akinek párja egy íratlan jóképű férfi, és a falu első repülője, nagyobb erőfeszítést tesz utódaiért, mintha a hím nem hal vagy szárnyas. Szórakoztatónak és viccesen hangzik, de a hímek által a nőstények előtt végzett rituálék célja nemcsak a szépség, hanem az erő bemutatása is. Megesik, hogy a fényes tollazat, a gyönyörű éneklés és a hímek figyelemének egyéb megnyilvánulásai csak kognitív jelek a nőstények számára, amelyeket a nő a hímről szóló információvá dekódol.
Az észak-karolinai és chicagói egyetemek tudósai, akiknek munkáját ma vizsgáljuk, úgy vélik, hogy a hímek ilyen viselkedése a nőstények viselkedésének optimalizálását célozza az utódok tenyésztésének folyamatával kapcsolatban.
A tudósok által javasolt modell számos kísérleten alapul, amelyek kimutatták, hogy a hímektől érkező jelek erősítése növeli a nőstények hozzájárulását a szaporodási folyamathoz. Feltételezik, hogy az ilyen stimuláló hatások forrása a környezet, a jelek és magának az idegrendszernek a tulajdonságaiból adódó észlelési válaszok. Jelenleg körülbelül 100 példa ismert az ilyen „eltérésekre” a szokásos szenzoros rendszerektől (hallás, látás és szaglás).
Ha egy hím ismét megmutatja előnyeit más hímekkel szemben, az pozitív hatással lehet magára a hímre (a nőstény biztosan őt fogja választani). De a nőstények számára ez hátrányt jelenthet, mivel csökkenti a jövőbeni szaporodási teljesítményt. Más szóval, „elvárásokat meghaladó” helyzet áll előttünk. Az a hím, aki lényegesen jobb, mint a többi hím, és állandóan az érdeklődés jeleit mutatja a nőstény iránt, megkapja, amit akar – párzást és szaporodást, vagy inkább saját fajtáját. Az a nőstény, aki hasonló viselkedést vár el más hímektől, de nem kapja meg, szörnyű helyzetbe kerülhet. A tudósok az ilyen esetet interszexuális konfliktusnak nevezik: a férfiak népessége növekszik, hogy szépnek bizonyulnak, a nők körében pedig növekszik az ellenállás ezzel a taktikával szemben.
Ezt a konfliktust számítástechnikai megközelítéssel (neurális hálózatok) modellezték. Az így kapott modellekben a jeladó (jelforrás - férfi) a vevő (jelvevő - nő) észlelési észlelését használja, amely magát a jeleket stimulálja az észlelés rovására. Egy bizonyos ponton a nőstények populációjában megváltozik a jelek észlelése (egyfajta mutáció), aminek következtében a forrásból (férfiakból) érkező jelek erőssége nagymértékben csökken. Az ilyen változások fokozatos növekedése ahhoz a tényhez vezet, hogy egyik vagy másik jeltípus teljesen hatástalan lesz. Amint az ilyen változások bekövetkeznek, bizonyos jelek eltűnnek, elveszítik erejüket, de újak jönnek létre, és a folyamat újra kezdődik.
Ez a nagyon csavaros rendszer a gyakorlatban meglehetősen egyszerű. Képzeld el, hogy egy hím fényes tollal jelenik meg (csak egy), kiemelkedik a többi közül, és a nőstények őt részesítik előnyben. Ekkor megjelenik egy hím két fényes tollal, majd hárommal stb. De egy ilyen jel ereje növekedése és terjedése miatt arányosan csökkenni kezd. És ekkor hirtelen megjelenik egy hím, aki szépen tud énekelni és fészket rakni. Ennek eredményeként a szép tollazat, mint jel, megszűnik hatékonynak lenni, és degenerálódni kezd.
A szabály alól azonban mindig van kivétel – egyes nemek közötti konfliktusok teljes értékű és nagyon hatékony nemek közötti együttműködéssé fejlődhetnek.
A nemek közötti konfliktus és a nemek közötti együttműködés kialakulásának sémája.
A lényeg az, hogy a kifejezettebb jelzésű hím nem három tojást, hanem négyet kényszerít a nőstényre. Ez jó a hímnek – a génállományával több utód lesz. A nőstény esetében nem annyira, mert több erőfeszítést kell tennie annak érdekében, hogy az összes utód túlélje és elérje az önálló életkort. Következésképpen a nőstények a hímekkel párhuzamosan kezdenek fejlődni, hogy jobban ellenálljanak a jeleiknek. Az eredmény kétféle lehet: konfliktus vagy együttműködés.
Együttműködés esetén a nőstények 3 tojásra fejlődnek, mint a hímek erősebb jelének megjelenése előtt, de továbbra is reagálnak ezekre a jelzésekre. Ennyit a női trükkökről a természetben. Így nem csak egy pár jön létre, hanem olyan pár, amely a szignál-válasz interakció szempontjából optimális szinten támogatja egymást a szaporodáshoz.
A hímek durván szólva nem tudnak visszafejlődni. A nőstényekhez intézett fokozott jelzéseik három tojásból álló kuplungot produkálnak, i.e. nem a várt módon. A jel előző szintre való csökkentése azonban szintén hatástalan lesz, mivel ez a tengelykapcsolóban lévő tojások számának kettőre csökkenéséhez vezet. Kiderül, hogy egy ördögi kör - a hímek nem csökkenthetik a jel erősségét, és nem növelhetik azt, mivel a nőstények az első esetben kevesebb utódot hoznak világra, a második esetben pedig nem reagálnak.
Természetes, hogy sem a hímeknek, sem a nőknek nincs rosszindulatú szándékuk vagy vágyuk egymás rabszolgájává tenni. Ez az egész folyamat genetikai szinten megy végbe, és kizárólag az egyes pár utódainak és a faj egészének jólétének javára irányul.
Kutatási eredmények
Matematikai modellezéssel a tudósok felmérték, milyen körülmények között jöhet létre az interszexuális együttműködés. Mennyiségi jellemző átlagos értékkel zf leírja egy nőstény jelentős hozzájárulását utódaihoz. Kezdetben az átlagértéket hagyjuk az optimális értékre fejlődni zopt, ami két változótól függ: a befektetés hasznától (a túlélő utódok száma) és a befektetés költségétől a nőstényeknél (cf). Ez utóbbi változót a tenyésztés után értékelik, ami azt jelenti, hogy néhány nőstény túléli, és a következő évben ismét utódokat hozhat, ami a generációk számának növekedését eredményezi.
Számos kifejezést gyakran használunk ebben a tanulmányban, amelyeket érdemes egy kicsit elmagyarázni:
- jelek - a férfiak figyelmének megnyilvánulása a női partnerekre (éneklés, tánc és egyéb rituálék), amelyek párokban zajlanak;
- hozzájárulás / beruházás - a nőstények reakciója ezekre a jelzésekre, ami abban nyilvánul meg, hogy több tojás van a tengelykapcsolóban, több idő van a jövőbeli utódok gondozására stb.;
- válaszoló - a nőstény reagál a hím jelzéseire;
- kiadások — a nőstények utódokhoz való hozzájárulásának költsége (a fészekben eltöltött idő, a táplálékkeresés ideje, az egészségi állapot a nagyobb/kisebb peték száma miatt, stb.).
Az új férfi szignálokat és a rájuk adott női válaszokat szabadon rekombináló diallikus egylókusz-módosítók segítségével modellezték, így kombinálva a kvantitatív és populációs genetikai megközelítéseket. BAN BEN hely*, amely szabályozza a nőstény reakcióját (A), kezdetben az allél magas gyakorisága figyelhető meg -válaszadó* (A2), amely megfelel egy már meglévő észlelési percepciónak
Locus* - egy adott gén elhelyezkedése a kromoszóma genetikai térképén.
Allélek* - ugyanazon gén különböző formái, amelyek homológ kromoszómák azonos lokuszaiban találhatók. Az allélok határozzák meg egy adott tulajdonság fejlődési útját.
válaszadó gén* Az (Rsp) a szegregációs rendellenesség faktorral (SD gén) funkcionálisan kapcsolódó gén, amelynek aktív allélja (Rsp+) képes az SD expresszió visszaszorítására.
A szignállókuszt (B) kezdetben a nem szignál allélhoz (B1) rögzítjük. Ezután bekerül a B2 allél, ami férfi jelek megjelenését okozza.
A hímek jeleinek megjelenítésének is megvan az ára (sm), de növeli a női partner (A2) hozzájárulását α értékkel. Például α kifejezhető extra tojásként a tengelykapcsolóban. Ugyanakkor a nőstény hozzájárulásának növekedése az utódaira gyakorolt pozitív hatások formájában is megnyilvánulhat.
Ezért az a pár, amelyben a hím hordozza a jelző allélt, és a nő hordozza a válaszadó allélt (azaz A2B2 párok), további hozzájárulást jelent a nősténytől, és ezért magasabb a termékenység, mint a másik 3 kombináció.
Hímek és nőstények kombinációinak változatai a jelek és a rájuk adott válaszok aránya szerint.
A következő évben szaporodni túlélő utódok számát befolyásolja sűrűségfüggőség* a fiasításon belül és a fiasítástól való függés a kirepülés után.
Sűrűségfüggőség* A sűrűségfüggő folyamatok akkor következnek be, ha egy populáció növekedési ütemét az adott populáció sűrűsége szabályozza.
A változók másik csoportja a nőstények és hímek utódok születése utáni mortalitásával kapcsolatos. Ezeket a változókat a fiasításhoz való hozzájárulás határozza meg (cm - a férfiak hozzájárulása, cf - a nőstények hozzájárulása, a hímek jelzéseinek költségei (sm) és a nem szelektív mortalitás (dm - hímek és df - nőstények).
Özvegyek, özvegyek, kiskorúak és bármely korábban egyedülálló egyed új párokat alkotnak, és az éves ciklus lezárult. A vizsgált modellben a hangsúly a genetikai monogámián van, ezért a szexuális szelekció minden fajtája (azaz az egyedek közötti versengés a partnerért) ki van zárva a számításokból.
A jelzések, a válaszadók és a hozzájárulások alakulása közötti kapcsolat.
A modellezés azt mutatta, hogy a stabil egyensúly akkor érhető el, ha a hímek jeleket adnak, a nőstények pedig reagálnak rájuk. Egyensúlyi állapot esetén az utódokhoz való minden hozzájárulás visszaáll arra a szintre, amely a további hím jelek megjelenése előtt volt.
A diagramon А A fentiek egy példát mutatnak be az evolúciós dinamikára, ahol a nőstény hozzájárulása az utódokhoz visszatér az optimális szintre, ami a hozzájárulás mennyiségi jellemzőjének alakulásának eredménye (a szaggatott zöld vonal a valódi hozzájárulás, a folyamatos zöld vonal pedig az a hozzájárulás, amely nem valósult meg a női válasz hiánya miatt további férfi jelzésekre). A diagramon В Alternatív példát mutatunk be, amikor a nemek közötti konfliktus a válaszadó elvesztéséhez vezet.
És a grafikonon С Két paramétert azonosítottak, amelyek befolyásolják ezt az eredményt: a hozzájárulás növekedése, amelyet további jelek okoznak (α), és a nők költsége ehhez a befektetéshez (cf). A diagram piros területén a jelek soha nem növekednek, mivel költségük meghaladja a hasznot. A sárga és fekete területeken megnő a jelzések gyakorisága, ami a nőstények költséges beruházásainak növekedéséhez vezet. A sárga területen erre a válasz a mennyiségi befektetési tulajdonság csökkentésével történik, ami mind a jelek, mind a válaszadók alléljainak tartós rögzítéséhez vezet. A fekete régióban, ahol a válaszoló nőstények több indukált befektetéssel rendelkeznek, a válaszadó allél gyorsan elveszik, majd jelek következnek, mint az interszexuális konfliktusok hagyományos modelljeiben (grafikon В).
A vörös és sárga régió közötti függőleges határ azt a pontot jelenti, ahol a hímek további befektetéseket szereznek az utódokba, mivel a nőstények kiegyensúlyozzák jelzéseik költségeit. A sárga és fekete területeket a pirostól elválasztó vízszintes határ hasonló módon, de kevésbé nyilvánvaló okból következik be. Amikor a nők beruházási költségei (cf) alacsonyak, akkor a hozzájárulás optimális értéke (zopt) viszonylag magas lesz, és így a nők hozzájárulása a kezdeti körülmények között lényegesen nagyobb lesz. Ennek az a következménye, hogy a jelek arányosan kevesebb hasznot hoznak a férfinak az általa kiváltott befektetésből, amit ismét ellensúlyoznak annak költségei.
A paramétertér, amelyben a jelek és válaszok rögzítettek (sárga), a szelekció erősségétől és a válaszadó alléljának genetikai varianciájától függően változik. Például, ha egy válaszadó kezdeti allélfrekvenciája 0.9 a 0.99. képen látható 2 helyett, a jelek bevezetése a válaszadók hatékonyabb szelekcióját eredményezi (a kezdeti genetikai variancia nagyobb), és a fekete régió balra tágul.
Hím jelek akkor is előfordulhatnak, ha olyan költségekkel járnak, amelyek csökkentik a hím hozzájárulását az aktuális ivadékhoz (paraméterezett sfec), ezáltal közvetlenül befolyásolja fitnesz* mind a férfi, mind a nőstény, ahelyett, hogy csökkentené a hím túlélési valószínűségét.
Fitness* - bizonyos genotípusú egyedek szaporodásának képessége.
A termékenységi költségek és a jelzések kapcsolata (balra), valamint az életképességi költségek és a jelzések kapcsolata.
A termékenység szempontjából, amikor a hím jelek rögzítettek (sárga terület), minden hím kevesebbet fektet be az utódba, mint a jelzés előtt. Ebben az esetben a nőstények hozzájárulása nagyobb lesz, mint a férfi jelek megjelenése előtt.
A nagyobb női befektetés, amikor a férfiak költségeit a termékenység (és nem az életképesség) szabályozza, növeli a páronkénti átlagos utódszámot, de nem kompenzálja teljes mértékben. Idővel a nagyobb nőstény hozzájárulás növeli a kirepülést elérő utódok átlagos számát, de csökkenti a nőstények átlagos életképességét. Ez egy új egyensúly kialakulásához vezet e két erő között, ahol az átlagos utódszám alacsonyabb, mint normál életképesség esetén vagy a kezdeti körülmények között (a jelek megnyilvánulása előtt).
Matematikai szempontból ez így néz ki: ha a hím jelek 1%-kal növelik a termékenységet (de nem növelik az életképességet), akkor a nőstények utódköltsége 1.3%-kal nő, ugyanakkor a mortalitásuk is 0.5%-kal nő. %-kal, a páronkénti utódszám pedig 0.16%-kal csökken.
Ha a női hozzájárulás átlagértéke kezdetben alacsonyabb az optimálisnál (például környezeti hatások miatt), akkor a költségek növekedését serkentő jelzések megjelenésekor kiegyensúlyozott rendszer jön létre, pl. nemek közötti együttműködés. Ilyen helyzetben a hím jelek nemcsak a nőstények utódokhoz való hozzájárulását növelik, hanem az alkalmasságukat is.
A hímek és a nőstények ilyen viselkedése leggyakrabban külső változások (klíma, élőhely, elérhető táplálék mennyisége stb.) hatására következik be. Ennek fényében a tudósok azt sugallják, hogy egyes modern fajoknál a monogámia kialakulása, míg őseik többnejűek voltak, a migrációnak és ennek megfelelően a környezet változásának köszönhető.
A tanulmány árnyalatainak részletesebb megismeréséhez javaslom, hogy tekintse meg и neki.
Epilógus
Ez a tanulmány bemutatta a többnejűség és a monogámia közötti kapcsolatot evolúciós szempontból. A madárvilágban a hímek mindig is igyekeztek túlszárnyalni egymást, hogy felkeltsék egy nőstény figyelmét: fényes tollazattal, gyönyörű tánccal, vagy akár építőképességük bemutatásával. Ez a viselkedés a hímek közötti versengésnek köszönhető, ami leggyakrabban a poligám fajokra jellemző. A nőstények szemszögéből mindezek a jelek lehetővé teszik a hím azon tulajdonságainak felmérését, amelyeket közös utódaik örökölnek. Idővel azonban a hímek úgy kezdtek fejlődni, hogy jeleik világosabbak voltak, mint versenytársaiké. A nőstények viszont úgy fejlődtek, hogy ellenálljanak az ilyen jeleknek. Hiszen mindig egyensúlynak kell lennie. Ha a nőstények utódköltségei aránytalanok a haszonnal, akkor nincs értelme a költségeket növelni. Jobb 3 tojást tojni, és túlélni a kotlási és utódnevelési folyamatot, mint ötöt tojni és meghalni, hogy megvédjük őket.
Egy ilyen interszexuális érdekkonfliktus a népesség katasztrofális csökkenéséhez vezethet, de az evolúció ésszerűbb utat választott - az együttműködés útján. A monogám párokban a hímek továbbra is teljes dicsőségükben fejezik ki magukat, és a nőstények erre optimális hozzájárulással reagálnak az utódokhoz.
Érdekes, hogy a vadon élő állatok világát nem terhelik erkölcsi alapelvek, törvények és normák, és minden cselekvést az evolúció, a genetika és a szaporodási vágy határoz meg.
Talán a romantikusok számára a szárnyas szerelem ilyen tudományos magyarázata túl prózainak tűnik, de a tudósok másként gondolják. Hiszen mi lehet szebb, mint úgy fejlődni, hogy a nő és a férfi között egyensúly és valódi partnerség alakuljon ki, mindkét fél érdekeit figyelembe véve és a jövő generációinak érdekében.
péntek off-top:
Annak ellenére, hogy ezeknek a madaraknak nem a legszebb a neve (Grebes), a találkozási táncuk egyszerűen gyönyörű.
Off-top 2.0:
A paradicsomi madarak kiváló példái (szó szerint) a hímek által a fészkelő időszakban a nőstényeknek küldött jelek sokféleségére (BBC Earth, David Attenborough hangja).
Köszönöm, hogy megnézted, maradj kíváncsi és szép hétvégét mindenkinek! 🙂
Köszönjük, hogy velünk tartott. Tetszenek cikkeink? További érdekes tartalmakat szeretne látni? Támogass minket rendeléssel vagy ajánlj ismerőseidnek, 30% kedvezmény a Habr felhasználóknak a belépő szintű szerverek egyedülálló analógjára, amelyet mi találtunk ki Önnek: (RAID1 és RAID10, akár 24 maggal és akár 40 GB DDR4-gyel is elérhető).
Dell R730xd kétszer olcsóbb? Csak itt Hollandiában! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 dollártól! Olvasni valamiről
Forrás: will.com