Partnerių santykius, kupinus rūpesčio, dėmesio ir empatijos ženklų, poetai vadina meile, o biologai – interseksualiais santykiais, kuriais siekiama išgyventi ir gimdyti. Kai kurios rūšys mieliau renkasi skaičių – dauginasi su kuo daugiau partnerių, kad padidintų palikuonių skaičių ir taip padidintų visos rūšies išlikimo galimybes. Kiti kuria monogamines poras, kurios gali nustoti egzistuoti tik mirus vienam iš partnerių. Daugelį metų mokslininkai manė, kad pirmasis variantas yra daug pelningesnis, tačiau tai nėra visiškai tiesa. Monogamiškos poros, kaip taisyklė, kartu augina savo atžalas, t.y. apsaugoti jį nuo plėšrūnų, gauti maisto ir išmokyti tam tikrų įgūdžių, o poligaminiuose santykiuose visa tai dažniausiai krenta ant trapių patelių pečių. Žinoma, yra išimčių, bet šiandien apie jas nekalbame. Biologus jau seniai domino dar vienas įdomus dalykas – patinai ir toliau rodo dėmesio patelėms ženklus, net kai jų pora jau susiformavusi ir gyvuoja jau keletą metų. Kas sukelia tokį elgesį, kokia jo nauda ir kokie evoliuciniai aspektai yra su juo susiję? Atsakymus į šiuos klausimus rasime tyrimo grupės pranešime. Eik.
Tyrimo pagrindas
Atsižvelgdami į tyrimo temą, dėmesio skirsime ne poligaminėms paukščių rūšims, o plunksnuotiesiems romantikams, kurie kartą ir visiems laikams įsimyli.
Kalbant apie monogamiją, verta paminėti, kad priklausomai nuo trukmės yra keletas jos tipų: vienas sezonas, keleri metai ir visam gyvenimui.
Tarp paukščių labiausiai paplitusi sezoninė monogamija. Ryškus pavyzdys būtų laukinės žąsys. Patelės dalyvauja lizduose ir kiaušinių inkubavime, o patinas atsakingas už teritorijos apsaugą. Antrą dieną po išsiritimo šeimyna eina prie artimiausio tvenkinio, kur žąsiukai išmoksta patys ieškotis maisto. Ištikus pavojui ant vandens, patelė įnirtingai saugo palikuonis, tačiau patinas, matyt, prisimindamas svarbius reikalus, dažniausiai pabėga. Ne patys idealiausi santykiai, kad ir kaip žiūrėtum.
Laukinių žąsų šeima.
Jei kalbame apie santykius, kurių pagrindas yra pastovumas, tai gandrai šiuo klausimu yra geriausi. Jie sukuria monogamišką porą visam gyvenimui ir net nekeičia gyvenamosios vietos, nebent būtina. Vienas gandrų lizdas, galintis sverti iki 250 kg ir pasiekti 1.5 m skersmens, jiems tarnauja ilgus metus, jei stichinės nelaimės ar žmogaus įsikišimas jo nesunaikina. Čekijoje yra lizdas, kuris buvo sukurtas dar 1864 m.
Gandrų konstravimo įgūdžių pamačius tokias konstrukcijas vertinti nereikia.
Skirtingai nuo laukinių žąsų, gandrai turi vienodas pareigas: abu partneriai peri kiaušinius, ieško maisto, moko palikuonis skraidyti ir saugo nuo pavojų. Gandrų santykiuose svarbų vaidmenį vaidina įvairūs ritualai: dainavimas, šokiai ir kt. Įdomiausia, kad šie ritualai atliekami ne tik poros formavimosi metu (per pirmąjį pasimatymą), bet ir visą gyvenimą kartu (net ir inkubacijos metu pakeitus patelę, patinas šoka nedidelį šokį). Mums tai atrodo labai miela, romantiška ir visiškai nelogiška, nes biologiniu požiūriu toks elgesys nėra naudingas. Ar taip yra? Ir čia galime sklandžiai pradėti svarstyti patį tyrimą, kuris turėjo atsakyti į šį klausimą.
etologai* Jie mano, kad nuolatinis vyrų jausmų reiškimas yra susijęs su moterų reprodukcinės būklės išsaugojimu.
Etologija* – mokslas, tiriantis genetiškai nulemtą elgesį, t.y. instinktai.
Tuo pačiu lieka neaišku, kodėl toks elgesys tęsiasi ne tik pirminio poravimosi laikotarpiu, bet ir visą gyvenimą, nes būtų logiškiau, kad patinai daugiau jėgų ir energijos investuotų į savo palikuonis, o ne į jausmų demonstravimą. Moteris. Iki šiol daugelis tyrinėtojų manė, kad meilės patelei išraiškos intensyvumas tiesiogiai veikia poravimosi kokybę, taigi ir palikuonių kokybę (t. y. padėtų kiaušinėlių skaičių).
Rojaus paukščio patinas šoka prieš patelę. Kaip matome, patinas atrodo daug ryškesnis nei patelė.
Šią teoriją patvirtina stebėjimai. Patelė, kurios partneris – nerašytas gražuolis ir pirmoji kaime skrajutė, savo palikuoniui įdeda daugiau pastangų, nei tuo atveju, jei patinas nėra nei žuvis, nei paukštis. Skamba smagiai ir juokingai, tačiau ritualai, kuriuos patinai atlieka patelių akivaizdoje, yra skirti pademonstruoti ne tik grožį, bet ir jėgą. Taip jau atsitiko, kad ryškus plunksnas, gražus dainavimas ir kitos patinų dėmesio apraiškos tėra kognityviniai signalai patelėms, kuriuos ji iškoduoja į informaciją apie patiną.
Šiaurės Karolinos ir Čikagos universitetų mokslininkai, kurių darbą šiandien svarstome, mano, kad tokiu patinų elgesiu siekiama optimizuoti patelių elgesį, susijusį su palikuonių veisimo procesu.
Mokslininkų pasiūlytas modelis pagrįstas daugybe eksperimentų, kurie parodė, kad stiprinant šiuos vyriškos lyties signalus padidėja patelių indėlis į dauginimosi procesą. Teigiama, kad tokio stimuliuojančio poveikio šaltinis yra suvokimo reakcijos, kylančios iš aplinkos savybių, signalų ir pačios nervų sistemos. Šiuo metu žinoma apie 100 tokių „nukrypimų“ nuo įprastų jutimo sistemų (klausos, regos ir uoslės) pavyzdžių.
Kai patinas dar kartą demonstruoja savo pranašumus prieš kitus patinus, tai gali teigiamai atsiliepti pačiam patinui (patelė tikrai jį pasirinks). Tačiau patelei tai gali būti trūkumas, nes tai sumažins būsimą reprodukcinę produkciją. Kitaip tariant, situacija „viršija lūkesčius“. Patinas, kuris yra žymiai geresnis už kitus patinus ir nuolat rodo susidomėjimą patele, gaus tai, ko nori – poravimąsi ir dauginimąsi, o tiksliau – savo rūšį. Moteris, kuri tikisi panašaus elgesio iš kitų patinų, bet jo nesulaukia, gali atsidurti baisioje situacijoje. Mokslininkai tokį atvejį vadina tarpseksualiniu konfliktu: tarp gyventojų daugėja vyrų demonstravimo, kad jie yra gražūs, o moterų pasipriešinimas šiai taktikai auga.
Šis konfliktas buvo modeliuojamas naudojant skaičiavimo metodą (neuroninius tinklus). Gautuose modeliuose signalizatorius (signalo šaltinis – vyriškas) naudoja imtuvo (signalo imtuvo – moteriškos) suvokimo suvokimą, kuris stimuliuoja pačius signalus suvokimo nenaudai. Tam tikru momentu patelių populiacijoje pasikeičia signalų suvokimas (savotiška mutacija), dėl ko signalų iš šaltinio (vyrų) stiprumas labai sumažės. Palaipsniui didėjant tokiems pakeitimams, vienoks ar kitoks signalo tipas bus visiškai neveiksmingas. Vykstant tokiems pokyčiams, kai kurie signalai išnyksta, praranda savo jėgą, tačiau atsiranda naujų, ir procesas prasideda iš naujo.
Ši labai susukta sistema praktiškai yra gana paprasta. Įsivaizduokite, kad patinas pasirodo su ryškia plunksna (tik viena), jis išsiskiria iš kitų, o patelės jam teikia pirmenybę. Tada pasirodo patinas su dviem ryškiomis plunksnomis, tada su trimis ir tt. Tačiau tokio signalo stiprumas dėl jo augimo ir plitimo pradeda proporcingai mažėti. Ir tada staiga atsiranda patinas, kuris gali gražiai dainuoti ir sukti lizdus. Dėl to graži plunksna kaip signalas nustoja būti veiksminga ir pradeda nykti.
Tačiau visada yra išimtis iš taisyklės – kai kurie tarplyčių konfliktai gali išsivystyti į visavertį ir labai efektyvų tarplyčių bendradarbiavimą.
Tarplyčių konflikto atsiradimo ir tarplyčių bendradarbiavimo schema.
Esmė ta, kad patinas su ryškesniu signalu priverčia patelę dėti ne tris, o keturis kiaušinėlius. Patinui tai naudinga – su savo genofondu jis susilauks daugiau palikuonių. Patelei – ne tiek, nes jai teks įdėti daugiau pastangų, kad visi palikuonys išgyventų ir sulauktų savarankiško amžiaus. Vadinasi, patelės pradeda vystytis lygiagrečiai su patinais, kad būtų atsparesnės jų signalams. Rezultatas gali būti du būdai: konfliktas arba bendradarbiavimas.
Bendradarbiavimo atveju patelės evoliucionuoja, kad padėtų 3 kiaušinius, kaip ir prieš pasirodant stipresniam signalui iš patinų, tačiau toliau reaguoja į šiuos signalus. Tiek apie moterų gudrybes gamtos pasaulyje. Tokiu būdu susidaro ne tik pora, o pora, kuri palaiko vienas kitą optimaliu lygiu gimdymui signalo ir atsako sąveikos požiūriu.
Grubiai tariant, patinai negali vystytis atgal. Jų sustiprinti signalai patelėms sukuria trijų kiaušinėlių sankabą, t.y. ne taip, kaip tikėtasi. Tačiau signalo sumažinimas iki ankstesnio lygio taip pat bus neveiksmingas, nes kiaušinių skaičius sankaboje sumažės iki dviejų. Pasirodo, tai yra užburtas ratas - patinai negali sumažinti signalo stiprumo ir negali jo padidinti, nes pirmuoju atveju patelės pagimdys mažiau palikuonių, o antruoju atveju jos nereaguos.
Natūralu, kad nei patinai, nei patelės neturi jokių piktų ketinimų ar noro pavergti vienas kitą. Visas šis procesas vyksta genetiniame lygmenyje ir yra skirtas tik atskiros poros palikuonims ir visos rūšies gerovei.
Tyrimo rezultatai
Naudodami matematinį modeliavimą, mokslininkai įvertino sąlygas, kuriomis gali vykti interseksualus bendradarbiavimas. Kiekybinė charakteristika su vidutine verte zf aprašomas pagrindinis patelės indėlis į savo palikuonis. Iš pradžių leidžiama vidutinei vertei išsivystyti iki optimalios vertės zopt, kuris priklauso nuo dviejų kintamųjų: investicijų naudos (išgyvenusių palikuonių skaičiaus) ir investicijų išlaidų patelėms (cf). Pastarasis kintamasis vertinamas po veisimosi, o tai reiškia, kad kai kurios patelės išgyvena ir kitais metais vėl gali susilaukti palikuonių, todėl padaugėja kartų.
Šiame tyrime dažnai bus vartojami keli terminai, kuriuos verta šiek tiek paaiškinti:
- signalai - vyrų dėmesio pasireiškimas moteriškoms partnerėms (dainavimas, šokiai ir kiti ritualai), vykstantys susidariusiose porose;
- įnašas / investicija - patelių reakcija į šiuos signalus, pasireiškianti didesniu kiaušinėlių skaičiumi sankaboje, daugiau laiko prižiūrėti būsimus palikuonis ir pan.;
- respondentas - patelė reaguoja į vyro signalus;
- išlaidos — patelių įnašo į palikuonis kaina (laikas lizde, laikas ieškoti maisto, sveikatos būklė dėl didesnio/mažesnio ikrų skaičiaus sankaboje ir kt.).
Nauji vyriški signalai ir moterų atsakai į juos buvo modeliuojami naudojant laisvai rekombinuojančius dialelinius vieno lokuso modifikatorius, taip derinant kiekybinius ir populiacijos genetinius metodus. IN lokusas*, kuris kontroliuoja patelės atsaką (A), iš pradžių stebimas didelis alelio dažnis –atsakytojas* (A2), atitinkantį jau egzistuojantį suvokimo suvokimą
Locus* - konkretaus geno vieta chromosomos genetiniame žemėlapyje.
Aleliai* - skirtingos to paties geno formos, esančios tuose pačiuose homologinių chromosomų lokusuose. Aleliai nustato tam tikros savybės vystymosi kelią.
atsako genas* (Rsp) yra genas, funkciškai susijęs su segregacijos sutrikimo faktoriumi (SD genas), kurio aktyvus alelis (Rsp+) gali slopinti SD ekspresiją.
Signalo lokusas (B) iš pradžių yra pritvirtintas prie nesignalinio alelio (B1). Tada įvedamas B2 alelis, dėl kurio atsiranda vyriški signalai.
Signalų rodymas vyrams taip pat turi savo kainą (sm), bet padidina moters partnerės indėlį (A2) reikšme α. Pavyzdžiui, α gali būti išreikštas kaip papildomas kiaušinis sankaboje. Tuo pačiu metu patelės indėlio padidėjimas taip pat gali pasireikšti kaip teigiamas poveikis, kurį ji daro savo palikuonims.
Todėl pora, kurioje patinas nešioja signalizuojantį alelį, o patelė – atsako alelį (ty A2B2 poros), turi papildomą patelės indėlį, todėl vaisingumas yra didesnis nei kiti 3 deriniai.
Patinų ir patelių derinių variantai pagal signalų ir atsakymų į juos santykį.
Palikuonių, išgyvenusių daugintis kitais metais, skaičiui turi įtakos priklausomybė nuo tankio* perų viduje ir priklausomybė nuo perų tankumo po išskridimo.
Priklausomybė nuo tankio* Nuo tankio priklausomi procesai vyksta tada, kai populiacijos augimo tempą reguliuoja tos populiacijos tankis.
Kita kintamųjų grupė siejama su patelių ir patinų mirtingumu gimus palikuonims. Šiuos kintamuosius lemia indėlis į perą (cm - vyrų indėlis, cf - patelių indėlis), signalų išlaidos vyrams (sm) ir neselektyvus mirtingumas (dm - vyrai ir df - moterys).
Našlės, našliai, nepilnamečiai ir visi anksčiau vieniši asmenys susijungia į naujas poras ir metinis ciklas baigiasi. Tiriamame modelyje akcentuojama genetinė monogamija, todėl į skaičiavimus neįtraukiama visų rūšių seksualinė atranka (t.y. individų konkurencija dėl partnerio).
Ryšys tarp signalų raidos, respondentų ir indėlio.
Modeliavimas parodė, kad stabili pusiausvyra pasiekiama, kai patinai duoda signalus, o patelės į juos reaguoja. Esant pusiausvyrai, visas indėlis į palikuonis atstatomas iki tokio lygio, koks buvo prieš pasirodant papildomiems vyriškiems signalams.
Diagramoje А Aukščiau pateiktas evoliucinės dinamikos pavyzdys, kai patelės indėlis į palikuonis grįžta į optimalų lygį, kuris yra kiekybinio indėlio požymio raidos rezultatas (taškinė žalia linija yra tikrasis indėlis, o ištisinė žalia linija yra indėlis, kuris nebuvo realizuotas dėl to, kad moteris nereagavo į papildomus vyriškus signalus). Diagramoje В Parodytas alternatyvus pavyzdys, kai tarp lyčių konfliktas praranda respondentą.
Ir grafike С Nustatyti du parametrai, turintys įtakos šiam rezultatui: įnašo padidėjimas, kurį sukelia papildomi signalai (α), ir moterų kaina šiai investicijai (cf). Diagramos raudonoje srityje signalai niekada nedidėja, nes jų kaina viršys naudą. Geltonose ir juodose srityse signalų dažnis didėja, o tai lemia brangių patelių investicijų padidėjimą. Geltonoje srityje atsakas į tai atsiranda sumažinant kiekybinį investavimo požymį, dėl kurio nuolat fiksuojami tiek signalų, tiek respondentų aleliai. Juodajame regione, kur reaguojančios moterys turi daugiau investicijų, reaguojantis alelis greitai prarandamas, o po to atsiranda signalai, kaip ir tradiciniuose tarpseksualių konfliktų modeliuose (grafikas В).
Vertikali riba tarp raudonos ir geltonos sritys yra taškas, kuriame patinai įgyja papildomų investicijų į palikuonis, nes moterys subalansuoja signalizacijos išlaidas. Horizontali riba, skirianti geltoną ir juodą sritis nuo raudonos, atsiranda panašiai, tačiau dėl ne tokios akivaizdžios priežasties. Kai moterų investicijos kainuoja (cf) yra maži, tada optimali įnašo vertė (zopt) bus palyginti didelis, todėl pradinėmis sąlygomis moterų indėlis bus žymiai didesnis. Dėl to signalai suteikia vyrui proporcingai mažesnę naudą iš investicijų, kurias jis pritraukia, o tai vėlgi kompensuoja jos išlaidos.
Parametrų erdvė, kurioje signalai ir atsakymai yra fiksuoti (geltona), skiriasi priklausomai nuo atrankos stiprumo ir respondento alelio genetinės dispersijos. Pavyzdžiui, kai reaguojančiojo pradinis alelio dažnis yra 0.9, o ne 0.99, parodyto 2 paveikslėlyje, signalų įvedimas lemia efektyvesnę reaguojančiųjų atranką (pradinė genetinė dispersija yra didesnė), o juodoji sritis išsiplečia į kairę.
Patinų signalai gali atsirasti net jei jie kainuoja, dėl ko sumažėja patino indėlis į dabartinį perą (parametras sfec), taip tiesiogiai paveikdamas fitnesas* tiek patinas, tiek moteris, o ne sumažinti patino tikimybę išgyventi.
fitnesas* - gebėjimas daugintis individus, turinčius tam tikrą genotipą.
Ryšys tarp vaisingumo išlaidų ir signalų (kairėje) ir ryšys tarp gyvybingumo išlaidų ir signalų.
Kalbant apie vaisingumą, kai patinų signalai yra fiksuoti (geltonas plotas), visi patinai mažiau investuoja į palikuonis nei prieš signalizuodami. Šiuo atveju patelių indėlis bus didesnis nei buvo prieš pasirodant vyriškiems signalams.
Didesnės moteriškos investicijos, kai vyrų išlaidas reguliuoja vaisingumas (o ne gyvybingumas), padidina vidutinį palikuonių skaičių poroje, bet ne visiškai kompensuoja. Laikui bėgant, didesnis patelių indėlis padidina vidutinį palikuonių skaičių, kuris sulaukia gimdymo, tačiau sumažina vidutinį patelių gyvybingumą. Tai lemia naujos šių dviejų jėgų pusiausvyros formavimąsi, kai vidutinis palikuonių skaičius yra mažesnis nei esant normaliam gyvybingumui arba pradinėmis sąlygomis (prieš pasireiškus signalams).
Matematiniu požiūriu tai atrodo taip: jei patinų signalai vaisingumą padidina 1 proc. (bet nepadidina gyvybingumo), tai patelių išlaidos palikuonims išauga 1.3 proc., bet tuo pačiu ir jų mirtingumas padidėja 0.5 proc. %, o palikuonių skaičius poroje sumažėja 0.16%.
Jei vidutinė moters įnašo vertė iš pradžių yra mažesnė už optimalų lygį (pavyzdžiui, dėl aplinkos poveikio), tai pasireiškus kaštų augimą skatinantiems signalams, susidaro subalansuota sistema, t.y. lyčių bendradarbiavimas. Esant tokiai situacijai, vyriški signalai padidina ne tik patelių indėlį į palikuonis, bet ir jų tinkamumą.
Toks patinų ir patelių elgesys dažniausiai atsiranda dėl išorinių pokyčių (klimato, buveinės, turimo maisto kiekio ir kt.). Atsižvelgdami į tai, mokslininkai teigia, kad kai kurių šiuolaikinių rūšių monogamija, o jų protėviai buvo poligamiški, susiformavo dėl migracijos ir atitinkamai aplinkos pasikeitimo.
Išsamiau susipažinti su tyrimo niuansais rekomenduoju pažiūrėti и jam.
Epilogas
Šis tyrimas parodė ryšį tarp poligamijos ir monogamijos evoliuciniu požiūriu. Paukščių karalystėje patinai visada stengdavosi vienas kitą pranokti, kad patrauktų patelės dėmesį: ryškia plunksna, gražiu šokiu ar net pastatymo sugebėjimų demonstravimu. Tokį elgesį lemia patinų konkurencija, kuri dažniausiai būdinga poligaminėms rūšims. Iš patelių perspektyvos visi šie signalai leidžia įvertinti, kokias patino savybes paveldės jų bendri palikuonys. Tačiau laikui bėgant patinai pradėjo vystytis taip, kad jų signalai buvo ryškesni nei konkurentų. Patelės savo ruožtu išsivystė taip, kad atsispirtų tokiems signalams. Juk visada turi būti pusiausvyra. Jei patelių išlaidos palikuonims yra neproporcingos naudai, tada nėra prasmės didinti išlaidas. Geriau dėti 3 kiaušinėlius ir išgyventi inkubacijos bei palikuonių auginimo procesą, nei dėti penkis ir numirti bandant juos apsaugoti.
Toks interseksualų interesų konfliktas gali sukelti katastrofišką gyventojų skaičiaus mažėjimą, tačiau evoliucija pasuko protingesniu keliu – bendradarbiavimo keliu. Monogamiškose porose patinai ir toliau išreiškia save visoje savo šlovėje, o patelės į tai atsako optimaliai prisidėdamos prie palikuonių.
Įdomu, kad laukinių gyvūnų pasaulis neapkrautas moralės principais, dėsniais ir normomis, o visus veiksmus lemia evoliucija, genetika ir dauginimosi troškulys.
Galbūt romantikams toks mokslinis sparnuotos meilės paaiškinimas atrodys per daug proziškas, tačiau mokslininkai mano kitaip. Galų gale, kas gali būti gražiau, nei vystytis taip, kad tarp moters ir vyro būtų pusiausvyra ir tikra partnerystė, atsižvelgiant į abiejų pusių interesus ir siekiant naudos ateities kartoms.
Penktadienio laisvalaikis:
Nors šie paukščiai ir neturi gražiausio vardo (Grebes), jų susijungimo šokis yra tiesiog gražus.
Nepriklausomai nuo 2.0:
Rojaus paukščiai yra puikus pavyzdys (tiesiogine prasme) įvairių signalų, kuriuos patinai siunčia patelėms lizdo sezono metu (BBC Earth, Davido Attenborougho balsas).
Ačiū, kad skaitėte, būkite smalsūs ir gero savaitgalio vaikinai! 🙂
Dėkojame, kad likote su mumis. Ar jums patinka mūsų straipsniai? Norite pamatyti įdomesnio turinio? Palaikykite mus pateikdami užsakymą ar rekomenduodami draugams, 30% nuolaida Habr vartotojams unikaliam pradinio lygio serverių analogui, kurį mes sugalvojome jums: (galima su RAID1 ir RAID10, iki 24 branduolių ir iki 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 kartus pigiau? Tik čia Olandijoje! „Dell R420“ – 2 x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gbps 100 TB – nuo 99 USD! Skaityti apie
Šaltinis: www.habr.com