Демонстрация ухаживания — это набор демонстрационных поведений , в которых животное, обычно самец, пытается привлечь партнера; партнер осуществляет выбор , поэтому половой отбор действует на демонстрацию. Эти поведения часто включают ритуализированные движения (« танцы »), вокализации , механическое производство звуков или демонстрацию красоты, силы или агонистической способности . [1] [2] [3] [4] [5] [6]
У некоторых видов самцы выполняют ритуальные движения, чтобы привлечь самок. Самец райской птицы с шестью перьями ( Parotia lawesii ) является примером мужского ухаживания с его ритуальным « танцем балерины » и уникальными затылочными и грудными перьями, которые служат для стимуляции зрительной системы самки. [7] У Drosophila subobscura мужской ухаживание проявляется в сложных ножницеобразных узорах крыльев самца и быстрых шагах в сторону. [8] Эти стимуляции, наряду со многими другими факторами, приводят к последующему совокуплению или отторжению.
У других видов самцы могут демонстрировать ухаживания, которые служат как визуальной, так и слуховой стимуляцией. Например, самец колибри Анны ( Calypte anna ) и колибри каллиопа ( Stellula calliope ) демонстрируют два типа ухаживаний, включающих комбинацию визуальной и вокальной демонстрации — неподвижную демонстрацию челнока [9] и демонстрацию ныряния. [10] [11] При участии в неподвижной демонстрации челнока самец демонстрирует расклешенный воротник и парит перед самкой, двигаясь из стороны в сторону, вращая своим телом и хвостом. Ритмичные движения крыльев самца производят характерный жужжащий звук. [9] При проведении демонстрации ныряния самец обычно поднимается примерно на 20–35 м (66–115 футов) в воздух, затем резко поворачивается и опускается, подобно пикированию. Когда самец пролетает над самкой, он вращает своим телом и расправляет перья хвоста, которые трепещут и сталкиваются, производя короткий жужжащий звук. [9]
Кроме того, некоторые животные пытаются привлечь самок посредством строительства и украшения уникальных структур. Этот метод можно увидеть у атласной шалашниковой птицы ( Ptilonorhynchus violaceus ) из Австралии, самцы которой строят и украшают гнездоподобные структуры, называемые «шалашами». [12] Шалаши украшаются яркими и красочными предметами (обычно синего цвета), чтобы привлекать и стимулировать посещающих их самок. [12] Как правило, самцы, которые приобретают наибольшее количество украшений, имеют тенденцию добиваться большего успеха в спаривании. [13]
У некоторых видов самцы начинают ухаживания только после того, как садятся на самку. Ухаживание может продолжаться даже после завершения спаривания. [14] В этой системе способность самки выбирать себе пару ограничена. Этот процесс, известный как копулятивное ухаживание, распространен у многих видов насекомых. [15]
У большинства видов самец инициирует ухаживания в предкопуляционном половом отборе. Демонстрация позволяет самцу продемонстрировать свои черты или способности самке. Выбор партнера в этом контексте осуществляется самками; прямые или косвенные выгоды для самки часто определяют, какие самцы размножаются, а какие нет.
Самка может получать прямую выгоду во время ухаживаний самцов. Самки могут повышать собственную приспособленность, если они реагируют на ухаживание, которое сигнализирует о выгодах для самки, а не о приспособленности самца. Например, выбор спаривания с самцами, которые производят локальные сигналы, потребует от самки меньше энергии, когда она ищет себе пару. [16] Самцы могут конкурировать, навязывая самке более низкие затраты на спаривание или даже предоставляя самке материальный или потомственный вклад.
Косвенные выгоды — это выгоды, которые могут не влиять напрямую на приспособленность родителей, но вместо этого повышают приспособленность потомства. Поскольку потомство самки унаследует половину генетической информации от самца, те черты, которые она посчитала привлекательными, будут переданы, производя подходящее потомство. В этом случае самцы могут конкурировать во время ухаживания, демонстрируя желаемые черты, чтобы передать их потомству.
Самки менее распространены в природе, поскольку самке пришлось бы вкладывать много энергии как в преувеличенные черты, так и в свои энергетически дорогие гаметы. [17] Однако ситуации, в которых самцы являются сексуально избирательным полом у вида, действительно встречаются в природе. Выбор самцов при размножении может возникнуть, если самцы являются полом у вида, которого не хватает, например, если в рабочем соотношении полов есть перекос в пользу самок . [18] Это может возникнуть в системах спаривания , где размножение требует затрат энергии для самцов. [19] [20] Такие затраты энергии могут включать усилия, связанные с получением брачных подарков для самки [21] или выполнением длительного ухаживания или копулятивного поведения. [22] Дополнительные затраты от этих временных и энергетических вложений могут выражаться в форме повышенных показателей смертности самцов, что создает дополнительную нагрузку на самцов, пытающихся размножаться.
У рыбы-иглы ( Syngnathus typhle ) самки используют временное украшение, полосатый рисунок, как для привлечения самцов, так и для запугивания соперничающих самок. В этом случае самка вида выработала сексуально выбранный сигнал, который выполняет двойную функцию: как привлекательность для самцов, так и отпугивание соперников. [23]
Многие виды животных участвуют в некоторых типах ухаживания, чтобы привлечь партнера, таких как танцы, создание звуков и физические демонстрации. Однако многие виды не ограничиваются только одним из этих видов поведения. Самцы вида во многих таксонах создают сложные многокомпонентные сигналы, которые оказывают влияние на более чем одну сенсорную модальность , также известные как мультимодальные сигналы. [24] [25] [26] [27] Существуют две ведущие гипотезы об адаптивной значимости обработки мультимодальных сигналов. Гипотеза множественных сообщений утверждает, что каждый сигнал, который демонстрирует самец, будет способствовать восприятию самца возможным партнером. Гипотеза избыточных сигналов утверждает, что самец демонстрирует несколько сигналов, которые отображают одно и то же «сообщение» самке, причем каждый дополнительный сигнал действует как запасной план для самца в случае ошибки сигнализации. [28] Разборчивый пол может оценивать только одну или несколько черт в данный момент времени при интерпретации сложных сигналов от противоположного пола. В качестве альтернативы, разборчивый пол может попытаться обработать все сигналы одновременно, чтобы облегчить оценку противоположного пола. [29] [30]
Считается, что процесс мультимодальной сигнализации помогает облегчить процесс ухаживания у многих видов. Одним из таких видов, у которого мультимодальная сигнализация, как было замечено, улучшает успех спаривания, является зеленая древесная лягушка ( Hyla cinerea ). Многие бесхвостые амфибии, такие как зеленая древесная лягушка, могут использовать визуальные подсказки, а также слуховые сигналы, чтобы увеличить свои шансы произвести впечатление на партнера. [25] Когда крики древесных лягушек были равными, было установлено, что самки имели тенденцию игнорировать только слуховой стимул в пользу самцов, которые объединяли слуховые/визуальные мультимодальные сигналы. Было замечено, что самки зеленых древесных лягушек предпочитали, когда самцы сочетали визуальную демонстрацию со слуховой коммуникацией, делая вывод, что самцы зеленых древесных лягушек, которые визуально доступны, могут увеличить вероятность успеха спаривания. [25]
Павлиньи пауки ( Maratus volans ) исключительно сексуально диморфны по внешнему виду и сигнальному поведению. Во время ухаживания самцы пауков-павлинов конкурируют, используя как визуальные проявления, так и вибрационные сигналы для межполовой коммуникации. [26] Из-за интенсивного полового отбора у самцов пауков-павлинов репродуктивный успех особи в значительной степени зависит от способности самца паука сочетать визуальные и вибрационные проявления во время ухаживания. Сочетание этих проявлений во время ухаживания подтверждает как гипотезу избыточного сигнала, так и гипотезу множественных сообщений для эволюции мультимодальной сигнализации у видов. [31]
Мультимодальная сигнализация не ограничивается самцами. Самки некоторых видов имеют более одной черты или характеристики, которые они используют в ухаживании для привлечения самцов. У танцевальных мух ( Rhamphomyia longicauda ) самки имеют два украшения — надувные брюшные мешки и перистые большеберцовые чешуйки — которые они используют в качестве ухаживания в брачных роях. Промежуточные вариации таких специфичных для самок украшений отбираются самцами танцевальных мух в диких популяциях. Эти украшения также могут быть сигналом высокой плодовитости у самок. [32]
Часто самцы и самки выполняют синхронизированные или ответные ухаживания взаимно. У многих социально моногамных видов, таких как птицы, их дуэт способствует предкопуляционному заверению в парной связи и усиливает послекопуляционную преданность развитию потомства (например, большая поганка , Podiceps cristatus ). [33] Например, самцы и самки больших конюг , Aethia cristatella, будут кудахтать друг на друга в качестве вокальной формы взаимного показа, который служит для укрепления связи между ними. [34] В некоторых случаях самцы могут объединяться в пары для выполнения взаимных, совместных показов, чтобы повысить успешность ухаживания и привлечь самок. Это явление можно наблюдать у длиннохвостых манакинов , Chiroxiphia linearis . [35]
Дикие индейки ( Meleagris gallopavo) также участвуют в кооперативных демонстрациях, в которых небольшие группы самцов (обычно братья) работают вместе, чтобы привлечь самок и отпугнуть других конкурирующих самцов. [36] Во многих случаях только один самец в группе будет спариваться, как правило, доминирующий самец. [37] Чтобы объяснить это поведение, теория родственного отбора Гамильтона предполагает, что подчиненные самцы получают косвенные выгоды, помогая родственным самцам успешно совокупляться. [38]
Сексуальные украшения могут служить для повышения привлекательности [39] и указывать на хорошие гены и более высокий уровень приспособленности. [40] При воздействии преувеличенных мужских черт некоторые самки могут реагировать увеличением материнских инвестиций. Например, было показано, что самки канареек производят более крупные и плотные яйца в ответ на сверхнормальное пение самцов. [41]
Сексуальный конфликт – это явление, при котором интересы самцов и самок в воспроизводстве не совпадают: зачастую они совершенно различны: [42]
Это имеет много последствий. Демонстрации ухаживания позволяют партнеру, осуществляющему выбор, иметь средства, на которых можно основывать копулятивное решение. Если самка выбирает более одного самца, то в игру вступает конкуренция спермы . Это конкуренция между сперматозоидами за оплодотворение яйцеклетки, которая очень конкурентна, поскольку только один сперматозоид может достичь союза. [43] У некоторых насекомых самец вводит коктейль из химических веществ в семенную жидкость вместе со спермой. Химические вещества убивают старые сперматозоиды от предыдущих партнеров, повышают скорость откладывания яиц самкой и снижают ее желание повторно спариваться с другим самцом. Коктейль также сокращает продолжительность жизни самки, также снижая ее вероятность спаривания с другими самцами. [44] Кроме того, некоторые самки могут избавиться от спермы предыдущего самца. [45]
После того, как спаривание произошло, самцы выполняют различные действия, чтобы помешать самкам снова спариваться. То, какие действия выполняются, зависит от животного. У некоторых видов самец производит брачную пробку после оплодотворения. У некоторых перепончатокрылых самец обеспечивает огромное количество спермы, достаточное для того, чтобы хватило на всю жизнь самки. У некоторых птиц и млекопитающих самец может участвовать в агонистическом поведении с другими кандидатами на роль самцов. [42] [46] [47]
Хотя и редко, агонистическое поведение между самцами и самками во время ухаживаний наблюдается в природе. Внутривидовое агонистическое поведение, которое приводит к смерти бойца, встречается редко из-за связанного с этим риска смерти или травмы. Однако агонистическое поведение, которое становится опасным, встречается.
У некоторых видов физические черты, которые отбираются половым путем для ухаживания самцов, могут также использоваться в агонистическом поведении между двумя самцами за самку. У крабов-скрипачей (род Uca ) самцы были отобраны половым путем, чтобы иметь одну увеличенную клешню, которая может занимать от трети до половины их общей массы тела, и одну обычную клешню. Хотя считается, что увеличенная клешня развилась для использования в бою для территориальной защиты , самцы нередко используют эту клешню в битве за самку. [48] Несмотря на то, что эта клешня развилась как оружие, она также тесно связана с ухаживанием крабов: ею размахивают определенным образом, чтобы привлечь самок для спаривания. [49]
Агонистическое поведение в ухаживаниях не ограничивается взаимодействием самцов с самцами. У многих видов приматов самцы направляют агонистическое поведение по отношению к самкам до ухаживания. Такое поведение может включать агрессивные вокализации, демонстрации и физическую агрессию. [50] У западной гориллы ( Gorilla gorilla ) доминирующие самцы демонстрируют агонистическое поведение по отношению к самкам горилл с очень высокой частотой, причем большинство этих взаимодействий связаны с ухаживанием. Большинство задокументированных случаев агрессии самцов горилл по отношению к самкам связаны с ухаживанием и используются в первую очередь как стратегия, чтобы не допустить миграции самок к другому самцу. [51]
Во многих случаях проявления ухаживания самцов приводят к развитию форм соревновательной конкуренции. Это часто наблюдается в системах спаривания токов . Например, самцы будут стремиться получить определенное место или позицию для проявления ухаживания. Лучшие места — это области, вызывающие сильное соперничество, поскольку многие самцы хотят заполучить их для себя. Из-за этого прямого конфликта агонистические [ необходимо разъяснение ] столкновения между самцами довольно распространены. [ необходима цитата ]
Спариванию предшествует период ухаживания/спаривания во многих системах спаривания животных. Именно в этот период половозрелые животные выбирают своих партнеров для размножения. [52] Этот период ухаживания, который включает в себя демонстрации для привлечения партнера представителем вида, обычно короткий и длится от 15 минут до нескольких дней. Однако некоторые животные могут проходить длительный период ухаживания, длящийся до двух месяцев. [53]
Одним из таких исключений является императорский пингвин (Aptenodytes forsteri) . Императорские пингвины имеют длительный период ухаживания, который может длиться до двух месяцев, самый длинный среди всех арктических морских птиц. Их период ухаживания составляет 16% от общего времени, которое они тратят на размножение, тогда как у их ближайших родственников, королевских пингвинов (Aptenodytes patagonicus) , период ухаживания занимает всего три процента их цикла размножения. [53] [54]
Ухаживающие действия обычно подразумевают определенные метаболические затраты для животного, которое их выполняет. [11] Энергия, затрачиваемая на ухаживание, может различаться у разных видов. Некоторые животные участвуют в утехах, которые тратят мало энергии, как это видно на примере саламандры ( Desmognathus ochrophaeus ). [55] В лабораторных условиях ухаживающее поведение у этого вида, хотя и сложное и включающее в себя выброс феромонов, [56] составляет всего лишь около одного процента от его ежедневного потребления калорий. [55]
Напротив, виды, которые участвуют в длительных или сложных демонстрациях, тратят значительное количество энергии и рискуют развить усталость. Чтобы подготовиться и предотвратить такой риск, некоторые животные могут набрать вес перед периодом ухаживания, а затем сбросить его. Примером этого может служить большой шалфейный тетерев ( Centrocercus urophasianus ). Во время пика сезона размножения, который длится до трех месяцев весной, [57] токи часто посещают группы до семидесяти самок. [58] В ответ на такое большое присутствие самок самцы участвуют в напыщенной демонстрации до шести-десяти раз в минуту [59] [60] в течение примерно трех-четырех часов в день. [58] Это частое и повторяющееся поведение может привести к расходу энергии до 2524 кДж/день по сравнению с неактивными самцами, которые обычно тратят 1218 кДж/день. [11]
Различные факторы окружающей среды, такие как температура, фотопериод , ресурсы и доступность света, оказывают влияние на время и эффективность ухаживаний у определенных видов животных. [53]
У гуппи ( Poecilia reticulata ) изменение световой среды играет огромную роль в их способности привлекать самок. [61] Самцы гуппи изменяют как свой «режим ухаживания», выполняют ли они полную демонстрацию ухаживания или пытаются «участвовать» в скрытых совокуплениях, так и расстояние от самок по мере изменения интенсивности света. [62] Режим ухаживания также меняется в зависимости от светового спектра и связан с риском нападения хищников . [63] В среднем самцы гуппи ищут и проводят больше времени в среде, в которой их цветовой рисунок наиболее заметен. Самцы в среде с освещением, которое делало их наиболее заметными, совокуплялись с наибольшим количеством самок. [61]
У императорских пингвинов ( Aptenodytes forsteri ) доступность ресурсов определяет, когда самцы императорских пингвинов смогут вернуться в места своего размножения, чтобы начать свои ритуалы ухаживания. [53] Чем больше концентрация ресурсов в их местах кормления, тем быстрее они смогут восстановить резервы своего тела к зиме и тем скорее они смогут вернуться в места своего размножения. Раннее возвращение в места своего размножения сопряжено с повышенной вероятностью нахождения партнера. [64]
Эффективность брачных демонстраций Hirtodrosophila mycetophaga зависит от цвета гриба-трутовика, с которым он спаривается и ухаживает; [65] эти мухи выбирают более светлые грибы-трутовики, что делает их демонстрации более заметными для противоположного пола. [65]
Существует множество гипотез о том, как могли эволюционировать проявления ухаживания у животных, включая модель Фишера «убегания» и гипотезу «хороших генов».
Как объясняется в модели убегания Фишера, половой диморфизм самцов с преувеличенным орнаментом мог быть выбран половым путем для видов с выбором самок. Приспособленность этих самцов увеличится, что приведет к распространению самцов с таким орнаментом с течением времени. [66] Это означает, что ген или набор генов будут благоприятствоваться выбору самок с течением времени. Это объяснило бы, почему и как такие сложные черты развиваются у определенных видов. Однако с течением времени и сменой поколений преимущество выживания, связанное с одним признаком, может рассеяться из-за чрезмерного преувеличения до такой степени, что это снизит приспособленность.
Гипотеза «хороших генов» предполагает, что выбор самкой партнера зависит от того, есть ли у самца гены, которые повышают качество потомства самки. В некоторых случаях преувеличенная орнаментация самца может быть показателем для выбирающей самки, что самец, способный вложить такие большие инвестиции в признак, несколько противоречащий интуиции для выживания, будет нести хорошие гены. [67] Например, затраты, связанные с ярким и сложным оперением, могут быть высокими. Только самцы с хорошими генами способны поддерживать большие инвестиции в развитие таких признаков, что, в свою очередь, показывает их высокую приспособленность.
Альтернативой является гипотеза сенсорной эксплуатации, которая предполагает, что сексуальные предпочтения являются результатом уже существующих сенсорных предубеждений, таких как сверхнормальные стимулы. Они могут управлять эволюцией ухаживаний. [68]