성 선택과 짝 선택

메이트 선택

진화적 적합성은 주로 유기체가 생존하고 성공적으로 자손을 생산할 수 있는 능력에 의해 결정된다. 이 과정에서 중요한 것은 성 선택(sexual selection)인데, 이는 짝짓기 쌍의 결정에 큰 역할을 하며, 따라서 어떤 유전자가 다음 세대로 전달되는지에 대한 결정이다. 종종, 한 개체군 내에서 짝을 위한 치열한 경쟁은 구애 및 교미와 관련된 특성에 선택적 압력을 가합니다. 이러한 압력에서 비롯된 자연선택은 성선택(sexual selection)이라고 불린다. 성적으로 선택된 특성에는 짝을 유인하기 위한 유일한 목적으로 장식이나 착색과 같은 특성이 포함됩니다. 이러한 특성은 또한 성적 이형성(sexual dimorphism)이라고 하는 종 내에서 수컷과 암컷의 구별을 강화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이형성(Dimorphism) 및 기타 성적으로 선택된 형질은 한 종의 개체가 잠재적인 짝의 적합성을 결정하고 적절한 번식 파트너를 선택하는 데 도움이 됩니다. 이러한 유형의 선택은 곤충에서 인간 및 기타 수많은 종에 이르기까지 대부분의 종에서 발생합니다.

Inter- and Intra-sexual 선택

성 선택의 두 가지 기본 유형은 간성(intersex) 선택(intersex(intersex))과 성내(intrasex) 선택(내부 성) 선택이다. 간성 선택(intersexual selection)은 한 종의 수컷과 암컷 사이의 상호 작용의 결과로 발생합니다. 한 성별, 일반적으로 남성은 이성을 끌어들이기 위해 특성이나 행동 패턴을 개발하고 나타냅니다. 그러한 특성의 예로는 새의 깃털, 개구리의 짝짓기 울음소리, 물고기의 구애 표시 등이 있습니다. 대조적으로, 성내 선택은 동성 구성원 사이에서 발생합니다. 사슴이나 뿔이 있는 딱정벌레와 마찬가지로 수컷 간의 경쟁은 흔하며, 지배권을 놓고 싸우고 근처의 암컷과 짝짓기를 합니다. 이러한 경우, 성 선택은 동성 개체 간의 경쟁을 촉진하는 형질에 작용합니다. 예를 들어, 뿔 달린 딱정벌레의 "뿔"의 강도와 크기 또는 사슴의 뿔 크기. 간성(intersexual)과 성내선택(intrasexual selection)은 모두 수많은 종에서 유성적으로 선택된 형질의 발달에 영향을 미친다.

신호 적합성 및 조작적 성비(OSR)

성적으로 선택된 형질의 표시는 잠재적인 짝에게 개인적 적합성의 중요한 신호가 될 수 있습니다. 이러한 신호는 종종 에너지 비용이 많이 들기 때문에 개인의 건강, 유전학 및 영양 상태를 나타냅니다. 항상 그런 것은 아니지만 종종 이러한 특성은 수컷이 암컷을 유인하기 위해 표시합니다. 이것은 자손 생산과 양육에 대한 정력적인 투자의 차이에 기인한다. 암컷의 난자는 수컷의 정자보다 더 적은 수로 생산되고 에너지 비용이 더 많이 들기 때문에 암컷은 짝 선택에 더 선택적이다. 짝에 대한 경쟁 수준은 조작적 성비(OSR)로 정량화할 수 있습니다. OSR은 개체군 중 성적으로 성숙한 수컷과 암컷의 비율을 기반으로 하며, 수컷이 더 많은 그룹이나 수컷이 여러 암컷과 짝짓기를 하는 개체군에서 종종 남성 편향됩니다. 그러나 OSR은 부모의 보살핌에 대한 각 성별의 상대적 투자, 짝 유대 과정, 전체 번식률^1-2를 포함한 여러 요인에 의해 왜곡될 수 있습니다.

ORS는 종종 수컷 편향적이기 때문에 한 종의 수컷은 더 강한 성간 및 성내 선택적 압력을 경험하는 경향이 있습니다. 이러한 맥락에서, 자연선택은 암컷을 유인하거나 다른 수컷과 경쟁하기 위해 형질의 발달을 선호했으며, 이러한 형질이 상당한 에너지 또는 체력 비용을 수반할 때에도 마찬가지입니다. 예를 들어, 암컷을 유인하는 특성은 종종 화려하거나 화려하여 포식자가 개체를 더 쉽게 볼 수 있도록 합니다. 이러한 특성은 생성하는 데 상당한 에너지가 필요할 수 있으며 개인의 면역 기능을 감소시킬 수 있습니다. 더욱이, 수컷은 다른 수컷과 경쟁할 때 위험을 무릅쓴다. 수컷 간의 싸움, 짝짓기 춤, 발성 및 전시는 종종 육체적으로 힘들 뿐만 아니라 시끄럽고 화려하며 산만하여 포식자에 대한 인식을 떨어뜨리고 개인에게 부상을 입힐 수 있습니다. 이 때문에 자연선택과 성선택은 종종 충돌하며, 그러한 형질을 반대 방향으로 끌어당기는 것처럼 보인다. 자연선택의 영향은 성적으로 선택된 형질이 너무 사치스러워지는 것을 막아준다. 결과적으로, 짝짓기를 할 수 있을 만큼 충분히 오래 생존할 수 있는 개체의 능력을 현저히 감소시키는 성적으로 관련된 형질이 선택될 것입니다. 자연선택과 성선택 사이의 이러한 균형은 개체군 내의 대부분의 개체가 번식 성공과 생존을 극대화하기 위해 평균 또는 중간 품질의 적합성 및 성적 특성을 나타내도록 합니다.

트레이드 오프: 성 선택 대 자연 선택

그러나 독특한 상황에서는 성적으로 선택된 형질이 생존 압력에 의해 제약되지 않을 수 있습니다. 예를 들어, "낙원의 새"과에 속하는 새에는 자연 포식자가 없는 외딴 지역에 서식하는 다양한 종이 포함됩니다. 그 결과, 수컷은 일반적으로 포식으로 인해 선택되는 사치스러운 색과 짝짓기 표시를 개발했습니다. 그러한 "폭주하는 선택"은 아름답고 매우 장식적인 종을 생산할 수 있습니다. 불행히도 인간의 활동으로 인해 고양이와 같은 새로운 포식자의 도입은 이러한 멸종 위기에 처한 종의 생존을 위협합니다.

성 선택에 대한 이해는 인간을 포함한 동물의 특성, 행동 및 짝 선택을 보는 방식에 영향을 미칩니다³. 성적 선택에는 종종 시각적 단서보다 더 많은 것이 있으며, 많은 종들이 짝을 찾기 위해 냄새나 소리에만 의존합니다. 인간의 경우, 후각의 영향은 Wedekind et al의 실험에서 입증되었는데, 이 실험은 유전적으로 더 다른 수컷의 냄새를 여성이 선호하는 것으로 나타났다⁴. 특히 면역 기능과 관련된 유전적 다양성이 향상되면 자손에게 더 나은 적응력을 제공할 수 있습니다. 이런저런 방식으로, 성선택은 인간과 모든 유형의 유기체가 진화하고, 행동하고, 짝을 선택하고, 번식하는 방식에 영향을 미쳤다.

추가 참고 자료:

1. 베르다데, L. M. (1996). '척추 동물의 사회적 행동에 대한 사냥 압력의 영향.' 브라스 비올 목사 56(1): 1-13.
2. Lifshitz, N. 및 C. C. 세인트 클레어 (2016). "색깔이 있는 장식적 형질은 야생 동물에 대한 오염 노출에 대한 효과적이고 비침습적인 지표가 될 수 있습니다." 보존 Physiol 4 (1) : 암소028.
3. Stanyon, R. 및 F. Bigoni (2014). '성 선택과 인간과 다른 영장류의 행동, 형태학, 신경 해부학 및 유전자의 진화.' Neurosci Biobehav 개정판 46P4 : 579-590.
4. Wedekind, C. 및 S. Furi (1997). '남성과 여성의 체취 선호도 : 특정 MHC 조합을 목표로합니까 아니면 단순히 이형 접합성을 목표로합니까?' Proc Biol Sci 264 (1387) : 1471-1479.

허버트 스펜서(Herbert Spencer)는 1864년에 다윈의 자연선택에 대한 관찰을 설명하기 위해 적자생존(survival of the fittest)이라는 용어를 처음 만들었다. 개체의 적합성을 정량화하는 한 가지 방법은 다음 세대에 기여할 수 있는 자손의 수에 있는 것이므로, 유기체는 더 많은 자손을 생산하여 성공적으로 번식할 수 있음으로써 적합성을 향상시킬 수 있습니다. 생식은 적응의 중요한 요소이며, 유성 생식 유기체는 유전자를 다음 세대에 전달하기 위해 짝짓기를 해야 합니다. 이것은 유성 생식 유기체의 경우 짝을 얻기 위한 경쟁이 체력의 핵심 부분이 된다는 것을 의미합니다.

짝을 찾아야 한다는 이러한 압력은 짝짓기 및 구애와 관련된 특성에 따라 작용하는 일종의 선택인 성 선택(sexual selection)으로 알려진 현상으로 이어집니다. 일반적으로 성 선택은 생식에 가장 적은 양의 에너지를 투자하는 성에게 더 강렬합니다. 정자를 생산하는 데 에너지가 저렴하기 때문에 일반적으로 수컷은 성 선택 압력의 직격탄을 맞는다. 반대로, 난자는 생산하고 잉태하는 데 에너지 비용이 많이 듭니다. 이것은 암컷이 짝을 선택할 때 더 선택적일 것으로 예상되고 수컷은 암컷을 유인하는 데 상당한 자원을 투자해야 함을 의미합니다. 이 관찰은 조작적 성비(operational sex ratio) 또는 OSR(성적으로 성숙한 수컷과 가임기 암컷의 비율)과 관련이 있습니다. OSR은 생식 수명이 길기 때문에 남성 편향적인 경우가 많습니다.

수컷이 직면하는 종종 강렬한 성적 선택 압력으로 인해 많은 동물 종은 수컷과 암컷을 구별하는 사치스러운 장식을 나타냅니다. 같은 종의 수컷과 암컷이 표현형적으로 다르게 보일 때, 우리는 이것을 성적 이형성이라고 부릅니다. 그러나 성 선택은 수컷의 장식에만 국한되지 않는다. 성 선택에는 간성(intersexual)과 성내(intrasexual)의 두 가지 유형이 있습니다. 간성 선택(intersexual selection)에서, 한 성(內), 일반적으로 수컷은 이성을 끌어들이고 짝짓기를 목표로 하는 특정 특성이나 행동을 보일 것입니다. 반면에, 성내 선택(intrasexual selection)은 동성의 구성원들 사이에서 일어난다. 예를 들어, 수컷 바다사자는 암컷의 번식지보다 우위를 놓고 경쟁합니다. 여기서 성내 선택은 바다 사자의 생리학에 작용하여 암컷 그룹을 위해 다른 수컷과 경쟁 할 수있을만큼 충분히 큽니다. 그러나 생생한 색상과 더 큰 크기와 같은 속성에는 비용이 듭니다. 포식자에 대한 가시성이 증가하거나 안드로겐의 과잉 생산으로 인한 면역력 감소와 같습니다. 이것은 자연선택과 성선택이 종종 서로 상충하여 형질을 반대 방향으로 끌어당긴다는 것을 의미합니다. 이 때문에 예외적으로 높거나 낮은 품질의 점수를 가진 개인은 드뭅니다. 대신, 평균적인 품질의 개인이 인구의 대다수를 구성할 것으로 예상됩니다.

이 실습에서는 암컷과 수컷이 잠재적 짝의 품질에 대한 다양한 정보를 기반으로 짝을 선택할 수 있는 짝짓기 시나리오의 시뮬레이션을 수행합니다.