Dobór płciowy i wybór partnera

Wybieranie wiązań

Dopasowanie ewolucyjne jest w dużej mierze zdeterminowane przez zdolność organizmu do przetrwania i pomyślnego wydania na świat potomstwa. Kluczowe znaczenie dla tego procesu ma dobór płciowy, który odgrywa dużą rolę w określaniu par godowych, a tym samym, które geny są przekazywane następnemu pokoleniu. Często intensywna rywalizacja o partnerów w populacji wywiera selektywną presję na cechy związane z zalotami i kopulacją. Dobór naturalny, który wynika z tych nacisków, nazywa się doborem płciowym. Cechy wybrane płciowo obejmują takie cechy, jak ornamentyka lub ubarwienie, których jedynym celem jest przyciągnięcie partnerów. Cechy te mogą również służyć do wzmocnienia rozróżnienia między samcami i samicami w obrębie gatunku, co nazywa się dymorfizmem płciowym. Dymorfizm i inne cechy selekcjonowane płciowo pomagają osobnikom danego gatunku określić przydatność potencjalnych partnerów i wybrać odpowiedniego partnera do rozrodu. Ten rodzaj selekcji występuje u większości gatunków, od owadów po ludzi i niezliczone inne.

Dobór między- i wewnątrzpłciowy

Dwa podstawowe typy doboru płciowego to dobór interseksualny (międzypłciowy) i intraseksualny (wewnątrzpłciowy). Dobór międzypłciowy zachodzi w wyniku interakcji między samcami i samicami danego gatunku. Jedna płeć, zazwyczaj mężczyźni, rozwija się i wykazuje cechy lub wzorce zachowań, aby przyciągnąć płeć przeciwną. Przykładami takich cech są upierzenie ptaków, odgłosy godowe żab i pokazy zalotów u ryb. Natomiast dobór wewnątrzpłciowy zachodzi między przedstawicielami tej samej płci. Konkurencja między samcami jest powszechna, jak w przypadku jeleni lub chrząszczy rogatych, które walczą o dominację i zdolność do kojarzenia się z pobliskimi samicami. W takich przypadkach dobór płciowy oddziałuje na cechy, które ułatwiają rywalizację między osobnikami tej samej płci. Dla przykładu, siła i wielkość "rogu" chrząszczy rogatych lub wielkość poroża u jelenia. Zarówno dobór interseksualny, jak i wewnątrzpłciowy wpływa na rozwój cech selekcji płciowej u wielu gatunków.

Sygnalizacja sprawności i operacyjnego stosunku płci (OSR)

Przejawianie cech wybranych płciowo może być ważnymi sygnałami indywidualnej sprawności dla potencjalnych partnerów. Takie sygnały są często kosztowne energetycznie, a tym samym wskazują na stan zdrowia, genetykę i stan odżywienia danej osoby. Często, choć nie zawsze, cechy te są wykazywane przez samce, aby przyciągnąć samice. Wynika to z różnicy w inwestycjach energetycznych w produkcję i odchów potomstwa. Żeńskie jaja są produkowane w mniejszej liczbie i przy wyższym koszcie energetycznym niż męskie plemniki, co skłania samice do bardziej selektywnego wyboru partnera. Poziom konkurencji o partnerów można określić ilościowo za pomocą operacyjnego stosunku płci (OSR). OSR opiera się na stosunku dojrzałych płciowo samców do samic w populacji i często jest stronniczy wobec mężczyzn w grupach zawierających więcej samców lub w populacjach, w których samce kojarzą się z wieloma samicami. Jednak OSR może być zniekształcony przez kilka czynników, w tym względne inwestowanie każdej płci w opiekę rodzicielską, procesy tworzenia więzi partnerskich i ogólny wskaźnik reprodukcji^1-2.

Ponieważ ORS jest często skrzywiony przez samców, samce danego gatunku mają tendencję do doświadczania silniejszej między- i wewnątrzpłciowej presji selekcyjnej. W tym kontekście, dobór naturalny faworyzuje rozwój cech przyciągających samice lub rywalizujących z innymi samcami, nawet jeśli cechy te wiążą się ze znacznymi kosztami energetycznymi lub dostosowawczymi. Na przykład cechy, które przyciągają samice, są często kolorowe lub krzykliwe, dzięki czemu osobniki są łatwiej dostrzegane przez drapieżniki. Cechy te mogą wymagać znacznej ilości energii do wytworzenia i mogą zmniejszać funkcję immunologiczną u osób. Co więcej, samce narażają się na ryzyko, gdy rywalizują z innymi samcami. Bitwy między samcami, tańce godowe, wokalizacje i pokazy są często nie tylko wymagające fizycznie, ale mogą być również głośne, krzykliwe i rozpraszające, zmniejszając świadomość drapieżników i potencjalnie raniąc osobniki. Z tego powodu dobór naturalny i dobór płciowy są często w konflikcie, pozornie ciągnąc te cechy w przeciwnych kierunkach. Wpływ doboru naturalnego sprawia, że cechy wybrane płciowo nie stają się zbyt ekstrawaganckie. W rezultacie, cechy związane z płcią, które znacznie zmniejszają zdolność osobnika do przetrwania wystarczająco długo, aby połączyć się w pary, zostaną wyselekcjonowane. Ta równowaga między doborem naturalnym i płciowym powoduje, że większość osobników w populacji wykazuje przystosowanie i cechy płciowe średniej lub średniej jakości, aby zmaksymalizować sukces reprodukcyjny i przetrwanie.

Kompromis: dobór płciowy kontra dobór naturalny

Jednak w wyjątkowych okolicznościach cechy wybrane płciowo mogą nie być ograniczane przez presję przetrwania. Na przykład ptaki z rodziny "rajskich ptaków" obejmują wiele gatunków, które zajmują odległe obszary pozbawione naturalnych drapieżników. W rezultacie samce rozwinęły ekstrawaganckie ubarwienie i pokazy godowe, które normalnie byłyby selekcjonowane z powodu drapieżnictwa. Taka "niekontrolowana selekcja" może dać piękne i wysoce zdobione gatunki. Niestety, ze względu na działalność człowieka, wprowadzenie nowych drapieżników, takich jak koty, zagraża przetrwaniu tych zagrożonych gatunków.

Zrozumienie doboru płciowego wpływa na sposób, w jaki postrzegamy cechy zwierząt, zachowania i wybór partnera, w tym ludzi³. Dobór płciowy to często coś więcej niż wskazówki wizualne, a wiele gatunków polega wyłącznie na zapachu lub dźwięku, aby znaleźć partnerów. U ludzi wpływ zapachu wykazano w eksperymencie przeprowadzonym przez Wedekinda i wsp., który wykazał preferencję samic do zapachu samców, którzy różnili się genetycznie⁴. Zwiększona różnorodność genetyczna, zwłaszcza w odniesieniu do funkcji odpornościowych, może zapewnić potomstwu większą sprawność. W ten i inne sposób dobór płciowy wpłynął na sposób, w jaki ludzie i organizmy wszystkich typów ewoluują, zachowują się, dobierają partnerów i rozmnażają.

Linki zewnętrzne:

1. Verdade, L. M. (1996). "Wpływ presji łowieckiej na zachowania społeczne kręgowców". Ks. Biustonosze Biol 56(1): 1-13.
2. Lifshitz, N. i C. C. St Clair (2016). "Barwne cechy ozdobne mogą być skutecznymi i nieinwazyjnymi wskaźnikami narażenia dzikich zwierząt na zanieczyszczenia". Conserv Physiol 4(1): krowa028.
3. Stanyon, R. i F. Bigoni (2014). "Dobór płciowy a ewolucja zachowania, morfologii, neuroanatomii i genów u ludzi i innych naczelnych". Neurosci Biobehav Rev 46P4: 579-590.
4. Wedekind, C. i S. Furi (1997). "Preferencje dotyczące zapachu ciała u mężczyzn i kobiet: czy dążą do określonych kombinacji MHC, czy po prostu do heterozygotyczności?" Proc Biol Sci 264(1387): 1471-1479.

Herbert Spencer po raz pierwszy ukuł termin "przetrwanie najlepiej przystosowanych" w 1864 roku, aby opisać obserwacje Darwina dotyczące doboru naturalnego. Jednym ze sposobów ilościowego określenia sprawności osobnika jest liczba potomstwa, które może ona wnieść do następnego pokolenia - dzięki czemu organizm może poprawić swoją przydatność, produkując więcej potomstwa, które jest następnie w stanie z powodzeniem się rozmnażać. Rozmnażanie jest kluczowym elementem przystosowania, a organizmy rozmnażające się płciowo muszą łączyć się w pary, aby przekazać swoje geny następnemu pokoleniu. Oznacza to, że dla organizmów rozmnażających się płciowo rywalizacja o partnerów staje się kluczową częścią sprawności.

Ta presja na znalezienie partnera prowadzi do zjawiska znanego jako dobór płciowy - rodzaj selekcji, który działa na cechy związane z kojarzeniem się i zalotami. Zazwyczaj dobór płciowy jest bardziej intensywny dla płci, która inwestuje najmniej energii w reprodukcję. Ponieważ produkcja plemników jest energetycznie tania, mężczyźni na ogół ponoszą ciężar presji selekcji płciowej. I odwrotnie, jaja są energetycznie drogie w produkcji, a następnie w ciąży. Oznacza to, że oczekuje się, że samice będą bardziej selektywne przy wyborze partnerów, a samce muszą zainwestować znaczne zasoby w przyciąganie samic. Obserwacja ta jest związana z operacyjnym stosunkiem płci lub OSR - który jest stosunkiem dojrzałych płciowo samców do płodnych samic. Często OSR jest uprzedzony do mężczyzn, ze względu na ich dłuższą żywotność reprodukcyjną.

Ze względu na często intensywną presję selekcji płciowej, z jaką borykają się samce, wiele gatunków zwierząt wykazuje ekstrawaganckie ornamentyki, które odróżniają samce od samic. Kiedy samce i samice tego samego gatunku wydają się fenotypowo różne, nazywamy to dymorfizmem płciowym. Dobór płciowy nie ogranicza się jednak tylko do męskiej ornamentyki. Istnieją dwa rodzaje doboru płciowego, interseksualny i intraseksualny. W doborze międzypłciowym jedna płeć, zazwyczaj samce, będzie wykazywać pewną cechę lub zachowanie w celu przyciągnięcia i kojarzenia się z płcią przeciwną. Z drugiej strony dobór wewnątrzpłciowy zachodzi między przedstawicielami tej samej płci. Na przykład samce lwów morskich rywalizują o dominację nad żółtodziobami samic. Tutaj dobór wewnątrzpłciowy działa na fizjologię lwa morskiego, aby uczynić go wystarczająco dużym, aby konkurować z innymi samcami o grupę samic. Ale z atrybutami, takimi jak żywe kolory i większy rozmiar, wiążą się koszty. Na przykład zwiększona widoczność dla drapieżników lub zmniejszona odporność z powodu nadprodukcji androgenów. Oznacza to, że dobór naturalny i dobór płciowy często są ze sobą sprzeczne, ciągnąc cechy w przeciwnych kierunkach. Z tego powodu osoby z wyjątkowo wysokimi lub niskimi wynikami jakości są rzadkie. Zamiast tego oczekuje się, że osobniki średniej jakości będą stanowić większość populacji.

W tym laboratorium przeprowadzisz symulacje scenariuszy godowych, w których samice i samce mogą wybierać swoich partnerów na podstawie różnych ilości informacji na temat jakości ich potencjalnego partnera.