stringtranslate.com

Гипотеза сексуального сына

Европейская мухоловка-пеструшка
Рональд Фишер в 1912 году

Гипотеза сексуального сына в эволюционной биологии и половом отборе , предложенная Патриком Дж. Уэзерхедом и Рэли Дж. Робертсоном из Университета Квинс в Кингстоне, Онтарио , в 1979 году [1], утверждает, что идеальный выбор самкой среди потенциальных партнеров — это тот, чьи гены произведут самцов с наилучшими шансами на репродуктивный успех . Это подразумевает, что другие преимущества, которые отец может предложить матери или потомству, менее важны, чем могут показаться, включая его способность как родительского опекуна, территорию и любые брачные подарки . Принцип Фишера означает, что соотношение полов (за исключением некоторых эусоциальных насекомых ) всегда близко к 1:1 между самцами и самками, однако самое важное — это будущие успехи ее «сексуальных сыновей» в размножении, более вероятные, если у них будет беспорядочный отец, в создании большого количества потомков, несущих копии ее генов. [2] [ необходимо разъяснение ] Эта гипотеза полового отбора была исследована на таких видах, как европейская мухоловка-пеструшка . [1]

Контекст

Широко признано, что предпочтения самок при выборе партнера ответственны за быструю и дивергентную эволюцию вторичных половых признаков у самцов . [3] В 1915 году Рональд Фишер писал: [4]

При условии, что в то время как этот вкус и предпочтение преобладают среди самок вида, самцы будут отращивать все более и более сложные и красивые хвостовые перья, необходимо ответить на вопрос: «Почему у самок такой вкус? Какая польза для вида, что они выбирают это, казалось бы, бесполезное украшение?» Первый шаг к решению заключается в том, что успех животного в борьбе за существование измеряется не только количеством потомства, которое оно производит и выращивает, но и вероятным успехом этого потомства. Так что при выборе партнера из ряда различных конкурентов важно выбрать того, который с наибольшей вероятностью произведет успешных детей. [4]

В 1976 году, до статьи Уэзерхеда и Робертсона, [1] Ричард Докинз написал в своей книге «Эгоистичный ген» :

В обществе, где мужчины конкурируют друг с другом за то, чтобы быть выбранными женщинами в качестве настоящих мужчин, одно из лучших дел, которое мать может сделать для своих генов, — это произвести на свет сына, который в свою очередь станет привлекательным настоящим мужчиной. Если она сможет гарантировать, что ее сын станет одним из немногих счастливчиков, которые выиграют большинство совокуплений в обществе, когда вырастет, у нее будет огромное количество внуков. Результатом этого является то, что одним из самых желанных качеств, которые может иметь мужчина в глазах женщины, является, попросту говоря, его сексуальная привлекательность. [5]

Принцип Рональда Фишера , изложенный в его книге «Генетическая теория естественного отбора» , является одним из нескольких возможных объяснений весьма разнообразных и часто поразительных украшений животных. [6] [7] [8] Если самки выбирают физически привлекательных самцов, они, как правило, получают физически привлекательных сыновей и, следовательно, больше внуков, потому что другие разборчивые самки предпочтут их привлекательных, сексуальных сыновей. Теория будет работать независимо от того, какую физическую или поведенческую черту выбирает самка, пока она наследуется (то есть черта различается между особями популяции), потому что она обладает чертой, которая делает самцов привлекательными, а не качествами самой черты. После того, как предпочтение установлено, самки, выбирающие самцов со сложными вторичными половыми признаками, будут производить сыновей, которые несут аллели признака, и дочерей, которые несут аллели предпочтения, создавая генетическую связь, которая будет управлять самоусиливающейся коэволюцией как признака, так и предпочтения, из-за преимущества спаривания самцов с признаком, создавая процесс Фишера «беглых сексуальных сыновей». [8] Аналогичные модели были предложены для посткопуляционных предпочтений самок, таких как время, когда самки удаляют ампулу спермы самца после спаривания. Половой отбор по прямым и/или косвенным выгодам, а также половой конфликт определяют эволюцию систем спаривания животных. [9]

В своем первоначальном контексте «гипотеза сексуального сына в узком смысле» Уэзерхеда и Робертсона относится к системам спаривания с заботой со стороны обоих родителей. В этих системах спаривания самки, которые спариваются с полигамным самцом, обычно получают меньше помощи, чем самки, спаривающиеся с моногамным самцом, [10] и, таким образом, страдают от прямых последствий для приспособленности, которые должны быть (по крайней мере) компенсированы успехами размножения их сексуальных сыновей. С другой стороны, «гипотеза сексуального сына в широком смысле» охватывает как полигинию, так и беспорядочные системы спаривания, с заботой и без заботы со стороны обоих родителей. Алатало (1998) [11] утверждает, что издержки любого дополнительного выбора могут быть настолько незначительными, что выбор самки для честной подачи сигналов самцам, то есть хорошие гены, может развиться, даже если косвенные выгоды для качества потомства невелики. Аналогичный аргумент можно привести для гипотезы сексуального сына, если партнеры привлекательных самцов не страдают от прямых последствий для приспособленности. [12]

Сексуальный конфликт

Гвианский скальный петушок

Половой конфликт относится к противоречивым целям разведения самцов и самок. Он описывает расходящиеся интересы самцов и самок в оптимизации их приспособленности. С точки зрения любого партнера, наилучшим результатом было бы, если бы партнер партнера заботился о детенышах, тем самым освобождая его или ее собственные ресурсы (например, время и энергию), которые он/она — но обычно он — может вложить в дальнейший секс, который может создать дополнительное потомство. В полигинных системах спаривания половой конфликт означает оптимизацию репродуктивного успеха самца путем спаривания с несколькими самками, даже если репродуктивный успех полигинно спаренной самки тем самым снижается. [12] Это может быть в случае с гвианскими скалистыми петушками , самцы которых тратят большую часть своего времени и энергии на поддержание своего оперения и попытки найти как можно больше пар. Самки, с другой стороны, тратят свое время на строительство и поддержание своего гнезда, где они будут откладывать яйца и выращивать детенышей.

Теория хороших генов

Теория «хороших генов» предполагает, что самки выбирают самцов, которые, как считается, имеют генетические преимущества, которые повышают качество потомства. Повышенная жизнеспособность потомства компенсирует любой более низкий репродуктивный успех, который является результатом их «разборчивости». Гипотеза хороших генов для полиандрии предполагает, что когда самки встречают лучших самцов, чем их предыдущие партнеры, они повторно спариваются, чтобы оплодотворить свои яйца спермой лучшего самца. [7]

Навозные жуки , выбравшие партнеров с лучшей генетикой, как правило, имеют потомство, которое живет дольше и более способно к размножению, чем те, которые не выбирают партнеров с генетическим качеством. Это говорит о том, что тщательный выбор партнера полезен. [13]

В другом исследовании отмечается, что самки вилорогих антилоп участвуют в очевидном и энергетически затратном процессе отбора самцов для выявления сильных самцов. Хотя каждая самка выбирает независимо, результатом является то, что небольшая часть самцов стада становится отцом большинства молодых особей. Потомство привлекательных самцов с большей вероятностью доживало до отлучения от груди и достигало возраста в 5 лет, по-видимому, из-за более высоких темпов роста. [14] Поскольку у самцов вилорогих антилоп нет дорогостоящих украшений , авторы приходят к выводу, что выбор самками хороших генов может существовать и при отсутствии очевидных сигналов полового отбора, таких как сложные рога.

Гипотеза сексуального сына тесно связана с предположением о хороших генах и процессом отбора Фишера. Как и хорошие гены, гипотеза сексуального сына предполагает существование косвенных генетических преимуществ, которые способны компенсировать любой худший прямой репродуктивный успех (т. е. меньшее количество потомков). Главное различие между хорошими генами и гипотезой сексуального сына заключается в том, что последняя предполагает косвенный эффект из-за привлекательности сыновей, тогда как хорошие гены фокусируются на жизнеспособности как сыновей, так и дочерей. Однако «привлекательность» не имеет узкого определения и может относиться к любой черте, которая увеличивает вероятность того, что самец станет полигинным.

Модели спермы

Успешным считается тот сперматозоид, который сливается с яйцеклеткой.

Модели хорошей спермы предсказывают положительные генетические связи между конкурентоспособностью спермы самца и общей жизнеспособностью его потомства, [7] тогда как модели сексуальной спермы предсказывают, что самки, спаривающиеся несколько раз, производят больше внуков. [15] [16] Как и в случае с прекопуляционными процессами, посткопуляционные модели предсказывают, что черта у самцов, определяющая успешность оплодотворения, станет генетически связанной с механизмом, с помощью которого самки выбирают сперму предпочитаемых самцов. [17]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Weatherhead Patrick J, Robertson Raleigh J (1979). «Качество потомства и порог полигинии: «гипотеза сексуального сына». The American Naturalist . 113 (2): 201–208. doi :10.1086/283379. JSTOR  2460199. S2CID  85283084.
  2. ^ Gwinner, H.; Schwabl (2005). «Доказательства наличия сексуальных сыновей у европейских скворцов (Sturnus vulgaris)». Поведенческая экология и социобиология . 58 (4): 375–382. Bibcode : 2005BEcoS..58..375G. doi : 10.1007/s00265-005-0948-0. S2CID  42804362.
  3. ^ Андерссон, М. (1994). Половой отбор . Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press .
  4. ^ ab Фишер, Рональд А. (1915). «Эволюция сексуального предпочтения». Обзор евгеники . 7 (3): 184–192. PMC 2987134. PMID 21259607  . 
  5. ^ Эгоистичный ген . ISBN 0192860925.
  6. ^ Миллер, Джеффри (апрель 2001 г.) [2000]. The Mating Mind (Первое издание Anchor Books). Нью-Йорк, Нью-Йорк.: Anchor Books . ISBN 0-385-49517-X.
  7. ^ abc Yasui Y (1997). «Модель «хорошей спермы» может объяснить эволюцию дорогостоящего многократного спаривания самками». The American Naturalist . 149 (3): 573–584. doi :10.1086/286006. S2CID  84991216.
  8. ^ ab Mead LS; Arnold SJ (2004). «Количественные генетические модели полового отбора». Trends in Ecology & Evolution . 19 (5): 264–271. doi :10.1016/j.tree.2004.03.003. PMID  16701266.
  9. ^ Андерссон М.; Симмонс Л. В. (2006). «Половой отбор и выбор партнера». Тенденции в экологии и эволюции . 21 (6): 296–302. CiteSeerX 10.1.1.595.4050 . doi :10.1016/j.tree.2006.03.015. PMID  16769428. 
  10. ^ Лигон, Дж. Д. (1999). Эволюция систем разведения птиц . Нью-Йорк: Oxford University Press .
  11. ^ Alatalo, RV (1998). «Выбор партнера для потомства: основные преимущества или незначительные издержки?». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 265 (1412): 2297–2301. doi :10.1098/rspb.1998.0574. PMC 1689521 . 
  12. ^ ab Huk, Thomas; Winkel, Wolfgang (2008). «Проверка гипотезы сексуального сына — исследовательская основа для эмпирических подходов». Поведенческая экология . 19 (2): 456–461. doi : 10.1093/beheco/arm150 .
  13. ^ Гарсия-Гонсалес, Ф.; Симмонс (2011). «Хорошие гены и половой отбор у навозных жуков (Onthophagus taurus): генетическая изменчивость в жизнеспособности яиц и взрослых особей». PLOS One . 6 (1): e16233. Bibcode : 2011PLoSO...616233G. doi : 10.1371/journal.pone.0016233 . PMC 3022759. PMID  21267411 . 
  14. ^ Байерс, Джон А.; Уэйтс, Лизетт (2006). «Хорошие гены полового отбора в природе». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (44): 16343–1634. Bibcode : 2006PNAS..10316343B. doi : 10.1073/pnas.0608184103 . PMC 1637584. PMID  17060640 . 
  15. ^ Curtsinger JW (1991). «Конкуренция сперматозоидов и эволюция множественного спаривания». The American Naturalist . 138 : 93–102. doi :10.1086/285206. S2CID  84355365.
  16. ^ Келлер, Л.; Рив, ХК (1995). Почему самки спариваются с несколькими самцами? Гипотеза сексуально выбранной спермы . Достижения в изучении поведения. Том 24. С. 291–315. doi :10.1016/s0065-3454(08)60397-6. ​​ISBN 9780120045242. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  17. ^ Эванс Дж. П.; Симмонс Л. В. (2007). «Генетическая основа признаков, регулирующих конкуренцию сперматозоидов и полиандрию: может ли отбор способствовать эволюции хороших и сексуальных сперматозоидов?» (PDF) . Genetica . 134 (1): 5–19. doi :10.1007/s10709-007-9162-5. PMID  17619174. S2CID  8607976.