Relația dintre parteneri, plină de grijă, semne de atenție și empatie, este numită de poeți dragoste, dar biologii o numesc relații inter-sex care vizează supraviețuirea și procrearea. Unele specii preferă să ia în număr - să se reproducă cu cât mai mulți parteneri posibil pentru a crește numărul de descendenți, crescând astfel șansele de supraviețuire a întregii specii. Alții creează cupluri monogame, care pot înceta să mai existe numai după moartea unuia dintre parteneri. Timp de mulți ani, oamenii de știință au crezut că prima opțiune a fost mult mai profitabilă, dar acest lucru nu este în întregime adevărat. Cuplurile monogame, de regulă, își cresc descendenții împreună, adică. protejează-l de prădători, ia hrană și învață-l anumite abilități, în timp ce în relațiile poligame toate acestea cad cel mai adesea pe umerii fragili ai femelelor. Desigur, există și excepții, dar astăzi nu vorbim despre ele. Biologii sunt de mult interesați de un alt punct interesant - masculii continuă să dea semne de atenție față de femele, chiar și atunci când perechea lor a fost deja formată și există de câțiva ani. Ce cauzează acest comportament, care este beneficiul din acesta și ce aspecte evolutive sunt asociate cu acesta? Vom găsi răspunsuri la aceste întrebări în raportul grupului de cercetare. Merge.
Baza cercetării
Având în vedere tema studiului, nu ne vom concentra asupra speciilor de păsări poligame, ci ne vom concentra pe romanticii cu pene care se îndrăgostesc odată pentru totdeauna.
Vorbind despre monogamie, este de remarcat faptul că există mai multe tipuri de ea în funcție de durată: un sezon, câțiva ani și pe viață.
Dintre păsări, monogamia sezonieră este cea mai frecventă. Un exemplu izbitor ar fi gâștele sălbatice. Femelele sunt implicate în cuibărirea și incubarea ouălor, iar masculul este responsabil de protejarea teritoriului. În a doua zi după eclozare, familia merge la cel mai apropiat iaz, unde găsarii învață să-și caute hrană pentru ei înșiși. În caz de pericol pe apă, femela protejează cu înverșunare descendenții, dar masculul, amintindu-și aparent lucruri importante, de cele mai multe ori fuge. Nu este cea mai ideală relație, indiferent cum o privești.
O familie de gâște sălbatice.
Dacă vorbim despre relații, a căror bază este constanța, atunci berzele sunt cele mai bune în această chestiune. Ei creează un cuplu monogam pe viață și nici măcar nu își schimbă locul de reședință decât dacă este absolut necesar. Un cuib de berze, care poate cântări până la 250 kg și ajunge la 1.5 m în diametru, le servește mulți ani dacă dezastrele naturale sau intervenția umană nu îl distrug. Există un cuib în Republica Cehă care a fost creat în 1864.
Abilitățile de construcție ale berzelor nu trebuie apreciate atunci când vezi astfel de structuri.
Spre deosebire de gâștele sălbatice, berzele au responsabilități egale: ambii parteneri cloc ouă, caută hrană, învață puii să zboare și îi protejează de pericole. Diverse tipuri de ritualuri joacă un rol important în relațiile cu berze: cântatul, dansul etc. Cel mai curios este că aceste ritualuri se desfășoară nu numai în timpul formării unui cuplu (la prima întâlnire), ci și pe parcursul întregii vieți împreună (chiar și atunci când înlocuiește femela în timpul incubației, masculul execută un mic dans). Pentru noi, acest lucru pare foarte drăguț, romantic și complet ilogic, deoarece din punct de vedere biologic nu există niciun beneficiu pentru un astfel de comportament. Este atat de? Și aici putem începe ușor să luăm în considerare studiul în sine, care trebuia să răspundă la această întrebare.
Etologi* Ei cred că manifestarea constantă a sentimentelor lor de către bărbați este asociată cu păstrarea stării de reproducere la femele.
Etologie* - o știință care studiază comportamentul determinat genetic, i.e. instinctele.
În același timp, rămâne neclar de ce acest comportament durează nu numai în perioada împerecherii primare, ci de-a lungul vieții, deoarece ar fi mai logic ca masculii să investească mai multă putere și energie în urmașii lor, decât în demonstrarea sentimentelor față de Femeie. Până acum, mulți cercetători credeau că intensitatea exprimării afecțiunii față de femelă afectează în mod direct calitatea împerecherii și, prin urmare, urmașii (adică numărul de ouă depuse).
Un mascul pasăre a paradisului dansează în fața unei femele. După cum putem vedea, masculul arată mult mai strălucitor decât femela.
Această teorie este confirmată de observații. O femelă al cărei partener este un bărbat frumos nescris, iar primul zburător din sat depune mai mult efort puilor ei decât dacă masculul nu ar fi nici pește, nici păsări. Sună distractiv și amuzant, dar ritualurile pe care bărbații le efectuează în fața femeilor au ca scop demonstrarea nu numai a frumuseții, ci și a forței. Se întâmplă că penajul strălucitor, cântatul frumos și alte manifestări ale atenției de la bărbați sunt doar semnale cognitive pentru femele, pe care ea le decodifică în informații despre mascul.
Oamenii de știință de la universitățile din Carolina de Nord și Chicago, ale căror lucrări le luăm în considerare astăzi, consideră că acest comportament al masculilor are ca scop optimizarea comportamentului femelelor în raport cu procesul de reproducere a puilor.
Modelul propus de oamenii de știință se bazează pe numeroase experimente care au arătat că întărirea acestor semnale de la bărbați crește contribuția femelelor la procesul de procreare. S-a sugerat că sursa unor astfel de efecte stimulatoare sunt răspunsurile perceptuale care decurg din proprietățile mediului, ale semnalelor și ale sistemului nervos însuși. În prezent, sunt cunoscute aproximativ 100 de exemple de astfel de „abateri” de la sistemele senzoriale obișnuite (auz, vedere și miros).
Când un mascul își demonstrează din nou avantajele față de ceilalți masculi, acest lucru poate avea un efect pozitiv asupra bărbatului însuși (femeia îl va alege cu siguranță). Dar pentru femelă, acest lucru poate fi un dezavantaj, deoarece va reduce producția reproductivă viitoare. Cu alte cuvinte, avem o situație de „depășire a așteptărilor”. Un mascul care este semnificativ mai bun decât alți masculi și arată constant semne de interes pentru femelă va obține ceea ce își dorește - împerechere și procreare, sau mai degrabă propriul său fel. O femeie care se așteaptă la un comportament similar de la alți bărbați, dar nu îl primește, se poate găsi într-o situație îngrozitoare. Oamenii de știință se referă la un astfel de caz drept conflict intersexual: demonstrația bărbaților de ei înșiși ca frumoși crește în rândul populației, iar rezistența la această tactică crește în rândul femeilor.
Acest conflict a fost modelat folosind o abordare computațională (rețele neuronale). În modelele rezultate, semnalizatorul (sursa de semnal - masculin) folosește percepția perceptivă a receptorului (receptorul de semnal - feminin), care stimulează semnalele în sine în detrimentul percepției. La un moment dat, are loc o schimbare a percepției semnalelor în populația de femele (un fel de mutație), în urma căreia puterea semnalelor de la sursă (mascul) va scădea foarte mult. O creștere treptată a unor astfel de modificări va duce la faptul că unul sau altul tip de semnal va fi complet ineficient. Pe măsură ce apar astfel de schimbări, unele semnale dispar, pierzându-și puterea, dar apar altele noi, iar procesul începe din nou.
Acest sistem foarte răsucit este destul de simplu în practică. Imaginați-vă că un mascul apare cu o pană strălucitoare (doar una), el iese în evidență de ceilalți, iar femelele îi dau preferință. Apoi apare un mascul cu două pene strălucitoare, apoi cu trei etc. Dar puterea unui astfel de semnal, datorită creșterii și răspândirii sale, începe să scadă proporțional. Și apoi deodată apare un mascul care poate să cânte frumos și să-și facă cuiburi. Drept urmare, penajul frumos ca semnal încetează să fie eficient și începe să degenereze.
Cu toate acestea, există întotdeauna o excepție de la regulă - unele conflicte între sexe se pot dezvolta într-o cooperare intergen cu drepturi depline și foarte eficientă.
Schema apariției conflictului intergen și a cooperării între sexe.
Concluzia este că masculul cu un semnal mai pronunțat obligă femela să depună nu trei ouă, ci patru. Acest lucru este bun pentru mascul - va avea mai mulți descendenți cu fondul său genetic. Pentru femelă, nu atât, pentru că va trebui să depună mai mult efort pentru a se asigura că toți urmașii supraviețuiesc și ating vârsta independentă. În consecință, femelele încep să se dezvolte paralel cu masculii pentru a fi mai rezistente la semnalele lor. Rezultatul poate fi în două moduri: conflict sau cooperare.
În cazul cooperării, femelele evoluează pentru a depune 3 ouă, ca înainte de apariția unui semnal mai puternic de la masculi, dar continuă să răspundă la aceste semnale. Atât despre trucurile femeilor din lumea naturală. În acest fel, nu se formează doar un cuplu, ci un cuplu care se sprijină reciproc la nivelul optim pentru procreare din punct de vedere al interacțiunii semnal-răspuns.
Masculii nu pot evolua înapoi, aproximativ vorbind. Semnalele lor îmbunătățite către femele produc o ponte de trei ouă, de exemplu. nu cum era de asteptat. Cu toate acestea, reducerea semnalului la nivelul anterior va fi, de asemenea, ineficientă, deoarece va duce la o reducere a numărului de ouă din ambreiaj la două. Se dovedește a fi un cerc vicios - masculii nu pot reduce puterea semnalului și nu o pot crește, deoarece femelele în primul caz vor da naștere la mai puțini pui, iar în al doilea caz nu vor răspunde.
Desigur, nici bărbații, nici femeile nu au vreo intenție răutăcioasă sau dorință de a se înrobi unul pe altul. Întregul proces se desfășoară la nivel genetic și vizează numai beneficiul urmașilor unui cuplu individual și bunăstarea speciei în ansamblu.
Rezultatele studiului
Folosind modele matematice, oamenii de știință au evaluat condițiile în care ar putea avea loc cooperarea intersexuală. Caracteristica cantitativă cu valoare medie zf descrie contribuția majoră a unei femele la descendența ei. Inițial, valoarea medie este lăsată să se dezvolte până la valoarea sa optimă zopt, care depinde de două variabile: beneficiul investiției (numărul de urmași supraviețuitori) și costul investiției pentru femele (cf). Ultima variabilă este evaluată după reproducere, ceea ce implică faptul că unele femele supraviețuiesc și pot produce din nou descendenți în anul următor, rezultând o creștere a numărului de generații.
Există mai mulți termeni care vor fi folosiți frecvent pe parcursul acestui studiu și care merită explicați puțin:
- semnale - manifestarea atenţiei din partea bărbaţilor faţă de partenerele de sex feminin (cântat, dans şi alte ritualuri) care au loc în perechi formate;
- contribuţie / investiție - raspunsul femelelor la aceste semnale, manifestat sub forma unui numar mai mare de oua in ponte, mai mult timp pentru ingrijirea urmasilor, etc.;
- respondent - femela care raspunde la semnalele de la mascul;
- cheltuieli — costul contribuției femelelor la descendență (timpul în cuib, timpul de căutare a hranei, starea de sănătate datorită unui număr mai mare/mai mic de ouă în puie etc.).
Semnalele masculine noi și răspunsurile feminine la acestea au fost modelate folosind modificatori dialelici cu un singur loc cu recombinare liberă, combinând astfel abordările cantitative și genetice ale populației. ÎN locus*, care controlează răspunsul femelei (A), inițial se observă o frecvență mare a alelei -răspuns* (A2), corespunzând unei percepții perceptive preexistente
Locus* - localizarea unei anumite gene pe harta genetică a unui cromozom.
Alele* - forme diferite ale aceleiasi gene situate in acelasi loci de cromozomi omologi. Alelele determină calea de dezvoltare a unei anumite trăsături.
Gena de răspuns* (Rsp) este o genă asociată funcțional cu factorul de tulburare de segregare (gena SD), a cărei alelă activă (Rsp+) este capabilă să suprime expresia SD.
Locul semnal (B) este fixat inițial de alela non-semnal (B1). Apoi este introdusă alela B2, care provoacă apariția semnalelor masculine.
Afișarea semnalelor pentru bărbați are și prețul său (sm), dar crește contribuția partenerului (A2) cu valoarea α. De exemplu, α poate fi exprimat ca un ou suplimentar într-un ambreiaj. În același timp, o creștere a contribuției femelei se poate manifesta și sub forma efectelor pozitive pe care le are asupra descendenților ei.
Prin urmare, o pereche în care masculul poartă alela semnal, iar femela poartă alela de răspuns (adică perechile A2B2) are o contribuție suplimentară din partea femelei și, prin urmare, o fecunditate mai mare decât celelalte 3 combinații.
Variante de combinații de bărbați și femele în funcție de raportul dintre semnale și răspunsuri la acestea.
Numărul de urmași care supraviețuiesc pentru a se reproduce în anul următor este afectat de dependenta de densitate* în cadrul puietului și dependența de densitatea puietului după pui.
Dependenta de densitate* Procesele dependente de densitate apar atunci când rata de creștere a unei populații este reglementată de densitatea acelei populații.
Un alt grup de variabile este asociat cu mortalitatea femelelor și masculilor după nașterea puilor. Aceste variabile sunt determinate de contribuția la pui (cm - contribuția bărbaților, cf - contribuția femelelor), costurile semnalelor pentru bărbați (sm) și mortalitatea neselectivă (dm - masculi si df - femele).
Văduvele, văduvii, minorii și orice indivizi anterior singuri se unesc pentru a forma noi perechi și ciclul anual este încheiat. În modelul studiat, accentul se pune pe monogamia genetică, prin urmare toate tipurile de selecție sexuală (adică competiția între indivizi pentru un partener) sunt excluse din calcule.
Relația dintre evoluția semnalelor, respondenți și contribuții.
Modelarea a arătat că se obține un echilibru stabil atunci când bărbații dau semnale și femelele răspund la acestea. La echilibru, toată contribuția la descendență este restabilită la nivelul la care era înainte de apariția semnalelor masculine suplimentare.
Pe diagramă А Cele de mai sus prezintă un exemplu de dinamică evolutivă în care contribuția feminină la descendent revine la nivelul optim, care este rezultatul evoluției trăsăturii cantitative a contribuției (linia verde punctată este contribuția reală, iar linia verde continuă este contribuția care nu a fost realizată din cauza lipsei de răspuns feminin la semnalele suplimentare masculine). Pe diagramă В Un exemplu alternativ este prezentat atunci când conflictul între sexe duce la pierderea unui respondent.
Și pe grafic С Sunt identificați doi parametri care influențează acest rezultat: o creștere a contribuției cauzată de semnale suplimentare (α), și costul femeilor pentru această investiție (cf). În zona roșie a graficului, semnalele nu cresc niciodată, deoarece costul lor va depăși beneficiul. În zonele galbene și negre, frecvența semnalelor crește, ceea ce duce la o creștere a investițiilor costisitoare din partea femeilor. În zona galbenă, răspunsul la aceasta are loc prin reducerea trăsăturii investiționale cantitative, ceea ce duce la fixarea permanentă a alelelor atât ale semnalelor, cât și ale respondenților. În regiunea neagră, unde femelele care răspund au investiții mai induse, alela care răspunde este rapid pierdută, urmată de semnale, ca în modelele tradiționale de conflict intersexual (graficul). В).
Limita verticală dintre regiunile roșii și galbene reprezintă punctul în care masculii câștigă investiții suplimentare în descendenți datorită echilibrării costurilor de semnalizare a femelelor. Limita orizontală care separă zonele galbene și negre de cele roșii apare într-un mod similar, dar dintr-un motiv mai puțin evident. Când costurile de investiții ale femeilor (cf) sunt scăzute, atunci valoarea optimă a contribuției (zopt) va fi relativ mare și, prin urmare, contribuția feminină va fi semnificativ mai mare în condițiile inițiale. Consecința acestui lucru este că semnalele oferă bărbatului un beneficiu proporțional mai mic din investiția pe care o provoacă, care este din nou compensată de costurile sale.
Spațiul parametrilor, în care semnalele și răspunsurile sunt fixate (galben), variază în funcție de puterea selecției și de varianța genetică a alelei respondentului. De exemplu, când frecvența alelelor inițiale a unui respondent este de 0.9 în loc de 0.99 prezentată în imaginea #2, introducerea semnalelor are ca rezultat o selecție mai eficientă a respondenților (varianța genetică inițială este mai mare) și regiunea neagră se extinde spre stânga.
Semnalele masculilor pot apărea chiar dacă vin cu un cost care reduce contribuția masculului la puietul actual (parametrizat). sfec), afectând astfel direct fitness* atât bărbați, cât și femei, mai degrabă decât să reducă probabilitatea de supraviețuire a bărbatului.
Fitness* - capacitatea de a reproduce indivizi cu un anumit genotip.
Relația dintre costurile de fecunditate și semnale (stânga) și relația dintre costurile de viabilitate și semnale.
În ceea ce privește fertilitatea, atunci când semnalele masculine sunt fixe (zona galbenă), toți masculii investesc mai puțin în urmași decât înainte de semnalizare. În acest caz, contribuția femelelor va fi mai mare decât era înainte de apariția semnalelor masculine.
Investiția mai mare a femeilor, atunci când costurile bărbaților sunt reglementate de fecunditate (mai degrabă decât de viabilitate), crește numărul mediu de descendenți pe pereche, dar nu compensează pe deplin. De-a lungul timpului, o contribuție mai mare a femeilor crește numărul mediu de descendenți care ajung la copil, dar scade viabilitatea medie a femeilor. Aceasta duce la formarea unui nou echilibru între aceste două forțe, unde numărul mediu de descendenți este mai mic decât în cazul viabilității normale sau în condițiile inițiale (înainte de manifestarea semnalelor).
Din punct de vedere matematic, arată astfel: dacă semnalele bărbaților cresc fertilitatea cu 1% (dar nu cresc viabilitatea), atunci costurile femelelor pentru descendenți cresc cu 1.3%, dar în același timp și mortalitatea acestora crește cu 0.5. %, iar numărul de descendenți pe pereche scade cu 0.16%.
Dacă valoarea medie a contribuției feminine este inițial mai mică decât nivelul optim (de exemplu, din cauza influențelor mediului), atunci când se manifestă semnale care stimulează creșterea costurilor, apare un sistem echilibrat, i.e. cooperare intergen. Într-o astfel de situație, semnalele masculine nu numai că măresc contribuția femelelor la descendenți, ci și fitness-ul acestora.
Un astfel de comportament al masculilor și femelelor apare cel mai adesea din cauza schimbărilor externe (climat, habitat, cantitatea de hrană disponibilă etc.). Având în vedere acest lucru, oamenii de știință sugerează că formarea monogamiei la unele specii moderne, în timp ce strămoșii lor erau poligami, se datorează migrației și, în consecință, unei schimbări a mediului.
Pentru o cunoaștere mai detaliată a nuanțelor studiului, vă recomand să vă uitați la и către el.
Epilog
Acest studiu a demonstrat relația dintre poligamie și monogamie dintr-o perspectivă evolutivă. În regatul păsărilor, masculii au încercat întotdeauna să se depășească unii pe alții pentru a atrage atenția unei femele: cu penaj strălucitor, un dans frumos sau chiar o demonstrație a abilităților lor de construcție. Acest comportament se datorează competiției dintre masculi, care este cel mai adesea caracteristică speciilor poligame. Din perspectiva femelelor, toate aceste semnale fac posibilă evaluarea calităților masculului pe care le vor moșteni descendenții lor comuni. Cu toate acestea, de-a lungul timpului, bărbații au început să evolueze în așa fel încât semnalele lor să fie mai strălucitoare decât cele ale concurenților lor. Femelele, la rândul lor, au evoluat pentru a rezista unor asemenea semnale. La urma urmei, trebuie să existe întotdeauna un echilibru. Dacă costurile femelelor pentru pui sunt disproporționate față de beneficii, atunci nu are rost să creștem costurile. Este mai bine să depuneți o pușcă de 3 ouă și să supraviețuiți procesului de incubare și creștere a urmașilor decât să depuneți cinci și să muriți încercând să le protejați.
Un astfel de conflict de interese intersexuale ar putea duce la o scădere catastrofală a populației, dar evoluția a luat o cale mai sensibilă - pe calea cooperării. În perechile monogame, masculii continuă să se exprime în toată gloria lor, iar femelele răspund la aceasta cu o contribuție optimă la urmași.
Este curios că lumea animalelor sălbatice nu este împovărată cu principii morale, legi și norme, iar toate acțiunile sunt determinate de evoluție, genetică și setea de procreare.
Poate că pentru romantici o astfel de explicație științifică a iubirii înaripate va părea prea prozaică, dar oamenii de știință cred altfel. Până la urmă, ce poate fi mai frumos decât să evoluezi în așa fel încât să existe un echilibru și un adevărat parteneriat între femeie și bărbat, ținând cont de interesele ambelor părți și vizând beneficiul generațiilor viitoare.
Vineri off-top:
Chiar dacă aceste păsări nu au cel mai frumos nume (Grebes), dansul lor reuniune este pur și simplu frumos.
Off-top 2.0:
Păsările paradisului sunt un prim exemplu (literal) al varietății de semnale pe care masculii le trimit femelelor în timpul sezonului de cuibărit (BBC Earth, voce off de David Attenborough).
Mulțumesc pentru citit, rămâneți curioși și să aveți un weekend minunat băieți! 🙂
Vă mulțumim că ați rămas cu noi. Vă plac articolele noastre? Vrei să vezi mai mult conținut interesant? Susține-ne plasând o comandă sau recomandând prietenilor, Reducere de 30% pentru utilizatorii Habr la un analog unic de servere entry-level, care a fost inventat de noi pentru tine: (disponibil cu RAID1 și RAID10, până la 24 de nuclee și până la 40 GB DDR4).
Dell R730xd de 2 ori mai ieftin? Numai aici in Olanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - de la 99 USD! Citește despre
Sursa: www.habr.com