A relação entre parceiros, repleta de cuidados, sinais de atenção e empatia, é chamada de amor pelos poetas, mas os biólogos a chamam de relações intersexuais voltadas à sobrevivência e à procriação. Algumas espécies preferem crescer em número - reproduzir-se com o maior número possível de parceiros, a fim de aumentar o número de descendentes, aumentando assim as chances de sobrevivência de toda a espécie. Outros criam casais monogâmicos, que só podem deixar de existir após a morte de um dos parceiros. Por muitos anos, os cientistas acreditaram que a primeira opção era muito mais lucrativa, mas isso não é inteiramente verdade. Os casais monogâmicos, via de regra, criam seus filhos juntos, ou seja, proteja-o de predadores, consiga comida e ensine-lhe certas habilidades, enquanto em relacionamentos polígamos tudo isso geralmente recai sobre os ombros frágeis das mulheres. Claro que existem exceções, mas hoje não vamos falar delas. Os biólogos há muito se interessam por outro ponto interessante - os machos continuam a dar sinais de atenção às fêmeas, mesmo quando o par já está formado e existe há vários anos. O que causa esse comportamento, qual é o benefício dele e quais aspectos evolutivos estão associados a ele? Encontraremos respostas a essas perguntas no relatório do grupo de pesquisa. Ir.
Base do estudo
Dado o tema do estudo, não nos concentraremos nas espécies de aves polígamas, mas sim nos românticos emplumados que se apaixonam de uma vez por todas.
Falando em monogamia, é importante destacar que existem vários tipos dependendo da duração: uma temporada, vários anos e para toda a vida.
Entre as aves, a monogamia sazonal é a mais comum. Um exemplo notável seriam os gansos selvagens. As fêmeas estão envolvidas na nidificação e incubação dos ovos, e o macho é responsável pela proteção do território. No segundo dia após a eclosão, a família vai até o lago mais próximo, onde os gansinhos aprendem a procurar alimento sozinhos. Em caso de perigo na água, a fêmea protege ferozmente a prole, mas o macho, aparentemente lembrando-se de assuntos importantes, na maioria das vezes foge. Não é o relacionamento mais ideal, não importa como você o veja.
Uma família de gansos selvagens.
Se falamos de relacionamentos cuja base é a constância, então as cegonhas são as melhores neste assunto. Eles criam um casal monogâmico para toda a vida e nem mudam de local de residência, a menos que seja absolutamente necessário. Um ninho de cegonha, que pode pesar até 250 kg e atingir 1.5 m de diâmetro, serve-lhes durante muitos anos se desastres naturais ou intervenção humana não o destruírem. Existe um ninho na República Checa que foi criado em 1864.
As habilidades de construção das cegonhas não precisam ser apreciadas quando você vê tais estruturas.
Ao contrário dos gansos selvagens, as cegonhas têm responsabilidades iguais: ambos os parceiros chocam os ovos, procuram comida, ensinam os filhos a voar e protegem-nos dos perigos. Vários tipos de rituais desempenham um papel importante nas relações das cegonhas: canto, dança, etc. O mais curioso é que esses rituais são realizados não só durante a formação do casal (no primeiro encontro), mas também ao longo de toda a vida juntos (mesmo na substituição da fêmea durante a incubação, o macho realiza uma pequena dança). Para nós, isso parece muito fofo, romântico e completamente ilógico, já que do ponto de vista biológico não há benefício algum em tal comportamento. É assim? E aqui podemos começar a considerar suavemente o estudo em si, que deveria responder a esta pergunta.
Etólogos* Eles acreditam que a constante manifestação de seus sentimentos pelos homens está associada à preservação do estado reprodutivo das mulheres.
Etologia* - uma ciência que estuda o comportamento geneticamente determinado, ou seja, instintos.
Ao mesmo tempo, ainda não está claro por que esse comportamento perdura não apenas durante o período do acasalamento primário, mas ao longo da vida, porque seria mais lógico que os machos investissem mais força e energia em seus descendentes, em vez de demonstrarem sentimentos pelo fêmea. A esta altura, muitos pesquisadores acreditavam que a intensidade da expressão de afeto pela fêmea afeta diretamente a qualidade do acasalamento e, portanto, da prole (ou seja, o número de ovos postos).
Um macho ave do paraíso dança na frente de uma fêmea. Como podemos ver, o macho parece muito mais brilhante que a fêmea.
Esta teoria é confirmada por observações. Uma fêmea cujo parceiro é um homem bonito e não escrito e o primeiro a voar na aldeia dedica mais esforço à sua prole do que se o macho não fosse nem peixe nem ave. Parece divertido e engraçado, mas os rituais que os homens realizam na frente das mulheres têm como objetivo demonstrar não só beleza, mas também força. Acontece que a plumagem brilhante, o canto bonito e outras manifestações de atenção dos homens são apenas sinais cognitivos para as mulheres, que ela decodifica em informações sobre o homem.
Cientistas das universidades da Carolina do Norte e de Chicago, cujo trabalho estamos considerando hoje, acreditam que esse comportamento dos machos visa otimizar o comportamento das fêmeas em relação ao processo de procriação.
O modelo proposto pelos cientistas baseia-se em inúmeras experiências que demonstraram que o fortalecimento destes sinais dos homens aumenta a contribuição das mulheres no processo de procriação. Foi sugerido que a fonte de tais efeitos estimulatórios são respostas perceptivas decorrentes das propriedades do ambiente, dos sinais e do próprio sistema nervoso. No momento, são conhecidos cerca de 100 exemplos de tais “desvios” dos sistemas sensoriais comuns (audição, visão e olfato).
Quando um homem demonstra mais uma vez suas vantagens sobre outros homens, isso pode ter um efeito positivo sobre o próprio homem (a mulher certamente o escolherá). Mas para a mulher isto pode ser uma desvantagem, uma vez que reduzirá a produção reprodutiva futura. Ou seja, temos uma situação de “superação de expectativas”. Um macho que é significativamente melhor que os outros machos e constantemente mostra sinais de interesse pela fêmea conseguirá o que deseja - acasalamento e procriação, ou melhor, sua própria espécie. Uma mulher que espera comportamento semelhante de outros homens, mas não o recebe, pode encontrar-se numa situação terrível. Os cientistas referem-se a este caso como conflito intersexual: a demonstração de que os homens são bonitos aumenta entre a população e a resistência a esta tática cresce entre as mulheres.
Este conflito foi modelado utilizando uma abordagem computacional (redes neurais). Nos modelos resultantes, o sinalizador (fonte do sinal - masculino) utiliza a percepção perceptiva do receptor (receptor do sinal - feminino), que estimula os próprios sinais em detrimento da percepção. A certa altura, ocorre uma mudança na percepção dos sinais na população feminina (uma espécie de mutação), com a qual a força dos sinais da fonte (masculina) diminuirá bastante. Um aumento gradual em tais mudanças levará ao fato de que um ou outro tipo de sinal será completamente ineficaz. À medida que essas mudanças ocorrem, alguns sinais desaparecem, perdendo força, mas surgem novos e o processo recomeça.
Este sistema muito distorcido é bastante simples na prática. Imagine que aparece um macho com uma pena brilhante (apenas uma), ele se destaca dos demais, e as fêmeas dão preferência a ele. Depois aparece um macho com duas penas brilhantes, depois com três, etc. Mas a força desse sinal, devido ao seu crescimento e propagação, começa a cair proporcionalmente. E então, de repente, aparece um macho que pode cantar lindamente e construir ninhos. Como resultado, a bela plumagem como sinal deixa de ser eficaz e começa a degenerar.
No entanto, há sempre uma excepção à regra - alguns conflitos entre géneros podem evoluir para uma cooperação intergénero plena e muito eficaz.
Esquema do surgimento do conflito intergênero e da cooperação intergênero.
O resultado final é que o macho com um sinal mais pronunciado força a fêmea a botar não três ovos, mas quatro. Isso é bom para o homem - ele terá mais descendentes com seu patrimônio genético. Para a fêmea, nem tanto, pois ela terá que despender mais esforço para garantir que todos os filhotes sobrevivam e atinjam uma idade independente. Consequentemente, as fêmeas começam a se desenvolver paralelamente aos machos para serem mais resistentes aos seus sinais. O resultado pode ser de duas formas: conflito ou cooperação.
No caso da cooperação, as fêmeas evoluem para botar 3 ovos, como antes do aparecimento de um sinal mais forte dos machos, mas continuam respondendo a esses sinais. Chega de truques femininos no mundo natural. Desta forma, não se forma apenas um casal, mas um casal que se apoia no nível ideal para a procriação do ponto de vista da interação sinal-resposta.
Os machos não podem evoluir de volta, grosso modo. Seus sinais aprimorados para as fêmeas produzem uma ninhada de três ovos, ou seja, Não como esperado. Porém, reduzir o sinal ao nível anterior também será ineficaz, pois levará à redução do número de ovos na ninhada para dois. Acontece que é um círculo vicioso - os machos não podem reduzir a força do sinal e não podem aumentá-la, pois as fêmeas no primeiro caso darão à luz menos descendentes e, no segundo caso, não responderão.
Naturalmente, nem os homens nem as mulheres têm qualquer intenção maliciosa ou desejo de escravizar uns aos outros. Todo esse processo ocorre no nível genético e visa exclusivamente o benefício da prole de um casal individual e o bem-estar da espécie como um todo.
Resultados do estudo
Utilizando modelos matemáticos, os cientistas avaliaram as condições sob as quais a cooperação intersexual poderia ocorrer. Característica quantitativa com valor médio zf descreve a principal contribuição de uma mulher para sua prole. Inicialmente, permite-se que o valor médio se desenvolva até o seu valor ideal zopt, que depende de duas variáveis: o benefício do investimento (o número de descendentes sobreviventes) e o custo do investimento para as mulheres (cf). Esta última variável é avaliada após a reprodução, o que implica que algumas fêmeas sobrevivem e podem voltar a produzir descendentes no ano seguinte, resultando num aumento no número de gerações.
Existem vários termos que serão usados com frequência ao longo deste estudo e que vale a pena explicar um pouco:
- sinais - manifestação de atenção por parte dos homens às parceiras femininas (cantos, danças e outros rituais) que acontecem em pares formados;
- contribuição / investimento - a resposta das fêmeas a esses sinais, manifestada na forma de maior número de ovos na ninhada, mais tempo para cuidar dos futuros filhotes, etc.;
- respondente - a mulher respondendo aos sinais do homem;
- custos — o custo da contribuição das fêmeas para a prole (tempo no ninho, tempo para procurar alimento, estado de saúde devido a um número maior/menor de ovos na ninhada, etc.).
Novos sinais masculinos e respostas femininas a eles foram modelados usando modificadores dialélicos de locus único de recombinação livre, combinando assim abordagens genéticas quantitativas e populacionais. EM local*, que controla a resposta da fêmea (A), observa-se inicialmente uma alta frequência do alelo -respondente* (A2), correspondendo a uma percepção perceptual pré-existente
Local* - a localização de um gene específico no mapa genético de um cromossomo.
Alelos* - diferentes formas do mesmo gene localizadas nos mesmos loci dos cromossomos homólogos. Os alelos determinam o caminho de desenvolvimento de uma característica específica.
Gene respondedor* (Rsp) é um gene funcionalmente associado ao fator de distúrbio de segregação (gene SD), cujo alelo ativo (Rsp+) é capaz de suprimir a expressão de SD.
O locus de sinal (B) é inicialmente fixado no alelo sem sinal (B1). Em seguida, é introduzido o alelo B2, que faz com que apareçam sinais masculinos.
Exibir sinais para homens também tem seu preço (sm), mas aumenta a contribuição da parceira (A2) no valor α. Por exemplo, α pode ser expresso como um ovo extra em uma ninhada. Ao mesmo tempo, um aumento na contribuição da fêmea também pode manifestar-se na forma de efeitos positivos que ela tem na sua prole.
Portanto, um par em que o macho carrega o alelo sinalizador e a fêmea carrega o alelo respondedor (isto é, pares A2B2) tem uma contribuição adicional da fêmea e, portanto, maior fecundidade do que as outras 3 combinações.
Variantes de combinações de homens e mulheres de acordo com a proporção de sinais e respostas a eles.
O número de descendentes que sobrevivem para reproduzir no ano seguinte é afetado pela dependência de densidade* dentro da ninhada e dependência da densidade da ninhada após a emplumação.
Dependência de densidade* Os processos dependentes da densidade ocorrem quando a taxa de crescimento de uma população é regulada pela densidade dessa população.
Outro grupo de variáveis está associado à mortalidade de mulheres e homens após o nascimento dos filhos. Essas variáveis são determinadas pela contribuição para a ninhada (cm - contribuição dos homens, cf - contribuição das mulheres), custos de sinais para os homens (sm) e mortalidade não seletiva (dm - machos e df - mulheres).
Viúvas, viúvos, menores e quaisquer indivíduos anteriormente solteiros unem-se para formar novos pares e o ciclo anual se completa. No modelo em estudo, a ênfase está na monogamia genética, portanto todos os tipos de seleção sexual (ou seja, competição entre indivíduos por um parceiro) são excluídos dos cálculos.
A relação entre a evolução dos sinais, respondentes e contribuições.
A modelagem mostrou que um equilíbrio estável é alcançado quando os machos dão sinais e as fêmeas respondem a eles. No equilíbrio, toda contribuição para a prole é restaurada ao nível que estava antes do aparecimento de sinais masculinos adicionais.
No gráfico А O texto acima mostra um exemplo de dinâmica evolutiva onde a contribuição feminina para a prole retorna ao nível ideal, que é o resultado da evolução da característica quantitativa 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 feminina a sinais masculinos adicionais). No gráfico В Um exemplo alternativo é mostrado quando o conflito entre géneros leva à perda de um entrevistado.
E no gráfico С São identificados dois parâmetros que influenciam este resultado: um aumento na contribuição causada por sinais adicionais (α), e o custo das mulheres para este investimento (cf). Na área vermelha do gráfico, os sinais nunca aumentam, pois o seu custo excederá o benefício. Nas áreas amarela e preta, a frequência dos sinais aumenta, o que leva ao aumento de investimentos onerosos por parte das mulheres. Na área amarela, a resposta ocorre pela redução do traço quantitativo de investimento, o que leva à fixação permanente de alelos tanto de sinais quanto de respondentes. Na região negra, onde as mulheres que respondem têm mais investimento induzido, o alelo que responde é rapidamente perdido, seguido de sinais, como nos modelos tradicionais de conflito intersexual (gráfico В).
A fronteira vertical entre as regiões vermelha e amarela representa o ponto em que os machos ganham investimento adicional na prole devido às fêmeas equilibrarem o custo da sua sinalização. A fronteira horizontal que separa as áreas amarelas e pretas das vermelhas ocorre de forma semelhante, mas por uma razão menos óbvia. Quando os custos de investimento das mulheres (cf) são baixos, então o valor ideal da contribuição (zopt) será relativamente elevado e, portanto, a contribuição feminina será significativamente maior nas condições iniciais. A consequência disto é que os sinais proporcionam ao homem proporcionalmente menos benefícios do investimento que suscitam, o que é novamente compensado pelos seus custos.
O espaço de parâmetros, no qual os sinais e respostas são fixos (amarelo), varia dependendo da força da seleção e da variância genética do alelo do respondente. Por exemplo, quando a frequência alélica inicial de um respondedor é 0.9 em vez de 0.99 mostrado na imagem #2, a introdução de sinais resulta numa selecção mais eficaz nos respondedores (a variância genética inicial é maior) e a região preta expande-se para a esquerda.
Sinais de machos podem ocorrer mesmo que tenham um custo que reduza a contribuição do macho para a ninhada atual (parametrizado arquivo), afetando diretamente fitness* homens e mulheres, em vez de reduzir a probabilidade de sobrevivência do homem.
Fitness* - a capacidade de reproduzir indivíduos com um determinado genótipo.
A relação entre custos e sinais de fecundidade (esquerda) e a relação entre custos e sinais de viabilidade.
Em termos de fertilidade, quando os sinais dos machos são fixos (área amarela), todos os machos investem menos na prole do que antes da sinalização. Neste caso, a contribuição das mulheres será maior do que era antes do aparecimento dos sinais masculinos.
Um maior investimento feminino, quando os custos masculinos são regulados pela fecundidade (em vez da viabilidade), aumenta o número médio de descendentes por par, mas não compensa totalmente. Com o tempo, uma maior contribuição feminina aumenta o número médio de descendentes que atingem a maturidade, mas diminui a viabilidade média das fêmeas. Isto leva à formação de um novo equilíbrio entre essas duas forças, onde o número médio de descendentes é menor do que no caso de viabilidade normal ou nas condições iniciais (antes da manifestação dos sinais).
Do ponto de vista matemático, é assim: 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 ao mesmo tempo a sua mortalidade também aumenta em 0.5 %, e o número de descendentes por par diminui 0.16%.
Se o valor médio da contribuição feminina for inicialmente inferior ao nível ideal (por exemplo, devido a influências ambientais), então quando se manifestam sinais que estimulam o crescimento dos custos, surge um sistema equilibrado, ou seja, cooperação intergênero. Em tal situação, os sinais masculinos não só aumentam a contribuição das fêmeas para a prole, mas também a sua aptidão.
Tal comportamento de machos e fêmeas ocorre mais frequentemente devido a mudanças externas (clima, habitat, quantidade de alimento disponível, etc.). Diante disso, os cientistas sugerem que a formação da monogamia em algumas espécies modernas, enquanto seus ancestrais eram polígamos, se deve à migração e, consequentemente, a uma mudança no ambiente.
Para uma compreensão mais detalhada das nuances do estudo, recomendo dar uma olhada em и para ele.
Epílogo
Este estudo demonstrou a relação entre poligamia e monogamia de uma perspectiva evolutiva. No reino das aves, os machos sempre tentaram se superar para chamar a atenção da fêmea: com uma plumagem brilhante, uma bela dança ou mesmo uma demonstração de suas habilidades de construção. Esse comportamento se deve à competição entre os machos, que é mais frequentemente característica de espécies polígamas. Do ponto de vista das fêmeas, todos esses sinais permitem avaliar as qualidades do macho que sua prole comum herdará. No entanto, com o tempo, os machos começaram a evoluir de tal forma que os seus sinais eram mais brilhantes do que os dos seus concorrentes. As fêmeas, por sua vez, evoluíram para resistir a tais sinais. Afinal, sempre deve haver um equilíbrio. Se os custos das fêmeas para a prole forem desproporcionais aos benefícios, então não faz sentido aumentar os custos. É melhor botar uma ninhada de 3 ovos e sobreviver ao processo de incubação e criação dos filhotes do que botar cinco e morrer tentando protegê-los.
Tal conflito de interesses intersexuais poderia levar a um declínio catastrófico da população, mas a evolução seguiu um caminho mais sensato - ao longo do caminho da cooperação. Em pares monogâmicos, os machos continuam a se expressar em toda a sua glória, e as fêmeas respondem a isso com uma contribuição ideal para a prole.
É curioso que o mundo dos animais selvagens não esteja sobrecarregado de princípios morais, leis e normas, e todas as ações sejam determinadas pela evolução, pela genética e pela sede de procriação.
Talvez para os românticos tal explicação científica do amor alado pareça muito prosaica, mas os cientistas pensam o contrário. Afinal, o que poderia ser mais bonito do que evoluir de forma que haja um equilíbrio e uma verdadeira parceria entre o feminino e o masculino, tendo em conta os interesses de ambas as partes e visando o benefício das gerações futuras.
Sexta-feira off-top:
Mesmo que esses pássaros não tenham o nome mais bonito (mergulhões), a dança do reencontro é simplesmente linda.
Fora do topo 2.0:
As aves do paraíso são um excelente exemplo (literalmente) da variedade de sinais que os machos enviam às fêmeas durante a época de nidificação (BBC Earth, narração de David Attenborough).
Obrigado pela leitura, fiquem curiosos e tenham um ótimo final de semana pessoal! 🙂
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Fonte: habr.com