La relación entre las parejas, llena de cuidado, signos de atención y empatía, los poetas llaman amor, pero los biólogos, una relación inter-sexual dirigida a la supervivencia y la procreación. Algunas especies prefieren tomar en cantidad: reproducirse con la mayor cantidad de parejas posible para aumentar la descendencia, lo que aumenta las posibilidades de supervivencia de toda la especie. Otros crean parejas monógamas que pueden dejar de existir solo después de la muerte de uno de los socios. Durante muchos años, los científicos creyeron que la primera opción es mucho más rentable, pero esto no es del todo cierto. Las parejas monógamas, por regla general, crían hijos juntos, es decir protéjalo de los depredadores, consiga comida y aprenda ciertas habilidades, mientras que en las relaciones polígamas todo esto a menudo recae en los frágiles hombros de las mujeres. Por supuesto, hay excepciones, pero hoy no se trata de ellas. Durante mucho tiempo, los biólogos estuvieron interesados en otro momento interesante: los hombres continúan mostrando signos de atención a las mujeres, incluso cuando su pareja ya está formada y existe desde hace varios años. ¿Cuál es la razón de este comportamiento, cuáles son los beneficios de esto y cuáles son los aspectos evolutivos asociados con esto? Encontraremos respuestas a estas preguntas en el informe del grupo de investigación. Vamos
Base de estudio
Dado el tema de investigación, no nos enfocaremos en especies de aves polígamas, sino en románticos emplumados que se enamoran de una vez por todas.
Hablando de monogamia, vale la pena señalar que hay varios tipos, dependiendo de la duración: una temporada, varios años y de por vida.
Entre las aves, la monogamia estacional es la más común. Un ejemplo sorprendente son los gansos salvajes. Las hembras se dedican a anidar y a incubar huevos, y el macho vigila el territorio. En el segundo día después de la eclosión, la familia va al cuerpo de agua más cercano, donde los pichones aprenden a encontrar comida por sí mismos. En caso de peligro de adelantamiento en el agua, la hembra protege violentamente a la descendencia, pero el macho, aparentemente recordando asuntos importantes, a menudo huye. No es la relación más ideal, de todos modos.
Familia de gansos salvajes.Si hablamos de relaciones, cuya base es la constancia, entonces las cigüeñas son las mejores en este asunto. Crean una pareja monógama de por vida y ni siquiera cambian su lugar de residencia sin una necesidad especial. Un nido de cigüeñas, que puede pesar hasta 250 kg y alcanzar 1,5 m de diámetro, les sirve durante muchos años, si los desastres naturales o la intervención humana no lo destruyen. En la República Checa hay un nido que se creó en 1864.
No es necesario evaluar las habilidades de construcción de las cigüeñas cuando se ven tales estructuras.A diferencia de los gansos salvajes, las cigüeñas tienen las mismas responsabilidades: ambos socios incuban huevos, buscan comida, enseñan a las crías a volar y la protegen de los peligros. Varios tipos de rituales desempeñan un papel importante en las relaciones de las cigüeñas: canto, baile, etc. Lo más curioso es que estos rituales se llevan a cabo no solo durante la formación de la pareja (en la primera cita), sino durante toda la vida juntos (incluso reemplazando a la hembra durante la eclosión, el macho realiza un pequeño baile). Para nosotros, se ve muy lindo, romántico y absolutamente ilógico, ya que desde un punto de vista biológico ese comportamiento no tiene ningún beneficio. Es asi? Y aquí puede comenzar a considerar el estudio en sí, que supuestamente respondería esta pregunta.
Los etólogos * creen que la manifestación constante por parte de los hombres de sus sentimientos está asociada con la preservación del estado reproductivo en las mujeres.
Etología * : una ciencia que estudia el comportamiento genéticamente determinado, es decir instintos
Al mismo tiempo, no está claro por qué ese comportamiento dura no solo durante el período inicial de apareamiento, sino toda la vida, porque sería más lógico que los machos inviertan más fuerza y energía en la descendencia, en lugar de demostrar sentimientos por la hembra. Hasta la fecha, muchos investigadores creían que la intensidad de la expresión de afecto por la hembra afecta directamente la calidad del apareamiento y, en consecuencia, la descendencia (es decir, la cantidad de huevos puestos).
Un macho de una de las especies de aves del paraíso baila delante de una hembra. Como vemos, el macho se ve mucho más brillante que la hembra.Esta teoría es confirmada por observaciones. La hembra, cuya pareja es un hombre guapo no escrito y el primer viajero en el pueblo, pone más esfuerzo en la descendencia que si el macho no es ni pescado ni carne. Suena divertido y divertido, pero los rituales que realizan los machos frente a las hembras tienen como objetivo demostrar no solo la belleza, sino también la fuerza. Dio la casualidad de que el brillante plumaje, el hermoso canto y otras manifestaciones de atención por parte de los machos son para las hembras solo señales cognitivas que decodifica en información sobre el macho.
Los científicos de las universidades de Carolina del Norte y Chicago, cuyo trabajo estamos considerando hoy, creen que ese comportamiento de los machos tiene como objetivo optimizar el comportamiento de las hembras en relación con el proceso de reproducción.
El modelo propuesto por los científicos se basa en numerosos experimentos que han demostrado que la amplificación de estas señales por parte de los hombres aumenta la contribución de las mujeres al proceso de procreación. Se supone que la fuente de tales efectos estimulantes son las respuestas perceptivas que surgen de las propiedades del medio ambiente, las señales y el sistema nervioso como tales. Actualmente, se conocen unos 100 ejemplos de tales "desviaciones" de los sistemas sensoriales convencionales (audición, visión y olfato).
Cuando el macho nuevamente demuestra sus ventajas sobre otros machos, esto puede afectar positivamente al macho mismo (la hembra lo elegirá seguro). Pero para la mujer, esto puede ser un inconveniente, ya que esto reducirá la futura implementación reproductiva. En otras palabras, tenemos una situación de "superar las expectativas". El macho, que es mucho mejor que otros machos y constantemente muestra signos de interés en la hembra, recibirá lo deseado: apareamiento y procreación, o más bien un tipo. Una mujer, que espera un comportamiento similar de otros hombres, pero no lo recibe, puede encontrarse en una situación deplorable. Los científicos llaman a un caso similar como un conflicto inter-sexual: la demostración por parte de los hombres de personas hermosas aumenta entre la población, y entre las mujeres aumenta la resistencia a esta táctica.
Este conflicto se modeló utilizando un enfoque computacional (redes neuronales). En los modelos obtenidos, el dispositivo de señalización (fuente de señal - macho) utiliza la percepción perceptiva del receptor (receptor de señal - hembra), que estimula las señales mismas en detrimento de la percepción. En un momento determinado, se produce un cambio en la percepción de las señales en la población femenina (un tipo de mutación), a partir del cual la intensidad de la señal de la fuente (masculina) disminuirá considerablemente. El aumento gradual de tales cambios conducirá al hecho de que un tipo particular de señal será completamente ineficaz. A medida que se producen dichos cambios, algunas señales desaparecen, perdiendo su fuerza, pero aparecen otras nuevas y el proceso comienza de nuevo.
Este sistema muy retorcido es bastante simple en la práctica. Imagine que un hombre aparece con una pluma brillante (una sola), se destaca de los demás, y las mujeres le dan preferencia. Luego aparece un macho con dos plumas brillantes, luego con tres, etc. Pero la fuerza de tal señal, en vista de su crecimiento y propagación, comienza a caer proporcionalmente. Y de repente aparece un hombre que sabe cantar bellamente y construir nidos. Como resultado, el hermoso plumaje como señal deja de ser efectivo y comienza a degenerarse.
Sin embargo, siempre hay una excepción a la regla: algunos conflictos inter-sexuales pueden convertirse en una cooperación inter-sexual completa y muy efectiva.
Esquema de la ocurrencia de conflictos inter-sexuales y cooperación inter-sexual.La conclusión es que el macho con una señal más pronunciada obliga a la hembra a poner no tres huevos, sino cuatro. Esto es bueno para el hombre: tendrá más descendencia con su acervo genético. Para una mujer, en realidad no, porque tendrá que gastar más energía para garantizar que todas las crías sobrevivan y alcancen una edad independiente. En consecuencia, las hembras comienzan a desarrollarse paralelas a los machos para ser más resistentes a sus señales. El resultado puede ser de dos maneras: conflicto o cooperación.
En el caso de la cooperación, las hembras evolucionan de tal manera que ponen 3 huevos, como antes de la aparición de una señal más fuerte de los machos, pero continúan respondiendo a estas señales. Aquí tienes trucos para mujeres en el mundo natural. Por lo tanto, no solo se forma un par, sino un par que se apoya entre sí en el nivel óptimo para la procreación en términos de interacción señal-respuesta.
Los hombres no pueden evolucionar hacia atrás, más o menos. Sus señales amplificadas a las hembras dan el resultado en forma de una mampostería de tres huevos, es decir. No como se esperaba. Sin embargo, reducir la señal al nivel anterior también será ineficaz, ya que conducirá a una disminución en el número de huevos en el embrague a dos. Resulta un círculo vicioso: los machos no pueden reducir la intensidad de la señal y no pueden aumentarla, ya que las hembras en el primer caso darán menos descendencia y en el segundo no responderán.
Naturalmente, ni los hombres ni las mujeres tienen ninguna intención maliciosa o deseo de esclavizarse mutuamente. Todo este proceso tiene lugar a nivel genético y tiene como objetivo exclusivo el beneficio de la descendencia de un solo par y el bienestar de la especie en su conjunto.
Resultados de la investigación
Utilizando modelos matemáticos, los científicos evaluaron las condiciones bajo las cuales puede ocurrir la cooperación intergénero. Una característica cuantitativa con un valor promedio de
z f describe la contribución principal de la hembra a su descendencia. Inicialmente, se permite que el valor promedio se desarrolle a su valor óptimo
z opt , que depende de dos variables: el beneficio de la contribución (el número de descendientes supervivientes) y el costo de la contribución para las hembras (
c f ). La última variable se estima después de la reproducción, lo que implica que algunas de las hembras sobreviven y pueden producir descendencia nuevamente el próximo año, lo que conduce a un aumento en el número de generaciones.
En este estudio, a menudo se utilizarán varios términos que merecen una pequeña aclaración:
- señales : la manifestación de la atención por parte de los hombres a la dirección de las parejas femeninas (canto, baile y otros rituales) que tienen lugar en parejas formadas;
- contribución / inversión : la respuesta de las hembras a estas señales, que se manifiesta en la forma de un mayor número de huevos en la nidada, más tiempo para cuidar a la futura descendencia, etc.
- encuestado - mujer respondiendo a señales masculinas;
- costos : el costo de la contribución de las hembras a la descendencia (tiempo en el nido, tiempo para buscar comida, estado de salud debido al mayor / menor número de huevos en la puesta, etc.)
Las nuevas señales masculinas y las respuestas femeninas a ellas se modelaron utilizando modificadores de un solo locus de dialilo libremente recombinantes, combinando así enfoques genéticos cuantitativos y de población. En el
locus * , que controla la respuesta de la hembra (A), inicialmente se observa una alta frecuencia del alelo
respondedor * (A2), que corresponde a la percepción perceptiva previamente existente
Locus * : ubicación de un gen específico en el mapa genético del cromosoma.
Los alelos * son formas diferentes del mismo gen ubicado en los mismos loci de cromosomas homólogos. Los alelos determinan el camino de desarrollo de un rasgo particular.
El gen respondedor * (Rsp) es un gen funcionalmente asociado con un factor de perturbación de segregación (gen SD), cuyo alelo activo (Rsp +) puede suprimir la expresión de SD.
El locus de señal (B) se fija inicialmente para el alelo sin señal (B1). Luego se introduce el alelo B2, lo que provoca la aparición de señales de los machos.
La manifestación de señales para los hombres también tiene un precio (
s m ), pero aumenta la contribución de la pareja femenina (A2) por α. Por ejemplo, α puede expresarse como un huevo adicional en el embrague. Al mismo tiempo, un aumento en la contribución de la hembra también puede manifestarse en forma de esos efectos positivos que ejerce sobre su descendencia.
Por lo tanto, el par en el que el macho lleva el alelo de señalización, y la hembra lleva el alelo respondedor (es decir, los pares A2B2), tiene una contribución adicional de la hembra y, por lo tanto, es más fértil que las otras 3 combinaciones.
Variantes de combinaciones de hombres y mujeres por la proporción de señales y respuestas a ellos.El número de crías que sobrevivieron para reproducirse en el próximo año se ve afectado por la
dependencia de la densidad * dentro de la cría y la dependencia de la densidad de la cría después del plumaje.
Dependiente de la densidad * : los procesos dependientes de la densidad se producen cuando las tasas de crecimiento de la población están controladas por la densidad de esa población.
Otro grupo de variables está asociado con la mortalidad de hembras y machos después del nacimiento de la descendencia. Estas variables están determinadas por la contribución a la cría (
c m es la contribución de los machos,
c f es la contribución de las hembras), los costos de señal para los machos (
s m ) y la mortalidad no selectiva (
d m son machos y
d f son hembras).
Las viudas, viudos, menores y cualquier individuo soltero se unen para formar nuevas parejas, y el ciclo anual termina. En el modelo estudiado, se hace hincapié en la monogamia genética, por lo tanto, todos los tipos de selección sexual (es decir, la competencia entre individuos por una pareja) se excluyen de los cálculos.
La relación entre la evolución de las señales, los encuestados y la entrada.El modelado mostró que se logra un equilibrio constante cuando los machos dan señales, y las hembras responden a ellos. En equilibrio, toda la contribución a la descendencia se restablece al nivel anterior a la aparición de señales adicionales de los machos.
La Figura
A anterior muestra un ejemplo de dinámica evolutiva, donde la contribución de las hembras a la descendencia vuelve al nivel óptimo, que es el resultado de la evolución del carácter cuantitativo de la contribución (la línea verde discontinua es la contribución real, y la línea verde continua es la contribución que no se realizó debido a la falta de respuesta hembras para señales adicionales de machos). El cuadro
B muestra un ejemplo alternativo donde el conflicto entre géneros conduce a la pérdida del encuestado.
Y en el gráfico
C, se seleccionan dos parámetros que afectan este resultado: un aumento en la contribución causada por señales adicionales (
α ) y el costo de las mujeres para esta contribución (
c f ). En el área roja en el gráfico, las señales nunca aumentan, ya que su valor excederá la ganancia. En las áreas amarillas y negras, la frecuencia de la señal aumenta, lo que conduce a un aumento de las costosas inversiones por parte de las mujeres. En la región amarilla, la respuesta a esto es mediante la reducción del rasgo de inversión cuantitativa, que conduce a la fijación constante de alelos de señales y encuestados. En la región negra, donde las hembras que reaccionan tienen más inversiones inducidas, el alelo correspondiente se pierde rápidamente, seguido de señales, como en los modelos tradicionales de conflicto entre géneros (Figura
B ).
El límite vertical entre las regiones roja y amarilla es el punto en el que los machos reciben una contribución adicional a la descendencia debido al hecho de que las hembras equilibran los costos de su producción de señales. El borde horizontal que separa las regiones amarilla y negra del rojo aparece de manera similar, pero por una razón menos obvia. Cuando los costos de las mujeres para la contribución (
c f ) son bajos, el valor óptimo de la contribución (
z opt ) será relativamente alto y, por lo tanto, la contribución de las mujeres será mucho mayor en las condiciones iniciales. La consecuencia de esto es que las señales le dan al hombre un beneficio proporcionalmente menor de la contribución que causa, que nuevamente se compensa con sus costos.
El espacio de parámetros en el que se fijan las señales y las respuestas (amarillo) varía según la intensidad de la selección y la dispersión genética del alelo respondedor. Por ejemplo, cuando la frecuencia inicial del alelo respondedor es 0.9 en lugar de 0.99, que se muestra en la imagen No. 2, la introducción de señales conduce a un muestreo más eficiente para los respondedores (la variación genética inicial es mayor), y la región negra se expande hacia la izquierda.
Las señales masculinas pueden aparecer incluso si implican costos que reducen la contribución del macho a la cría actual (parametrizada por
s fec ), lo que afecta directamente la
aptitud * del macho y la hembra, en lugar de reducir la probabilidad de supervivencia masculina.
Fitness * : la capacidad de reproducir individuos con un cierto genotipo.
La relación de costos y señales de fertilidad (izquierda) y la relación de costos y señales de vitalidad.En el aspecto de la fertilidad, cuando las señales masculinas son fijas (área amarilla), todos los machos ponen menos en la descendencia que antes de que aparecieran las señales. En este caso, la contribución de las hembras será mayor de lo que era antes de la manifestación de las señales de los machos.
La mayor contribución de las hembras, cuando los costos de los machos están regulados por la fecundidad (en lugar de la viabilidad), aumenta el número promedio de descendientes por pareja, pero esto no compensa completamente. Con el tiempo, la mayor contribución de las hembras conduce a un aumento en el número promedio de crías que han alcanzado el plumaje, pero disminuye la viabilidad promedio de las hembras. Esto conduce a la formación de un nuevo equilibrio entre estas dos fuerzas, donde el número promedio de descendientes es menor que en el caso de la viabilidad normal o en las condiciones iniciales (antes de la manifestación de las señales).
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Para conocer más detalladamente los matices del estudio, le recomiendo que examine el
informe de los científicos y los
materiales adicionales .
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Gracias por su atención, tengan curiosidad y tengan un gran fin de semana a todos, muchachos. :)
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