As relações entre parceiros, repletas de cuidado, demonstrações de afeto e empatia, são chamadas de amor pelos poetas, enquanto os biólogos as denominam de interações sexuais, voltadas para a sobrevivência e continuidade da espécie. Algumas espécies preferem aumentar a quantidade — reproduzindo-se com o maior número possível de parceiros, a fim de aumentar a prole e, assim, elevar as chances de sobrevivência da espécie como um todo. Outras formam pares monogâmicos, que só podem deixar de existir após a morte de um dos parceiros. Durante muitos anos, os cientistas acreditaram que a primeira opção era significativamente mais vantajosa, mas isso não é bem assim. Os pares monogâmicos, em geral, criam conjuntamente a prole, ou seja, protegem-na de predadores, encontram comida e ensinam habilidades específicas, enquanto, em relacionamentos poligâmicos, geralmente, essa responsabilidade recai sobre os frágeis ombros das fêmeas. Claro, existem exceções, mas não é sobre elas que falamos hoje. Os biólogos se interessaram há muito tempo por outro aspecto curioso — machos continuam a demonstrar afeto pelas fêmeas, mesmo quando seu par já está formado e existe há vários anos. O que justifica esse comportamento, qual é o benefício e quais aspectos evolucionários estão relacionados? A pesquisa desse tema fornecerá respostas a essas perguntas. Vamos lá.
Base da pesquisa
Considerando a temática da pesquisa, não nos deteremos nas espécies poligâmicas de aves, mas focaremos nos românticos alados que se apaixonam uma vez e para sempre.
Ao falar sobre monogamia, vale ressaltar que existem várias categorias, dependendo da duração: uma estação, vários anos e para toda a vida.
Entre as aves, a monogamia sazonal é a mais comum. Um exemplo clássico são as gansas selvagens. As fêmeas cuidam do ninho e da incubação dos ovos, enquanto o macho defende o território. No segundo dia após a eclosão, a família se direciona ao corpo d'água mais próximo, onde os gansos aprendem a buscar seu alimento. Em caso de perigo, que os atinge na água, a fêmea defende ferozmente a prole, enquanto o macho, lembrando de seus afazeres importantes, frequentemente se salva correndo. Não são as relações mais ideais, convenhamos.
Família de gansos selvagens.
Se falarmos sobre relacionamentos baseados na constância, as cegonhas são as melhores nesse aspecto. Elas formam um casal monogâmico para toda a vida e nem mesmo mudam de lugar de residência sem uma necessidade especial. Um ninho de cegonhas, que pode pesar até 250 kg e atingir 1,5 m de diâmetro, serve a elas por muitos anos, a menos que catástrofes naturais ou intervenção humana o destrua. Na República Tcheca, há um ninho que foi feito em 1864.
As habilidades construtivas das cegonhas não precisam de avaliação quando se vê tais edificações.
Ao contrário dos gansos selvagens, nas cegonhas predominam a igualdade de deveres: ambos os parceiros incubam os ovos, procuram alimentos, ensinam a prole a voar e a defendem de perigos. Rituais de vários tipos desempenham um papel importante nos relacionamentos das cegonhas: canções, danças, etc. O mais curioso é que esses rituais ocorrem não apenas no período de formação do casal (no primeiro encontro), mas também durante toda a vida em comum (até mesmo ao trocar a fêmea durante a incubação, o macho executa uma pequena dança). Para nós, isso parece muito adorável, romântico e absolutamente ilógico, pois do ponto de vista biológico, tal comportamento não traz nenhum benefício. Não é mesmo? E aqui podemos começar a analisar o próprio estudo que deveria responder a essa questão.
Etologistas* acreditam que a manifestação constante dos sentimentos dos machos está relacionada à manutenção do estado reprodutivo das fêmeas.
Etologia* é a ciência que estuda o comportamento geneticamente determinado, ou seja, os instintos.
Ao mesmo tempo, permanece incerto por que tal comportamento dura não apenas durante o período inicial de acasalamento, mas por toda a vida, pois seria mais lógico que os machos investissem mais esforço e energia na prole, e não na demonstração de sentimentos para a fêmea. Até hoje, muitos pesquisadores acreditavam que a intensidade da expressão de afeição pela fêmea influencia diretamente a qualidade do acasalamento e, consequentemente, da prole (ou seja, o número de ovos postos).
Um macho de uma das espécies de aves do paraíso dança diante da fêmea. Como podemos ver, o macho parece muito mais vibrante que a fêmea.
Essa teoria é confirmada por observações. A fêmea, cujo parceiro é um belo exemplar e o primeiro a voar na aldeia, investe mais esforço na prole do que se o macho fosse apenas mediano. Parece engraçado e divertido, mas os rituais que os machos realizam diante das fêmeas visam demonstrar não só a beleza, mas também a força. O fato é que as plumagens brilhantes, o canto bonito e outras manifestações de atenção por parte dos machos são, para as fêmeas, apenas sinais cognitivos que elas decodificam como informações sobre o macho.
Cientistas das universidades da Carolina do Norte e de Chicago, cujo trabalho examinamos hoje, acreditam que esse comportamento dos machos visa otimizar o comportamento das fêmeas em relação ao processo de reprodução.
O modelo proposto pelos cientistas é baseado em numerosos experimentos que mostraram que a intensificação desses sinais por parte dos machos aumenta a contribuição das fêmeas no processo de procriação. Existe a suposição de que a fonte de tais efeitos estimulantes sejam respostas perceptivas que surgem devido às propriedades do ambiente, dos sinais e do sistema nervoso em si. Atualmente, existem cerca de 100 exemplos desses "desvios" dos sistemas sensoriais normais (audição, visão e olfato).
Quando um macho demonstra repetidamente suas vantagens em relação a outros machos, isso pode ter um efeito positivo sobre o próprio macho (a fêmea certamente o escolherá). Mas para a fêmea isso pode ser um ponto negativo, pois isso diminuirá sua realização reprodutiva futura. Em outras palavras, temos uma situação de "superar expectativas". O macho que se destaca significativamente em relação aos outros e frequentemente demonstra sinais de interesse pela fêmea obterá o que deseja — acasalamento e continuidade da espécie, ou mais precisamente, de sua linhagem. A fêmea, por outro lado, que espera esse comportamento semelhante de outros machos e não o recebe, pode se encontrar em uma situação lamentável. Esse caso é nomeado pelos cientistas como um conflito entre os sexos: a exibição dos machos se embelezando aumenta na população, enquanto entre as fêmeas cresce a resistência a essa tática.
Este conflito foi modelado utilizando uma abordagem computacional (redes neurais). Nos modelos obtidos, o sinalizador (a fonte do sinal — o macho) usa a percepção do receptor (o receptor do sinal — a fêmea), o que estimula os próprios sinais em detrimento da percepção. Em determinado momento, ocorre uma mudança na percepção dos sinais na população de fêmeas (uma espécie de mutação), o que fará com que a força dos sinais do fonte (macho) diminua drasticamente. O aumento gradual de tais mudanças fará com que um ou outro tipo de sinal se torne absolutamente ineficaz. À medida que essas mudanças ocorrem, alguns sinais desaparecem, perdendo sua força, mas novos surgem, e o processo recomeça.
Este sistema bastante complexo é relativamente simples na prática. Imagine que um macho apareceu com uma pena brilhante (apenas uma), ele se destaca em relação aos outros, e as fêmeas o preferem. Depois surge um macho com duas penas brilhantes, em seguida um com três, e assim por diante. Mas a força desse sinal, devido ao seu aumento e disseminação, começa a cair proporcionalmente. E então, de repente, aparece um macho que sabe cantar lindamente e construir ninhos. Como resultado, a plumagem bonita como sinal deixa de ser eficaz e começa a degenerar.
No entanto, sempre há exceções às regras — alguns conflitos entre os sexos podem se transformar em uma colaboração intergenérica plena e bastante eficaz.
Diagrama da origem do conflito entre os sexos e da colaboração intergenérica.
A essência está no fato de que um macho com um sinal mais proeminente força a fêmea a colocar não três ovos, mas quatro. Para o macho, isso é bom — ele terá mais descendentes com seu material genético. Para a fêmea — não é tão bom, pois ela terá que despender mais esforços para garantir que toda a sua prole sobreviva e atinja a idade adulta. Consequentemente, as fêmeas começam a se desenvolver paralelamente aos machos, para se tornarem mais resistentes aos seus sinais. Como resultado, podem haver dois caminhos: conflito ou colaboração.
No caso de cooperação, as fêmeas evoluem de tal forma que podem colocar 3 ovos, assim como antes do surgimento de um sinal mais forte dos machos, mas continuam a reagir a esses sinais. Assim se formam não apenas pares, mas pares que se apoiam mutuamente em um nível ótimo para a continuidade da espécie, do ponto de vista da interação sinal-resposta.
Os machos, por outro lado, não podem evoluir de volta, grosseiramente falando. Seus sinais reforçados dirigidos às fêmeas resultam em uma postura de três ovos, ou seja, não é o que se esperava. No entanto, a redução do sinal para seu nível anterior também será ineficaz, pois levará à diminuição do número de ovos postos para dois. Isso cria um ciclo vicioso — os machos não podem diminuir a força do sinal nem podem aumentá-la, pois as fêmeas no primeiro caso teriam menos prole, e no segundo não reagiriam.
Naturalmente, tanto machos quanto fêmeas não têm nenhum maligno ímpeto ou desejo de submeter um ao outro. Todo esse processo ocorre em nível genético e é exclusivamente voltado para o bem da prole de um par específico e para o bem-estar da espécie como um todo.
Resultados da Pesquisa
Utilizando modelagem matemática, os cientistas avaliaram as condições sob as quais a cooperação entre os sexos pode ocorrer. A característica quantitativa com média zf descreve a contribuição básica da fêmea para sua prole. Inicialmente, a média é permitida a desenvolver-se até seu valor ótimo zopt, que depende de duas variáveis: o benefício da contribuição (número de descendentes sobreviventes) e o custo da contribuição para as fêmeas (cf). Esta última variável é avaliada após a reprodução, implicando que parte das fêmeas sobrevive e pode produzir prole novamente no próximo ano, o que leva ao aumento do número de gerações.
Neste estudo, serão frequentemente utilizados vários termos que vale a pena esclarecer um pouco:
- sinais — manifestação de atenção por parte dos machos em relação às parceiras fêmeas (canto, dança e outros rituais), que ocorrem em pares formados;
- para a funcionalidade que a comunidade GitLab aguardava há muito tempo. Esta é uma contribuição realmente importante com mudanças não triviais que exigiram colaboração constante com os membros da equipe do GitLab e impactaram várias áreas do projeto, como UX, front-end e back-end. / investimentos — resposta das fêmeas a esses sinais, manifestando-se em um maior número de ovos na postura, mais tempo dedicado ao cuidado da futura prole, etc.;
- respondente — fêmea que reage aos sinais do macho;
- custos — o custo da contribuição das fêmeas para a prole (tempo no ninho, tempo dedicado à busca de alimento, estado de saúde devido ao número maior/menor de ovos na ninha e assim por diante).
Novos sinais dos machos e as reações das fêmeas a eles foram modelados por meio de modificadores di-alélicos livremente recombinantes de um único locus, assim unindo abordagens genéticas quantitativas e populacionais. Na locus*, que controla a resposta da fêmea (A), observa-se inicialmente uma alta frequência do alelo-respondedor* (A2), correspondente à percepção perceptiva existente anteriormente.
Locus* — a localização de um determinado gene no mapa genético do cromossomo.
Alelos* — diferentes formas do mesmo gene, localizadas nos mesmos loci de cromossomos homólogos. Os alelos determinam o desenvolvimento de uma característica específica.
Gene respondedor* (Rsp) — gene funcionalmente associado ao fator de segregação (gene SD), cujo alelo ativo (Rsp+) pode suprimir a expressão do SD.
O locus do sinal (B) é inicialmente fixado para o alelo sem sinal (B1). Em seguida, é introduzido o alelo B2, que provoca o surgimento de sinais dos machos.
A manifestação dos sinais para os machos também tem seu custo (sm), mas aumenta a contribuição da parceira fêmea (A2) na quantidade α. Por exemplo, α pode ser expresso como um ovo adicional na ninhada. Além disso, o aumento da contribuição da fêmea também pode se manifestar na forma dos efeitos positivos que ela exerce sobre sua prole.
Portanto, um par, onde o macho possui o alelo sinalizador e a fêmea possui o alelo respondedor (ou seja, pares A2B2), tem uma contribuição adicional da fêmea e, portanto, maior fertilidade do que as outras 3 combinações.
Variações nas combinações de machos e fêmeas em relação aos sinais e respostas a eles.
O número de descendentes que sobrevivem para reprodução no ano seguinte é influenciado por a dependência da densidade* dentro da ninhada e a dependência da densidade da ninhada após a muda.
Dependência da densidade* — processos que dependem da densidade ocorrem quando as taxas de crescimento populacional são reguladas pela densidade dessa população.
Outro grupo de variáveis está relacionado à mortalidade de fêmeas e machos após a produção da prole. Essas variáveis são determinadas pela contribuição para a ninhada (cm — contribuição dos machos, cf — contribuição das fêmeas), custos dos sinais para os machos (sm) e mortalidade não seletiva (dm — machos e df — fêmeas).
Viúvas, viúvos, menores de idade e quaisquer indivíduos anteriormente solitários se agrupam para formar novos pares, e o ciclo anual se conclui. No modelo estudado, o foco está na monogamia genética, portanto, todos os tipos de seleção sexual (ou seja, competição entre indivíduos por parceiras) são excluídos dos cálculos.
A relação entre a evolução dos sinais, respondentes e contribuição.
A modelagem mostrou que um equilíbrio sustentável é alcançado quando os machos emitem sinais e as fêmeas respondem a eles. Em estado de equilíbrio, toda a contribuição para a prole se recupera ao nível que era antes do surgimento de sinais adicionais dos machos.
No gráfico A acima é um exemplo da dinâmica evolutiva, onde a contribuição das fêmeas para a prole retorna ao nível ótimo, resultado da evolução do traço quantitativo da contribuição (a linha verde pontilhada — é a contribuição real, e a linha verde sólida — é a contribuição que não foi realizada devido à falta de resposta das fêmeas aos sinais adicionais dos machos). No gráfico Em é apresentado um exemplo alternativo, quando o conflito entre os sexos leva à perda do respondente.
E no gráfico Com são destacados dois parâmetros que influenciam esse resultado: o aumento da contribuição causado por sinais adicionais (α), e os custos das fêmeas para essa contribuição (cf). Na área vermelha do gráfico, os sinais nunca aumentam, pois seu custo supera o benefício. Nas áreas amarela e preta, a frequência dos sinais aumenta, resultando em maiores investimentos dispendiosos por parte das fêmeas. Na área amarela, a resposta a isso ocorre através da diminuição do traço quantitativo do investimento, levando à fixação constante de alelos tanto como sinais quanto respondentes. Na área preta, onde as fêmeas respondentes têm investimentos induzidos maiores, o alelo responsivo é rapidamente perdido, seguido pelos sinais, como nos modelos tradicionais de conflito entre os sexos (gráfico Em).
A borda vertical entre as áreas vermelha e amarela representa o ponto em que os machos obtêm uma contribuição adicional na prole, pois as fêmeas equilibram os custos de exibir sinais. A borda horizontal que separa as áreas amarela e preta da vermelha surge de forma análoga, mas por uma razão menos óbvia. Quando os custos das fêmeas para a contribuição são baixos,cfo valor ótimo da contribuiçãozoptserá relativamente alto, e, portanto, a contribuição das fêmeas será significativamente maior nas condições iniciais. A consequência disso é que os sinais proporcionam ao macho um benefício proporcionalmente menor da contribuição que ele provoca, o que novamente é compensado por seus custos.
O espaço de parâmetros, onde os sinais e as respostas são fixos (amarelo), varia dependendo da força da seleção e da dispersão genética do alelo do respondente. Por exemplo, quando a frequência inicial do alelo do respondente é 0.9 em vez de 0.99, conforme mostrado na Figura 2, a introdução de sinais leva a uma seleção mais eficiente em relação aos respondedores (a dispersão genética inicial é maior), e a área preta se expande à esquerda.
Os sinais do macho podem aparecer, mesmo que estejam associados a custos que diminuem a contribuição do macho na ninhada atual (parametrizado sfec), influenciando diretamente a adaptabilidade* tanto do macho quanto da fêmea, em vez de reduzir a probabilidade de sobrevivência do macho.
Adaptabilidade* é a capacidade de reprodução de indivíduos com um determinado genótipo.
A relação entre os custos de fecundidade e sinais (à esquerda) e a relação entre custos de viabilidade e sinais.
No aspecto da fecundidade, quando os sinais do macho são fixos (área amarela), todos os machos contribuem menos para a prole do que antes da exibição dos sinais. Nesse caso, a contribuição das fêmeas será maior do que era antes da exibição dos sinais dos machos.
Uma maior contribuição das fêmeas, quando os custos dos machos são regulados pela fertilidade (e não pela viabilidade), aumenta o número médio de descendentes por par, mas isso não compensa totalmente. Com o tempo, uma maior contribuição das fêmeas leva a um aumento no número médio de filhotes que atingem a plumagem, mas diminui a média de viabilidade das fêmeas. Isso resulta na formação de um novo equilíbrio entre essas duas forças, onde o número médio de descendentes é inferior ao que ocorreria em condições normais de viabilidade ou nas condições iniciais (antes da manifestação dos sinais).
Do ponto de vista matemático, isso se apresenta da seguinte forma: se os sinais dos machos aumentam a fertilidade em 1% (mas não aumentam a viabilidade), então os custos das fêmeas com a prole aumentam em 1,3%, mas sua mortalidade também aumenta em 0,5%, e a quantidade de descendentes por par diminui em 0,16%.
Se a média da contribuição das fêmeas for inicialmente inferior ao nível ideal (por exemplo, devido à influência do ambiente), então a manifestação de sinais que estimulam o aumento dos custos resulta em um sistema equilibrado, ou seja, cooperação entre os sexos. Nessa situação, os sinais dos machos não apenas aumentam a contribuição das fêmeas para a prole, mas também sua adequação.
Esse comportamento dos machos e fêmeas geralmente ocorre devido a mudanças externas (clima, habitat, quantidade de alimento disponível etc.). Por isso, os cientistas sugerem que a formação da monogamia em algumas espécies modernas, enquanto seus antepassados eram poligâmicos, está relacionada à migração e, consequentemente, à mudança do ambiente.
Para um conhecimento mais detalhado sobre as nuances da pesquisa, recomendo dar uma olhada em e para ele.
Epílogo
Este estudo demonstrou a relação entre poligamia e monogamia sob a perspectiva da evolução. No reino das aves, os machos sempre tentaram se superar para atrair a atenção das fêmeas: com penas vibrantes, danças elegantes ou até mesmo demonstrando suas habilidades de construção. Esse comportamento é influenciado pela competição entre machos, o que é mais comum em espécies poligâmicas. Para as fêmeas, todos esses sinais permitem avaliar as qualidades do macho, que passarão para sua prole. No entanto, ao longo do tempo, os machos começaram a evoluir suas características para que seus sinais fossem mais vibrantes do que os dos concorrentes. As fêmeas, por outro lado, evoluíram para contrabalançar esses sinais. Sempre deve haver um equilíbrio. Se os custos das fêmeas com a prole não compensarem os benefícios, não faz sentido aumentar esses custos. Melhor fazer um ninho com 3 ovos e sobreviver durante a incubação e a criação da prole do que colocar cinco e morrer tentando protegê-los.
Esse conflito de interesses entre os sexos poderia levar a uma queda catastrófica na população, mas a evolução seguiu um caminho mais sensato: o caminho da cooperação. Em casais monogâmicos, os machos continuam a se exibir, enquanto as fêmeas respondem com a contribuição ideal para a prole.
Curiosamente, o mundo dos animais selvagens não é sobrecarregado por princípios morais, leis e normas; todas as ações são determinadas pela evolução, genética e o desejo de perpetuar a espécie.
Pode parecer muito prosaico para os românticos essa explicação científica do amor alado, mas os cientistas pensam diferente. Pois o que pode ser mais belo do que evoluir de maneira que haja equilíbrio entre fêmea e macho, resultando em uma verdadeira parceria que considera os interesses de ambos e visa o bem das gerações futuras?
Off-topic de sexta-feira:
Apesar de o nome dessas aves não ser o mais bonito (“pássaros imbecis”), sua dança de reencontro é simplesmente maravilhosa.
Off-topic 2.0:
As aves do paraíso são um exemplo vibrante (literalmente) da diversidade de sinais que os machos enviam às fêmeas durante a época de nidificação (BBC Earth, narração — David Attenborough).
Obrigado pela atenção, continuem curiosos e tenham um excelente fim de semana, pessoal! 🙂
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Fonte: habr.com
