Forholdet mellom partnere, fylt med omsorg, tegn på oppmerksomhet og empati, kalles kjærlighet av poeter, men biologer kaller det interseksuelle forhold rettet mot overlevelse og forplantning. Noen arter foretrekker å ta inn antall - å reprodusere med så mange partnere som mulig for å øke antall avkom, og dermed øke sjansene for overlevelse for hele arten. Andre skaper monogame par, som kan slutte å eksistere først etter døden til en av partnerne. I mange år trodde forskere at det første alternativet var mye mer lønnsomt, men dette er ikke helt sant. Monogame par oppdrar som regel avkommet sammen, dvs. beskytte ham mot rovdyr, få mat og lære ham visse ferdigheter, mens i polygame forhold faller alt dette oftest på de skjøre skuldrene til kvinner. Selvfølgelig er det unntak, men i dag snakker vi ikke om dem. Biologer har lenge vært interessert i et annet interessant punkt - menn fortsetter å vise tegn på oppmerksomhet til kvinner, selv når paret deres allerede er dannet og har eksistert i flere år. Hva forårsaker denne oppførselen, hva er fordelen med den, og hvilke evolusjonære aspekter er forbundet med den? Vi finner svar på disse spørsmålene i rapporten fra forskergruppen. Gå.
Grunnlaget for studien
Gitt temaet for studien vil vi ikke fokusere på polygame fuglearter, men fokusere på fjærromantikere som forelsker seg en gang for alle.
Når vi snakker om monogami, er det verdt å merke seg at det er flere typer av det avhengig av varigheten: en sesong, flere år og for livet.
Blant fugler er sesongmessig monogami den vanligste. Et slående eksempel ville være villgås. Hunnene er involvert i å hekke og ruge egg, og hannen er ansvarlig for å beskytte territoriet. Den andre dagen etter klekking drar familien til nærmeste tjern, hvor gåsungene lærer å lete etter mat selv. I tilfelle fare på vannet, beskytter hunnen hardt avkommet, men hannen, som tilsynelatende husker viktige saker, flykter oftest. Ikke det mest ideelle forholdet, uansett hvordan du ser på det.
En familie av villgås.
Hvis vi snakker om forhold, hvis grunnlag er konstans, så er storkene de beste i denne saken. De skaper et monogamt par for livet og bytter ikke engang bosted med mindre det er absolutt nødvendig. Ett reir av storker, som kan veie opptil 250 kg og nå 1.5 m i diameter, tjener dem i mange år hvis naturkatastrofer eller menneskelig inngripen ikke ødelegger det. Det er et reir i Tsjekkia som ble opprettet i 1864.
Byggeferdighetene til storkene trenger ikke å bli verdsatt når du ser slike strukturer.
I motsetning til villgås, har storkene like ansvar: begge partnere klekker egg, ser etter mat, lærer avkom å fly og beskytter dem mot farer. Ulike typer ritualer spiller en viktig rolle i storkforhold: sang, dans, etc. Det mest nysgjerrige er at disse ritualene utføres ikke bare under dannelsen av et par (på den første daten), men også gjennom hele livet sammen (selv når han erstatter kvinnen under inkubasjonen, utfører hannen en liten dans). For oss ser dette veldig søtt, romantisk og helt ulogisk ut, siden det fra et biologisk synspunkt ikke er noen fordel med slik oppførsel. Det er sånn? Og her kan vi enkelt begynne å vurdere selve studien, som skulle svare på dette spørsmålet.
Etologer* De tror at den konstante manifestasjonen av følelsene deres av menn er assosiert med bevaring av den reproduktive tilstanden hos kvinner.
Etologi* - en vitenskap som studerer genetisk bestemt atferd, dvs. instinkter.
Samtidig er det fortsatt uklart hvorfor denne oppførselen varer ikke bare i perioden med primær parring, men gjennom hele livet, fordi det ville være mer logisk for hanner å investere mer styrke og energi i avkommet, i stedet for å vise følelser for hunn. Nå har mange forskere trodd at intensiteten av uttrykket av hengivenhet overfor hunnen direkte påvirker kvaliteten på parringen og derfor avkommet (dvs. antall egg som legges).
En mannlig paradisfugl danser foran en hunn. Som vi kan se, ser hannen mye lysere ut enn hunnen.
Denne teorien bekreftes av observasjoner. En hunn hvis partner er en uskreven kjekk mann og den første flyveren i landsbyen legger mer innsats i avkommet sitt enn om hannen verken er fisk eller fugl. Det høres morsomt og morsomt ut, men ritualene som menn utfører foran kvinner er rettet mot å demonstrere ikke bare skjønnhet, men også styrke. Det hender bare at lys fjærdrakt, vakker sang og andre manifestasjoner av oppmerksomhet fra menn bare er kognitive signaler for kvinner, som hun dekoder til informasjon om hannen.
Forskere fra universitetene i North Carolina og Chicago, hvis arbeid vi vurderer i dag, mener at denne oppførselen til hanner er rettet mot å optimalisere oppførselen til hunner i forhold til prosessen med å avle avkom.
Modellen foreslått av forskere er basert på en rekke eksperimenter som har vist at styrking av disse signalene fra menn øker kvinners bidrag til forplantningsprosessen. Det har blitt antydet at kilden til slike stimulerende effekter er perseptuelle responser som oppstår fra egenskapene til miljøet, signaler og selve nervesystemet. For øyeblikket er det kjent rundt 100 eksempler på slike "avvik" fra vanlige sansesystemer (hørsel, syn og lukt).
Når en hann igjen viser sine fordeler fremfor andre hanner, kan dette ha en positiv effekt på hannen selv (hunnen vil definitivt velge ham). Men for hunnen kan dette være en ulempe, siden det vil redusere fremtidig reproduktiv produksjon. Med andre ord, vi har en "overgå forventningene"-situasjon. En hann som er betydelig bedre enn andre hanner og stadig viser tegn på interesse for hunnen vil få det han vil – parring og forplantning, eller rettere sagt sin egen type. En kvinne som forventer lignende oppførsel fra andre menn, men ikke mottar den, kan komme i en alvorlig situasjon. Forskere omtaler et slikt tilfelle som interseksuell konflikt: menns demonstrasjon av seg selv som vakre øker blant befolkningen, og motstanden mot denne taktikken vokser blant kvinner.
Denne konflikten ble modellert ved hjelp av en beregningstilnærming (nevrale nettverk). I de resulterende modellene bruker signalgiveren (signalkilde - hann) den perseptuelle oppfatningen til mottakeren (signalmottaker - kvinne), som stimulerer selve signalene til skade for persepsjonen. På et visst tidspunkt oppstår en endring i oppfatningen av signaler i populasjonen av kvinner (en slags mutasjon), som et resultat av at styrken til signalene fra kilden (hann) vil avta sterkt. En gradvis økning i slike endringer vil føre til at en eller annen type signal vil være helt ineffektiv. Når slike endringer skjer, forsvinner noen signaler, mister styrken, men nye oppstår, og prosessen begynner på nytt.
Dette veldig vridde systemet er ganske enkelt i praksis. Tenk deg at en hann vises med en lys fjær (bare en), han skiller seg ut fra de andre, og hunnene foretrekker ham. Så dukker det opp en hann med to lyse fjær, så med tre osv. Men styrken til et slikt signal, på grunn av dets vekst og spredning, begynner å falle proporsjonalt. Og så dukker det plutselig opp en hann som kan synge vakkert og bygge reir. Som et resultat slutter vakker fjærdrakt som et signal å være effektiv og begynner å degenerere.
Det er imidlertid alltid et unntak fra regelen – noen kjønnskonflikter kan utvikle seg til et fullverdig og meget effektivt kjønnssamarbeid.
Ordning for fremveksten av interkjønnskonflikt og interkjønnssamarbeid.
Poenget er at hannen med et mer uttalt signal tvinger hunnen til å legge ikke tre egg, men fire. Dette er bra for hannen - han vil få flere avkom med genpoolen sin. For hunnen, ikke så mye, fordi hun må bruke mer innsats for å sikre at alle avkom overlever og når uavhengig alder. Følgelig begynner hunnene å utvikle seg parallelt med hannene for å være mer motstandsdyktige mot signalene deres. Resultatet kan være to måter: konflikt eller samarbeid.
I tilfelle av samarbeid utvikler hunnene seg til å legge 3 egg, som før utseendet til et sterkere signal fra hannene, men fortsetter å reagere på disse signalene. Så mye for kvinners triks i den naturlige verden. På denne måten dannes det ikke bare et par, men et par som støtter hverandre på det optimale nivået for forplantning ut fra et signal-respons-interaksjonssynspunkt.
Hannene kan grovt sett ikke utvikle seg tilbake. Deres forbedrede signaler til hunnene produserer en kobling av tre egg, dvs. ikke som forventet. Å redusere signalet til forrige nivå vil imidlertid også være ineffektivt, siden det vil føre til en reduksjon i antall egg i clutchen til to. Det viser seg å være en ond sirkel - menn kan ikke redusere styrken på signalet og kan ikke øke det, siden kvinner i det første tilfellet vil føde færre avkom, og i det andre tilfellet vil de ikke svare.
Naturligvis har verken menn eller kvinner noen ondsinnet hensikt eller ønske om å slavebinde hverandre. Hele denne prosessen foregår på det genetiske nivået og er utelukkende rettet mot fordelene for avkommet til et individuelt par og artens velvære som helhet.
Forskningsresultater
Ved hjelp av matematisk modellering vurderte forskerne forholdene under hvilke interseksuell samarbeid kan oppstå. Kvantitativ karakteristikk med gjennomsnittsverdi zf beskriver en kvinnes viktigste bidrag til hennes avkom. I utgangspunktet får gjennomsnittsverdien utvikle seg til sin optimale verdi zopt, som avhenger av to variabler: fordelen av investeringen (antall overlevende avkom) og kostnadene ved investeringen for hunner (cf). Sistnevnte variabel vurderes etter avl, noe som innebærer at noen hunner overlever og kan få avkom igjen året etter, noe som resulterer i en økning i antall generasjoner.
Det er flere begreper som vil bli brukt ofte gjennom denne studien som er verdt å forklare litt:
- signaler - manifestasjon av oppmerksomhet fra menn til kvinnelige partnere (sang, dans og andre ritualer) som foregår i dannede par;
- bidrag / investering - kvinners respons på disse signalene, manifestert i form av et større antall egg i koblingen, mer tid til å ta vare på fremtidige avkom, etc.;
- respondent - kvinnen reagerer på signaler fra hannen;
- kostnader — kostnadene for hunnenes bidrag til avkommet (tid i reiret, tid til å søke etter mat, helsetilstand på grunn av et større/mindre antall egg i kløen osv.).
Nye mannlige signaler og kvinnelige responser på dem ble modellert ved bruk av fritt rekombinerende dialleliske enkeltlokusmodifikatorer, og kombinerte dermed kvantitative og populasjonsgenetiske tilnærminger. I lokus*, som kontrollerer hunnens respons (A), observeres først en høy frekvens av allelet -responder* (A2), tilsvarende en allerede eksisterende persepsjon
Locus* - plasseringen av et spesifikt gen på det genetiske kartet til et kromosom.
Alleler* - forskjellige former av det samme genet lokalisert i samme loci av homologe kromosomer. Alleler bestemmer utviklingsveien for en bestemt egenskap.
Respondergen* (Rsp) er et gen som er funksjonelt assosiert med segregeringsforstyrrelsesfaktoren (SD-genet), hvis aktive allel (Rsp+) er i stand til å undertrykke SD-ekspresjon.
Signallokuset (B) er i utgangspunktet festet til ikke-signalallelen (B1). Deretter introduseres B2-allelen, som får mannlige signaler til å vises.
Å vise signaler for menn har også sin pris (sm), men øker bidraget til den kvinnelige partneren (A2) med verdien α. For eksempel kan α uttrykkes som et ekstra egg i en clutch. Samtidig kan en økning i hunnens bidrag også manifestere seg i form av de positive effektene hun har på avkommet.
Derfor har et par der hannen bærer signalallelen og hunnen bærer responderallelen (dvs. A2B2-parene) et tilleggsbidrag fra hunnen og derfor høyere fruktbarhet enn de andre 3 kombinasjonene.
Varianter av kombinasjoner av hanner og kvinner i henhold til forholdet mellom signaler og svar på dem.
Antall avkom som overlever for å formere seg året etter påvirkes av tetthetsavhengighet* innen yngelen og avhengighet av yngeltetthet etter fleging.
Tetthetsavhengighet* Tetthetsavhengige prosesser oppstår når veksthastigheten til en populasjon er regulert av tettheten til den populasjonen.
En annen gruppe variabler er assosiert med dødeligheten til kvinner og hanner etter fødselen av avkom. Disse variablene bestemmes av bidraget til avlen (cm - bidrag fra menn, cf - bidrag fra kvinner), kostnader for signaler for menn (sm) og ikke-selektiv dødelighet (dm - hanner og df - kvinner).
Enker, enkemenn, mindreårige og tidligere enslige individer forenes for å danne nye par og den årlige syklusen er fullført. I modellen som studeres er det lagt vekt på genetisk monogami, derfor er alle typer seksuell seleksjon (dvs. konkurranse mellom individer om en partner) ekskludert fra beregningene.
Forholdet mellom utviklingen av signaler, respondenter og bidrag.
Modellering viste at en stabil balanse oppnås når menn gir signaler og kvinner reagerer på dem. Ved likevekt blir alt bidrag til avkom gjenopprettet til nivået det var før opptredenen av ytterligere mannlige signaler.
På diagrammet А Ovenstående viser et eksempel på evolusjonær dynamikk der det kvinnelige bidraget til avkommet går tilbake til det optimale nivået, som er resultatet av utviklingen av den kvantitative egenskapen til bidraget (den stiplede grønne linjen er det virkelige bidraget, og den heltrukne grønne linjen er bidraget som ikke ble realisert på grunn av manglende kvinnelig respons på flere mannlige signaler). På diagrammet В Et alternativt eksempel vises når konflikt mellom kjønn fører til tap av en respondent.
Og på grafen С To parametere er identifisert som påvirker dette resultatet: en økning i bidraget forårsaket av tilleggssignaler (α), og kostnadene til kvinner for denne investeringen (cf). I det røde området på diagrammet øker aldri signalene, da kostnadene deres vil overstige fordelen. I de gule og svarte områdene øker frekvensen av signaler, noe som fører til en økning i kostbare investeringer fra kvinners side. I det gule området skjer responsen på dette ved å redusere den kvantitative investeringsegenskapen, noe som fører til permanent fiksering av alleler av både signaler og respondenter. I den svarte regionen, der kvinner som reagerer har mer indusert investering, går det reagerende allelet raskt tapt, etterfulgt av signaler, som i tradisjonelle modeller for interseksuell konflikt (grafikk) В).
Den vertikale grensen mellom de røde og gule områdene representerer punktet der hannene får ytterligere investering i avkom på grunn av at hunnene balanserer kostnadene for signaleringen. Den horisontale grensen som skiller de gule og svarte områdene fra de røde skjer på lignende måte, men av en mindre åpenbar grunn. Når kvinners investeringskostnader (cf) er lave, da er den optimale verdien av bidraget (zopt) vil være relativt høy, og dermed vil det kvinnelige bidraget være betydelig større i startforholdene. Konsekvensen av dette er at signaler gir mannen forholdsmessig mindre utbytte av investeringen den fremkaller, som igjen oppveies av kostnadene.
Parameterrommet, der signaler og responser er fiksert (gult), varierer avhengig av seleksjonsstyrken og den genetiske variansen til respondentens allel. For eksempel, når en responders initiale allelfrekvens er 0.9 i stedet for 0.99 vist i bilde #2, resulterer introduksjonen av signaler i mer effektiv seleksjon på respondere (initial genetisk varians er høyere) og den svarte regionen utvides til venstre.
Hannsignaler kan oppstå selv om de har en kostnad som reduserer hannens bidrag til den nåværende avlen (parameterisert sfec), og påvirker dermed direkte Fitness* både mann og kvinne, i stedet for å redusere hannens sannsynlighet for å overleve.
Fitness* - evnen til å reprodusere individer med en viss genotype.
Forholdet mellom fruktbarhetskostnader og signaler (til venstre) og forholdet mellom levedyktighetskostnader og signaler.
Når det gjelder fruktbarhet, når mannlige signaler er faste (gult område), investerer alle hanner mindre i avkom enn før signalering. I dette tilfellet vil bidraget fra kvinner være større enn det var før utseendet til mannlige signaler.
Større kvinnelige investeringer, når mannlige kostnader reguleres av fruktbarhet (snarere enn levedyktighet), øker gjennomsnittlig antall avkom per par, men kompenserer ikke fullt ut. Over tid øker et større kvinnelig bidrag det gjennomsnittlige antallet avkom som når flygende, men reduserer den gjennomsnittlige kvinnelige levedyktigheten. Dette fører til dannelsen av en ny balanse mellom disse to kreftene, der gjennomsnittlig antall avkom er lavere enn ved normal levedyktighet eller under de opprinnelige forholdene (før manifestasjonen av signaler).
Fra et matematisk synspunkt ser det slik ut: Hvis mannlige signaler øker fruktbarheten med 1 % (men ikke øker levedyktigheten), så øker hunnens kostnader for avkom med 1.3 %, men samtidig øker deres dødelighet med 0.5 %, og antall avkom per par synker med 0.16 %.
Hvis gjennomsnittsverdien av det kvinnelige bidraget i utgangspunktet er lavere enn det optimale nivået (for eksempel på grunn av miljøpåvirkninger), så oppstår det et balansert system når signaler som stimulerer kostnadsveksten manifesteres, dvs. samarbeid mellom kjønnene. I en slik situasjon øker mannlige signaler ikke bare kvinners bidrag til avkom, men også deres kondisjon.
Slik oppførsel av menn og kvinner oppstår oftest på grunn av ytre endringer (klima, habitat, mengde tilgjengelig mat, etc.). I lys av dette antyder forskere at dannelsen av monogami hos noen moderne arter, mens deres forfedre var polygame, skyldes migrasjon og følgelig en endring i miljøet.
For en mer detaljert forståelse av nyansene i studien anbefaler jeg å ta en titt på и til ham.
Epilog
Denne studien demonstrerte forholdet mellom polygami og monogami fra et evolusjonært perspektiv. I fugleriket har menn alltid prøvd å overgå hverandre for å få oppmerksomheten til en kvinne: med lys fjærdrakt, en vakker dans, eller til og med en demonstrasjon av deres byggeevner. Denne oppførselen skyldes konkurranse blant hanner, som oftest er karakteristisk for polygame arter. Fra hunnens perspektiv gjør alle disse signalene det mulig å vurdere egenskapene til hannen som deres felles avkom vil arve. Men over tid begynte menn å utvikle seg på en slik måte at signalene deres var lysere enn konkurrentene. Hunnene har på sin side utviklet seg til å motstå slike signaler. Tross alt må det alltid være en balanse. Hvis hunnenes kostnader til avkom ikke står i forhold til fordelene, er det ingen vits i å øke kostnadene. Det er bedre å legge en clutch på 3 egg og overleve prosessen med å ruge og oppdra avkom enn å legge fem og dø for å beskytte dem.
En slik interseksuell interessekonflikt kunne føre til en katastrofal nedgang i befolkningen, men evolusjonen tok en mer fornuftig vei – langs samarbeidsveien. I monogame par fortsetter hannene å uttrykke seg i all sin prakt, og hunnene reagerer på dette med et optimalt bidrag til avkommet.
Det er merkelig at verden av ville dyr ikke er belastet med moralske prinsipper, lover og normer, og alle handlinger er bestemt av evolusjon, genetikk og tørst etter forplantning.
Kanskje for romantikere vil en slik vitenskapelig forklaring på bevinget kjærlighet virke for prosaisk, men forskere mener noe annet. Tross alt, hva kan være vakrere enn å utvikle seg på en slik måte at det er en balanse og et ekte partnerskap mellom kvinnen og den mannlige, som tar hensyn til begge parters interesser og rettet mot fremtidige generasjoner.
Fredag off-top:
Selv om disse fuglene ikke har det vakreste navnet (Grebes), er gjenforeningsdansen deres rett og slett vakker.
Off-top 2.0:
Paradisfugler er et godt eksempel (bokstavelig talt) på mangfoldet av signaler hannene sender til hunnene i hekkesesongen (BBC Earth, voice-over av David Attenborough).
Takk for at du leser, vær nysgjerrig og ha en flott helg folkens! 🙂
Takk for at du bor hos oss. Liker du artiklene våre? Vil du se mer interessant innhold? Støtt oss ved å legge inn en bestilling eller anbefale til venner, 30 % rabatt for Habr-brukere på en unik analog av inngangsnivåservere, som ble oppfunnet av oss for deg: (tilgjengelig med RAID1 og RAID10, opptil 24 kjerner og opptil 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 ganger billigere? Bare her i Nederland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - fra $99! Lese om
Kilde: www.habr.com