Sexuelle Selektion und Partnerwahl

Auswählen von Verknüpfungen

Die evolutionäre Fitness wird weitgehend von der Fähigkeit eines Organismus bestimmt, zu überleben und erfolgreich Nachkommen zu zeugen. Entscheidend für diesen Prozess ist die sexuelle Selektion, die eine große Rolle bei der Bestimmung von Paarungen spielt und somit bei der Weitergabe von Genen an die nächste Generation. Oft übt die intensive Konkurrenz um Partner innerhalb einer Population einen Selektionsdruck auf Merkmale aus, die mit der Balz und der Kopulation zusammenhängen. Die natürliche Selektion, die sich aus diesem Druck ergibt, wird als sexuelle Selektion bezeichnet. Zu den sexuell selektierten Merkmalen gehören Merkmale wie Verzierungen oder Färbungen, die ausschließlich dazu dienen, Partner anzulocken. Diese Merkmale können auch dazu dienen, die Unterscheidung zwischen Männchen und Weibchen innerhalb einer Spezies zu verbessern, was als Sexualdimorphismus bezeichnet wird. Dimorphismus und andere sexuell selektierte Merkmale helfen Individuen einer Art, die Fitness potenzieller Partner zu bestimmen und einen geeigneten Zuchtpartner auszuwählen. Diese Art der Selektion tritt bei den meisten Arten auf, von Insekten bis hin zu Menschen und unzähligen anderen.

Inter- und intrasexuelle Selektion

Die beiden Grundtypen der sexuellen Selektion sind die intersexuelle (zwischengeschlechtliche) und die intrasexuelle (innergeschlechtliche) Selektion. Intersexuelle Selektion erfolgt als Ergebnis von Interaktionen zwischen Männchen und Weibchen einer Art. Ein Geschlecht, typischerweise Männer, entwickelt und zeigt Merkmale oder Verhaltensmuster, um das andere Geschlecht anzuziehen. Beispiele für solche Merkmale sind das Gefieder von Vögeln, die Paarungsrufe von Fröschen und die Balz von Fischen. Im Gegensatz dazu findet die intrasexuelle Selektion zwischen Mitgliedern des gleichen Geschlechts statt. Konkurrenz zwischen Männchen ist üblich, wie bei Rehen oder Hornkäfern, die um die Dominanz und die Fähigkeit kämpfen, sich mit Weibchen in der Nähe zu paaren. In solchen Fällen wirkt die sexuelle Selektion auf Merkmale, die den Wettbewerb zwischen Individuen des gleichen Geschlechts erleichtern. Zum Beispiel die Stärke und Größe des "Horns" bei Hornkäfern oder die Geweihgröße bei Hirschen. Sowohl intersexuelle als auch intrasexuelle Selektion beeinflussen die Entwicklung sexuell selektierter Merkmale bei zahlreichen Arten.

Signalfähigkeit und das operative Geschlechterverhältnis (OSR)

Das Zeigen von sexuell selektierten Merkmalen kann ein wichtiges Signal für die individuelle Fitness potenzieller Partner sein. Solche Signale sind oft energetisch kostspielig und zeigen somit die Gesundheit, die Genetik und den Ernährungszustand eines Individuums an. Oft, wenn auch nicht immer, werden diese Eigenschaften von Männchen gezeigt, um Weibchen anzulocken. Dies ist das Ergebnis des unterschiedlichen energetischen Aufwands für die Produktion und Aufzucht der Nachkommen. Weibliche Eizellen werden in geringerer Anzahl und mit höheren Energiekosten produziert als männliche Spermien, was die Weibchen dazu veranlasst, bei der Partnerwahl selektiver zu sein. Das Ausmaß des Wettbewerbs um Partner kann durch das operative Geschlechterverhältnis (OSR) quantifiziert werden. Der OSR basiert auf dem Verhältnis von geschlechtsreifen Männchen zu Weibchen in einer Population und ist in Gruppen, die mehr Männchen enthalten, oder in Populationen, in denen sich Männchen mit mehreren Weibchen paaren, oft männlich geprägt. Die OSR kann jedoch durch mehrere Faktoren verzerrt werden, darunter die relative Investition jedes Geschlechts in die elterliche Fürsorge, Partnerbindungsprozesse und die Gesamtfortpflanzungsrate^1-2.

Da ORS oft männlich verzerrt ist, neigen Männchen einer Art dazu, einem stärkeren inter- und intrasexuellen Selektionsdruck ausgesetzt zu sein. In diesem Zusammenhang hat die natürliche Selektion die Entwicklung von Merkmalen begünstigt, um Weibchen anzulocken oder mit anderen Männchen zu konkurrieren, selbst wenn diese Merkmale mit einem erheblichen Energie- oder Fitnessaufwand verbunden sind. Merkmale, um Weibchen anzulocken, sind zum Beispiel oft bunt oder auffällig, so dass Individuen von Raubtieren leichter gesehen werden können. Diese Eigenschaften können erhebliche Energie zur Herstellung benötigen und die Immunfunktion bei Individuen verringern. Darüber hinaus setzen sich Männchen selbst einem Risiko aus, wenn sie mit anderen Männchen konkurrieren. Kämpfe zwischen Männchen, Paarungstänze, Lautäußerungen und Zurschaustellungen sind oft nicht nur körperlich anstrengend, sondern können auch laut, auffällig und ablenkend sein, wodurch das Bewusstsein für Raubtiere verringert und möglicherweise Individuen verletzt werden. Aus diesem Grund stehen die natürliche Selektion und die sexuelle Selektion oft im Konflikt und ziehen solche Eigenschaften scheinbar in entgegengesetzte Richtungen. Der Einfluss der natürlichen Selektion verhindert, dass sexuell selektierte Merkmale zu extravagant werden. Infolgedessen werden sexuell assoziierte Merkmale, die die Fähigkeit eines Individuums, lange genug zu überleben, um sich zu paaren, erheblich reduzieren, selektiert. Dieses Gleichgewicht zwischen natürlicher und sexueller Selektion führt dazu, dass die meisten Individuen innerhalb einer Population Fitness und sexuelle Merkmale von mittlerer oder mittlerer Qualität aufweisen, um den Fortpflanzungserfolg und das Überleben zu maximieren.

Kompromiss: Sexuelle Selektion versus natürliche Selektion

Unter besonderen Umständen dürfen sexuell selektierte Merkmale jedoch nicht durch Überlebensdruck eingeschränkt werden. Zu den Vögeln der "Paradiesvögel" gehören beispielsweise eine Vielzahl von Arten, die in abgelegenen Gebieten ohne natürliche Feinde leben. Infolgedessen haben die Männchen extravagante Färbungen und Paarungszurschaustellungen entwickelt, gegen die sie normalerweise aufgrund von Raubtieren selektiert würden. Eine solche "außer Kontrolle geratene Selektion" kann schöne und reich verzierte Arten hervorbringen. Leider bedroht die Einführung neuer Raubtiere wie Katzen aufgrund menschlicher Aktivitäten das Überleben dieser gefährdeten Arten.

Das Verständnis der sexuellen Selektion beeinflusst die Art und Weise, wie wir die Merkmale, Verhaltensweisen und Partnerwahl von Tieren, einschließlich des Menschen, betrachten³. Bei der sexuellen Selektion geht es oft um mehr als nur visuelle Hinweise, da sich viele Arten ausschließlich auf Geruch oder Geräusche verlassen, um Partner zu finden. Beim Menschen wurde der Einfluss des Geruchs in einem Experiment von Wedekind et al. nachgewiesen, das eine weibliche Präferenz für den Geruch von Männern zeigte, die genetisch unterschiedlicher waren⁴. Eine erhöhte genetische Vielfalt, insbesondere in Bezug auf die Immunfunktion, kann den Nachkommen eine größere Fitness verleihen. Auf diese und andere Weise hat die sexuelle Selektion die Art und Weise beeinflusst, wie sich Menschen und Organismen aller Art entwickeln, verhalten, Partner auswählen und sich fortpflanzen.

Weiterführende Literatur:

1. Verdade, L. M. (1996). "Der Einfluss des Jagddrucks auf das Sozialverhalten von Wirbeltieren." Rev Bras Biol 56(1): 1-13.
2. Lifshitz, N. und C. C. St Clair (2016). "Farbige Ziermerkmale könnten wirksame und nicht-invasive Indikatoren für die Schadstoffbelastung von Wildtieren sein." Conserv Physiol 4(1): Kuh028.
3. Stanyon, R. und F. Bigoni (2014). "Sexuelle Selektion und die Evolution von Verhalten, Morphologie, Neuroanatomie und Genen bei Menschen und anderen Primaten." Neurosci Biobehav Rev 46P4: 579-590.
4. Wedekind, C. und S. Furi (1997). "Körpergeruchspräferenzen bei Männern und Frauen: Zielen sie auf bestimmte MHC-Kombinationen ab oder einfach nur auf Heterozygotie?" Proc Biol Sci 264(1387): 1471-1479.

Herbert Spencer prägte den Ausdruck "Survival of the fittest" erstmals 1864, um Darwins Beobachtungen der natürlichen Selektion zu beschreiben. Eine Möglichkeit, die Fitness eines Individuums zu quantifizieren, besteht in der Anzahl der Nachkommen, die es zur nächsten Generation beitragen kann – so kann ein Organismus seine Fitness verbessern, indem er mehr Nachkommen produziert, die dann in der Lage sind, sich erfolgreich fortzupflanzen. Fortpflanzung ist ein entscheidendes Element der Fitness, und sich sexuell fortpflanzende Organismen müssen sich paaren, um ihre Gene an die nächste Generation weiterzugeben. Das bedeutet, dass für sich sexuell fortpflanzende Organismen der Wettbewerb um Partner zu einem wichtigen Bestandteil der Fitness wird.

Dieser Druck, einen Partner zu finden, führt zu einem Phänomen, das als sexuelle Selektion bekannt ist - eine Art der Selektion, die auf Eigenschaften einwirkt, die mit Paarung und Balz verbunden sind. Typischerweise ist die sexuelle Selektion bei dem Geschlecht intensiver, das am wenigsten Energie in die Fortpflanzung investiert. Da die Herstellung von Spermien energetisch kostengünstig ist, tragen Männer in der Regel die Hauptlast des sexuellen Selektionsdrucks. Umgekehrt sind Eier energieintensiv in der Herstellung und anschließenden Trächtigkeit. Das bedeutet, dass von den Weibchen erwartet wird, dass sie bei der Partnerwahl wählerischer sind, und dass die Männchen erhebliche Ressourcen investieren müssen, um Weibchen anzulocken. Diese Beobachtung hängt mit dem operativen Geschlechterverhältnis (OSR) zusammen - dem Verhältnis von geschlechtsreifen Männchen zu fruchtbaren Weibchen. Oft ist die OSR aufgrund ihrer längeren reproduktiven Lebensdauer männlich geprägt.

Aufgrund des oft intensiven sexuellen Selektionsdrucks, dem Männchen ausgesetzt sind, weisen viele Tierarten extravagante Verzierungen auf, die Männchen von Weibchen unterscheiden. Wenn Männchen und Weibchen derselben Art phänotypisch unterschiedlich erscheinen, nennen wir dies Sexualdimorphismus. Sexuelle Selektion ist jedoch nicht nur auf männliche Verzierungen beschränkt. Es gibt zwei Arten der sexuellen Selektion, intersexuell und intrasexuell. Bei der intersexuellen Selektion zeigt ein Geschlecht, typischerweise die Männchen, ein bestimmtes Merkmal oder Verhalten mit dem Ziel, das andere Geschlecht anzulocken und sich mit ihm zu paaren. Intrasexuelle Selektion hingegen findet zwischen Mitgliedern des gleichen Geschlechts statt. Zum Beispiel konkurrieren männliche Seelöwen um die Vorherrschaft über die Kolonien der Weibchen. Hier wirkt die intrasexuelle Selektion auf die Physiologie des Seelöwen, um ihn groß genug zu machen, um mit anderen Männchen um eine Gruppe von Weibchen zu konkurrieren. Aber mit Attributen wie leuchtenden Farben und größerer Größe kommen Kosten. Wie eine erhöhte Sichtbarkeit für Raubtiere oder eine verminderte Immunität aufgrund der Überproduktion von Androgenen. Das bedeutet, dass natürliche Selektion und sexuelle Selektion oft im Widerspruch zueinander stehen und Merkmale in entgegengesetzte Richtungen ziehen. Aus diesem Grund sind Personen mit außergewöhnlich hohen oder niedrigen Qualitätsbewertungen selten. Stattdessen wird erwartet, dass Individuen von durchschnittlicher Qualität die Mehrheit einer Bevölkerung ausmachen.

In diesem Lab führen Sie Simulationen von Paarungsszenarien durch, in denen Weibchen und Männchen ihre Partner auf der Grundlage unterschiedlicher Informationen über die Qualität ihres potenziellen Partners auswählen können.