Полижинандрия - это система спаривания, при которой как самцы, так и самки имеют несколько партнеров для спаривания в течение сезона размножения . [1] У диплоидных животных, размножающихся половым путем, самцы и самки используют разные стратегии спаривания, потому что стоимость производства гамет для самцов ниже, чем для самок. [2] Различные тактики спаривания, применяемые самцами и самками, считаются результатом стохастических репродуктивных конфликтов как в экологическом, так и в социальном плане. [2]
Репродуктивные конфликты в сообществах животных могут возникать из-за того, что особи генетически не идентичны и имеют разные оптимальные стратегии для максимизации своей приспособленности; и часто обнаруживается, что репродуктивные конфликты обычно возникают из-за иерархии доминирования, в которой все или большая часть воспроизводства монополизируется только одной особью ( осой ). У осы Polistes carolina доминирующая королева среди самок ос определяется тем, кто первым приходит в гнездо, а не самой крупной основательницей, которая, как ожидается, будет лучше всех сражаться (оса). Изучение птицы Prunella collaris , близость и разделение хребтов на горных вершинах французских Пиренеев. привела к полигинантной системе спаривания, при которой от двух до четырех самцов спаривались с диапазоном от двух до четырех самок в пределах одного и того же района.
Полижинандрия - это еще один способ описания полигамной системы спаривания с несколькими мужчинами и женщинами . Когда у женщин есть несколько партнеров по спариванию, это известно как полиандрия , а когда у мужчин есть несколько партнеров по спариванию, это известно как полигиния ; и у каждого пола есть свои преимущества в том, что он беспорядочный. Самки, особенно с генетически «низшими» социальными партнерами, имеют шанс улучшить генетическое качество своего потомства [3], в то время как самцы способны оплодотворять яйца многих других самцов. [1] По сути, идеальное брачное поведение для мужчин должно быть беспорядочным, а не моногамным (когда у них есть только один партнер по спариванию), потому что это приводит к появлению нескольких потомков, и эти мужчины монополизируют своих партнеров-женщин, физически не позволяя им совокупляться с другими самцы. [2] С другой стороны, самки выигрывают от многомужества, поскольку у них появляется больше потомков. [3]
Преимущества многократного спаривания у самок
Часто самки добровольно спариваются более чем с одним самцом. Спаривание с несколькими самцами снижает риск появления у самок неоплодотворенных яйцеклеток, поскольку у одного самца может не хватить спермы для оплодотворения всех своих яйцеклеток. [1] У темноглазых юнко самка спаривается с более чем одним самцом, потому что часто ее социальный партнер имеет более низкое генетическое качество, чем другие потенциальные доноры спермы. [3] Самки добровольно спариваются с другими самцами помимо своего самца, потому что она видит потенциал для улучшения жизнеспособности и сексуальной привлекательности своего потомства. [3] [1] Самки также могут спариваться с несколькими самцами ради генетических преимуществ, таких как генетическое разнообразие среди ее потомства из-за разнообразия сперматозоидов, доступных ей. [1] У певчих птиц происходит спаривание дополнительных пар, потому что самки могут ускользать со своей родной территории, чтобы приставать к другим самцам. [1] Когда самки певчих птиц ищут партнеров, не являющихся мужчинами, они сексуально выбирают самцов с более ярким оперением, чем у их социального партнера. [1] Исследования показывают, что самки певчих птиц, у которых меньше партнеров в оперении, наиболее активно ищут дополнительных пар, [1] кроме того, самцы с наиболее развитыми чертами, такими как более длинный хвост или более яркое оперение, выживают лучше. Таким образом, когда у певчих самок несколько партнеров по спариванию, они повышают генетическое качество своего потомства.
Для самки многократное спаривание означает увеличение количества потомства, которое может произвести самка, часто это также означает увеличение количества детенышей, о которых они должны заботиться. [1] Чтобы обеспечить безопасность и благополучие своего потомства, самки могут иметь несколько партнеров по спариванию, чтобы получить больше ресурсов от самцов для себя и своего потомства. [1] У темноглазых юнко, завязей и галапагосских ястребов спаривание с несколькими самцами увеличивает количество заботы, которую самка может получить о своем потомстве. [3] [1] Часто несколько спариваний позволяют самкам иметь больше потомков, и отцовство потомства обычно выходит за рамки биологических родителей - это означает, что другой самец может заботиться о потомстве другого самца. [3]
Преимущества многократного спаривания у самцов
Самцы потенциально могут оплодотворять яйца гораздо быстрее, чем самки, а это означает, что самец может лучше всего увеличить свой репродуктивный успех, найдя и оплодотворив как можно больше разных самок. [1] У Drosophila melanogaster репродуктивный успех самцов увеличивался с количеством спариваний, но у самок не было прямой зависимости от количества самок и количества произведенного потомства. [1] Когда у самцов есть несколько партнеров по спариванию, им иногда приходится разделять родство с потомством, что снижает генетическую ценность потомства для него и, таким образом, снижает относительную выгоду от оказания помощи. [1] Когда отцовство делится между несколькими самцами, ожидается, что самцы с меньшей вероятностью останутся, чтобы помочь самке ухаживать за потомством, потому что там мало пользы от того, чтобы помочь вырастить другое потомство, когда присутствуют другие самцы. [1]
Хотя самцы могут увеличить свой репродуктивный успех быстрее, чем самки, будучи в состоянии оплодотворять яйца быстрее, чем самки могут их произвести, самцы также находятся в невыгодном положении, когда дело доходит до спаривания, из-за полового отбора. Самки обычно выбирают «обаятельных» самцов и тех, кто демонстрирует сексуальные украшения. [1] В исследовании длиннохвостых вдовиц , мужчины с более длинными хвостами были отобраны по половому признаку , а не с более короткими и менее внушительными хвостами. [1] У птиц, таких как вдова с красным воротником , самцы, демонстрирующие свое сексуальное украшение во время ухаживания, обычно объединяются в пары быстрее и привлекают больше самок, чем самцы, у которых во время ухаживания хвосты короче. [1] Самцов часто выбирают по признаку пола на основе их физических характеристик и того, что они могут «предложить», например, самцов павлинов с яркими цветными хвостами выбирают по половому признаку, а не с тусклыми и менее замысловатыми хвостами. [1] Половой отбор самцов самками также ведет к конкуренции между самцами. В отличие от самок, которые много вкладывают до спаривания, самцы не так много вкладывают при генерации своей спермы, однако это увеличивает конкуренцию среди самцов за инвестиции самок. Высокая конкуренция сперматозоидов также означает большую разницу в успехе самцов - лучшие конкуренты будут иметь больший успех в спаривании, чем те, кто не смог спариться. Лучшие конкуренты спермы с меньшей вероятностью будут склонны заботиться о своем потомстве при спаривании, потому что у них есть способность производить потомство в другом месте. Самцы с наибольшим размером, силой или наиболее развитым оружием достигают наибольшего успеха при спаривании. В других случаях самцы могут иметь более высокий репродуктивный успех, если у них будет лучший доступ к ресурсам, чем у других конкурентов. [1] Например, самка висячей мухи спаривается с самцом только в том случае, если он дает ей большое насекомое, чтобы она могла есть во время совокупления, а североамериканские лягушки-быки защищают пруды и небольшие озера, куда самки приходят откладывать яйца. [1]
Таксономические ссылки
Амфибия
Различные тактики спаривания встречаются у большого числа таксонов. У земноводных, таких как Salamandrina perspicillata , множественное отцовство является следствием спаривания самок с множеством самцов. [4] На данный момент все виды в подотряде Salamandroida показали, что самки используют полиандрические стратегии спаривания. [4] В исследовании популяции Salamandrina perspicillata множественное отцовство происходит как всеобъемлющая репродуктивная стратегия в естественных условиях, и видно, что у этих видов, когда самцы спаривались с двумя самками, они давали потомство, которое было обратно пропорционально их генетическим родствам. сходство с самкой. [4] Самки этого вида практиковали полигинандрию, чтобы увеличить генетическую изменчивость среди ее потомства, выбирая себе самок, которые генетически отличались от них самих. [4] В отличие от других исследований многоженства, где у самок было несколько партнеров по спариванию, чтобы получить ресурсы от самца, в исследовании Salamandrina perspicillata множественное отцовство не принесло генетической косвенной выгоды потомству. [4] Это привело к механизму затрат / выгод, в котором полученная выгода от множественных спариваний уравновешивала негативный эффект количества спариваний на гетерозиготность потомства. [4] Самки, выбирающие себе потомков, которые генетически отличаются от них самих, также наблюдались у Ichtyosauria alpestris и Lissotriton vulgaris , где в системе спаривания с двумя самцами самки предпочитали менее родственных самцов. [4] Как и в случае с Salamandrina perspicillata, не было косвенных генетических преимуществ, полученных от наличия нескольких партнеров по спариванию.
Пикногониды (морской паук)
У Ammothea hilgendorfi, вида морских пауков, оплодотворение происходит, когда самка передает свои яйца самцу, который держит их с яйцеклетками, специальной парой ног и оплодотворяет яйца извне. [5] Самцы склеивают яйца в группы и несут яйца на своих яйцеклетках, пока они не вылупятся. [5] Личные затраты мужчин на обеспечение длительного ухода за молодыми считаются значительными родительскими вложениями, поскольку родительская уверенность считается существенной для постзиготических вложений. [5] Высокий уровень гарантии отцовства у Ammothea hilgendorfi предполагает, что существует пониженная способность собирать пищу, повышенный риск хищничества и более низкая мобильность. [5] Экспериментальное исследование Ammothea hilgendorfi показало, что, хотя самцы спариваются с несколькими самками, самцы не смешивают партии яиц от разных самок. [5] Яйца, удерживаемые самцами группами, вылупились за короткий промежуток времени, что указывает на то, что самцы спаривались с разными самками за короткий промежуток времени. [5]
Возможны множественные спаривания самками пикногонидов , поскольку недавно спаривавшаяся самка часто сохраняет неиспользованные зрелые яйца в одной или нескольких бедрах, что позволяет ей спариваться с дополнительными партнерами. У видов с внешним оплодотворением и родительской заботой самцов самки могут распределять свою кладку между разными самцами, и тем самым самка увеличивает вероятность того, что хотя бы часть ее потомства получит косвенные генетические преимущества и / или обширную родительскую заботу от качественного провайдер. [6]
Перепончатокрылые
Репродуктивные самки социальных перепончатокрылых - омы, пчелы и муравьи - спариваются с множеством партнеров. Этих самок называют царицами, чтобы отличить их от не размножающихся самок, которые ухаживают за колонией и не спариваются.
Мед пчелы королева идеально сцепляется с около десятка беспилотных летательных аппаратов (самцы) в ее брачном полете. Сперма от вязок хранится в специальном резервуаре, называемом сперматека , на протяжении жизни королевы, которая может составлять несколько лет.
Обслуживание
Хотя считается, что беспорядочные половые связи приносят пользу как мужчинам, так и женщинам, пока нет достаточных данных, подтверждающих тот факт, что беспорядочные половые связи приносят пользу женщинам. При исследовании темноглазых юнко потомство, произведенное самцами экстра-пары, не было ни лучше, ни хуже, чем потомство их социальных партнеров-мужчин. [3] Однако исследование темноглазых юнко выявило больше потомков от беспорядочных полов, чем от моногамных самок. Результаты исследования водомерок-самок показали, что многократные спаривания могут дорого обойтись самке, особенно с учетом того, что на производство яйца уходит много времени и энергии. [7] Не только дополнительные спаривания были дорогостоящими, но и отсутствовали какие-либо генетические преимущества от наличия нескольких партнеров по спариванию. [7] Вместо этого результаты эксперимента показали, что яйценоскость и успешность вылупления яиц были самыми высокими, когда количество партнеров было минимальным. [7]
С другой стороны, исследования показали, что у самцов был более высокий репродуктивный успех, чем у самок, когда они были полигинантными. [2] По сравнению с самками шимпанзе , у самцов шимпанзе было лучшее соотношение количества спариваний и количества произведенного потомства. Мало того, что исследования показали более высокий репродуктивный успех, колумбийские суслики продемонстрировали значительный размер и массу тела, ориентированные на мужчин, что свидетельствует о конкуренции между самцами. [2] Соревнование между мужчинами означает половой диморфизм между мужчинами, а это означает, что женщины могут выбирать мужчин на основе половых украшений, которые они демонстрируют.
В целом исследования показали, что многоженство приносит пользу мужчинам больше, чем женщинам. Когда полигинандрия наблюдается у разных видов, мужчины чаще всего берут верх, что означает, что мужчины получают больше пользы от многоженства, чем женщины. Самки обычно ищут нескольких партнеров для спаривания, чтобы увеличить выгоды для своего потомства, будь то получение физических ресурсов для своего потомства или предоставление потомству более здоровых генов, пригодных для выживания. [3] С другой стороны, в большинстве случаев самцы обычно имеют несколько партнеров по спариванию, чтобы получить как можно больше потомства в течение своей жизни, и им легче добиться этого, чем самкам, потому что в большинстве случаев самцы не участвуют в родительских отношениях. в уходе и воспитании своего потомства. [2]
Рекомендации
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р д т ы т у Дэвис, Н. Б., Кребса, JR, Запад, С. А. (2012). Введение в поведенческую экологию, Системы спаривания, глава 7, 9, 179-222, 254-281.
- ^ Б с д е е Галлея, MR, Хекшером, CM, Kalavacharla, V. (2016). Многопоколенческое родство, множественные спаривания и гибкие способы родительской заботы в размножающейся популяции вири (Catharus fuscescens), межполушарной перелетной певчей птицы. PLosONE 11 (6). DOI : 10.1371 / journal.pone.0157051
- ^ a b c d e f g h Беллами, Л., и Помянковски, А. (2011). Почему распущенность окупается. Природа, 479 (7372), 184-186. DOI : 10.1038 / 479184a
- ^ Б с д е е г Ровелли В., Randi, E., Davoli, F., Macale, D., Болонье, MA, & Vignoli, L. (2015). Она получает много и выбирает лучшее: многоженство у Salamandrina perspicillata (Амфибия: Salamandridae). Биологический журнал линнеевского общества, 116 (3), 671-683, DOI : 10.1111 / bij.12613
- ^ Б с д е е Barreto, FS & Avise, JC (2008). Полигинандрия и половой размерный диморфизм у морского паука Ammothea hilgendorfi (Pycnogonida: Ammotheidae), морского членистоногого с самцами, несущими выводок. Молекулярная экология, 17 (18), 4164-4175. DOI : 10.1111 / j.1365-294x.2008.03895.x
- Перейти ↑ Watson, PJ (1991). Множественное отцовство как генетическая подстраховка самок сьерра-купольных пауков Linyphia litigiosa (Linyphiidae). Поведение животных, 41, 343–360.
- ^ a b c Джонс, PH, Ван Зант, JL, Добсон, ФС (2012). Различия в репродуктивном успехе самцов и самок колумбийских сусликов (Urocitellus columbianus), NRC Research Press 90, 736-743.
Внешние ссылки
- Словарное определение многоженства в Викисловаре