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.
Runde 1 – Versteckter Qualitätsfaktor
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Um die erste Simulation zu starten, nehmen Sie den Clip-On-ID-Halter, der Ihnen zufällig zugewiesen wurde, und stellen Sie sicher, dass er vier Gameten enthält, wenn Ihnen weiblich zugewiesen wird, oder sechzehn Gameten, wenn Sie männlich sind. Männchen sollten außerdem einen Streifen weißes Papier und zwei Büroklammern haben.
Als nächstes sollten Männer den weißen Papierstreifen über ihrem Qualitätsfaktor mit einer Büroklammer abstecken, um ihn zu verbergen, aber den Attraktivitätswert sichtbar halten.
Als nächstes befestigen Sie den ID-Halter und begeben Sie sich zum angegebenen Steckbereich.
Wenn der Dozent "Start" sagt, können Sie die Paarungssimulation starten. Du hast genau zwei Minuten Zeit, um so viele Nachkommen wie möglich zu produzieren. Männchen können ihr Sperma frei an Weibchen abgeben, und Weibchen können sich dafür entscheiden, dieses Sperma sofort zu verwenden, danach gehen sie zum Befruchtungsbereich und kleben es an eine ihrer Eizellen, oder sie können sich dafür entscheiden, zu warten, bis sie andere Spermien erhalten, um dies zu tun.
Sobald die Gameten im Befruchtungsbereich abgelegt wurden, können die Weibchen die Paarung fortsetzen.
Nach Ablauf der zwei Minuten müssen alle Paarungen gestoppt werden und alle Gameten, die sich zu diesem Zeitpunkt nicht im Befruchtungsbereich befinden, werden nicht gezählt.
Der Ausbilder sollte nun alle Verpaarungen zählen und die Anzahl der Individuen notieren, die jeden Nachwuchs hervorgebracht haben.
Suchen Sie nun alle Gameten, die mit Ihrem ID-Halter geliefert wurden, und verpacken Sie sie für die nächste Runde neu.
Runde 2 – Versteckter Attraktivitätswert
Für die zweite Runde besorgen Sie sich einen neuen, zufällig zugewiesenen ID-Halter und stellen Sie erneut sicher, dass er die richtige Anzahl von Gameten enthält.
Als nächstes sollten Männer die Büroklammer und den weißen Papierstreifen verwenden, um ihren Attraktivitätswert zu verbergen (anstelle des Qualitätsfaktors, der in der ersten Runde behandelt wurde).
Notieren Sie die ID-Nummer Ihres Clips in Tabelle zwei unter Runde zwei. Hinweis: Der Prozess der Stecksimulation für die zweite Runde ist derselbe wie für die erste Runde.
Begeben Sie sich in den vorgesehenen Steckbereich und mit dem Ausbilder, um den Beginn der Runde zu signalisieren. Wie bisher können Männchen ihr Sperma frei abgeben, während Weibchen sich entscheiden, es jetzt zu verwenden oder auf andere Spermien zu warten. Wenn ein Weibchen sich entscheidet, eine Eizelle zu befruchten, geht es zum Befruchtungsbereich und klammert die Gameten zusammen.
Fahren Sie zwei Minuten lang mit der Simulation fort, und auf das Signal des Instruktors sollten alle Paarungsaktivitäten aufhören.
Der Dozent sollte nun alle Verpaarungen aus dieser zweiten Runde zusammenzählen.
Suchen Sie nun die Gameten und geben Sie sie an Ihren ID-Halter zurück, und geben Sie den Halter dann an den Dozenten zurück.
Runde 3 – Sichtbare Qualitäts- und Attraktivitätswerte
Für die dritte Simulation sollten Sie sich erneut einen neuen Clip-On-ID-Halter besorgen und überprüfen, ob er die entsprechende Anzahl an Gameten enthält. Notieren Sie die ID-Nummer Ihres Clips in Tabelle zwei.
Lassen Sie in dieser Runde sowohl die Attraktivitäts- als auch die Qualitätsbewertungen für männliche IDs sichtbar. Hinweis: Der Prozess der Paarungssimulation für die dritte Runde ist derselbe wie in den beiden vorherigen Runden.
Begeben Sie sich in den Gegenbereich und warten Sie, bis das Signal die Simulation startet.
Sobald der Instruktor den Timer startet und das Signal gibt, beginnen Sie mit der Paarung. Wie bisher dürfen Männchen ihr Sperma frei an Weibchen abgeben und Weibchen können das Sperma sofort verwenden oder auf andere Spermien warten. Auch hier gilt: Befruchtete Eizellen zählen nur, wenn sie in den Befruchtungsbereich gelegt werden.
Nach Ablauf des Zeitlimits von zwei Minuten sollte der Dozent alle Paarungen zählen.
Suchen Sie nun die Gameten und geben Sie sie an Ihren ID-Halter zurück, und geben Sie den Halter dann an den Dozenten zurück.
Runde 4 – Erhöhte männliche elterliche Fürsorge
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Auch in der Finalrunde lassen die Männchen ihre Attraktivität und Qualitätswerte sichtbar.
Besorgen Sie sich einen ID-Halter und stellen Sie sicher, dass er die entsprechende Anzahl von Gameten enthält.
Befestigen Sie den ID-Halter und begeben Sie sich in den Gegenbereich. Hinweis: Wie bisher können Männchen ihr Sperma frei an Weibchen abgeben. Sobald sich ein Weibchen jedoch in dieser Runde mit einem Männchen paart, gehen sowohl das Männchen als auch das Weibchen zum Befruchtungsbereich, um ihre Keimzellen miteinander zu verbinden. Nachdem die Gameten mit Büroklammern auf den Tisch gelegt wurden, können sowohl männliche als auch weibliche Schauspieler in den Paarungsbereich zurückkehren.
Der Dozent sollte den Start der Runde signalisieren und den Timer starten – an dieser Stelle können die Teilnehmer mit der Simulation beginnen.
Sobald das Zeitlimit von zwei Minuten abgelaufen ist, müssen alle Paarungen gestoppt werden.
Der Instruktor sollte alle Paarungsereignisse zählen.
Suchen Sie die Gameten und geben Sie sie an Ihren ID-Halter zurück. Geben Sie Ihren Ausweishalter dem Instruktor und benachrichtigen Sie ihn, wenn Gameten oder Vorräte fehlen.
Ergebnisse
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Um die während der Paarungsaktivitäten generierten Daten zu analysieren, teilen Sie sich zunächst in Vierergruppen auf.
Sammeln Sie die Klassendaten vom Ausbilder für EINE der vier Paarungsrunden. Hinweis: Bei dieser Aktivität gab es mehrere Arten von Frauen und Männern, die sich durch unterschiedliche Buchstaben unterschieden. Diese Buchstabentypen entsprechen bestimmten Kombinationen von Qualitäts- und Attraktivitätsbewertungen. In den zusammengestellten Daten wurde die durchschnittliche Anzahl der Verpaarungen und des Fortpflanzungserfolgs bereits vom Ausbilder für Sie nach Buchstabenart sortiert.
Verwenden Sie diese Daten, um vier Diagramme für die Runde zu generieren, die Ihnen zugewiesen wurde. Zuerst werden zwei Diagramme für die durchschnittliche Anzahl der Paarungen mit dem weiblichen und männlichen Typ gezeichnet.
Zeichnen Sie dann den Fortpflanzungserfolg für Männchen und Weibchen gegen den männlichen oder weiblichen Typ auf, was insgesamt vier Diagramme ergibt.
Sobald diese Diagramme abgeschlossen sind, sollte jede Gruppe ihre Daten der Klasse präsentieren und sicherstellen, dass sie die ursprüngliche Hypothese für die zugewiesene Runde angeben und ob die Hypothese aufrechterhalten wurde oder nicht.
Nachdem jede Gruppe präsentiert hat, besprechen Sie gemeinsam die Gesamtergebnisse der vier Runden.
Beachten Sie die Auswirkungen, die das Ausblenden der Qualitätsbewertung auf die Gesamtqualität der ausgewählten Verknüpfungen hatte.
Beachten Sie, wie sich das Ausblenden oder Aufdecken des Attraktivitätswerts auf die Ergebnisse ausgewirkt hat.
Diskutieren Sie den Effekt der Investition männlicher Eltern auf die Anzahl und Gesamtqualität von Paarungspaaren.
