Putnu zinātne: kopēja koncepcija par putnu dziesmu Jaunajā pētījumā

Kā indivīdi izvēlas savus biedrus? Kāpēc daži ir veiksmīgāki, lai piesaistītu biedrus nekā citi?

Šie vecie jautājumi lielā mērā attiecas uz visiem dzīvniekiem, tostarp cilvēkiem. Darvina dabiskās atlases teorija piedāvā vienu veidu, kā atbildēt uz tiem. Dažreiz tā ir formulēta kā „visspēcīgākā izdzīvošana”, teorija var attiekties arī uz mate izvēli, paredzot, ka ir izdevīgi izvēlēties palīgu, kurš vislabāk piemērots izdzīvošanai savā vidē - ātrākais skrējējs, labākais mednieks, lauksaimnieks ar visaugstāko ražu.

Skatīt arī: Ļoti skumji putnu izstāde Kā iedzīvotāji var mirst no vientulības

Protams, tas ir mazliet vienkāršots kā kopsavilkums par cilvēka seksualitāti, jo cilvēki apvienojas sarežģītu sociālo normu un dzimumu lomas kontekstā, kas ir unikāli cilvēks. Pētnieki, piemēram, mēs domājam, ka mate izvēli citos dzīvniekos ietekmē šāda veida uztvertie pielāgojumi. Tas atbilst zinātnieku izpratnei par evolūciju. Ja sievietes izvēlas apvienoties ar labi pielāgotiem vīriešiem, viņu pēcnācējiem var būt labāka izdzīvošanas iespēja. Labvēlīgas iezīmes, kas beidzas, tiek nodotas tālāk un saglabātas nākamajās paaudzēs.

Bet daudzās sugās vīrieši cenšas piesaistīt palīgu, parādot īpašības, kas, šķiet, ir nepiemērotas. Šie signāli, piemēram, žilbinoša asti uz pāvesta vai skaists melodijas no dziesmu putna, sākotnēji bija lielas uzgriežņu atslēgas, kas tika iemestas Darvina dabiskās atlases teorijā. Šķiet, ka tādi raksturlielumi, kas ir tādi, ir pretēji tam, lai dzīvnieks varētu izdzīvot savā vidē. Spilgts astes displejs vai gleznaina melodija ir apgrūtinoša, un tā paziņo jums par plēsoņām, kā arī mīlestības interesēm. Darvins tik satricināja šo pretrunu, ko viņš teica: “spalvu redzamība pāvesta astes laikā, kad es to skatīšos, padara mani slimu.”

Domājot par šo sabrukumu, Darvins tika pārcelts uz citu nozīmīgu teoriju: seksuālo izvēli. Tā vietā, lai tieši attēlotu pielāgojumus, vīriešiem, iespējams, būs jāizstrādā dārgi, nepielāgojami signāli, ja sievietes izvēlas šos līdzekļus, izvēloties biedriem. Sievietēm šie signāli var netieši paziņot, ka vīrietis būtu labs palīgs, jo viņš spēj izdzīvot un gūt panākumus, neskatoties uz ornamentu, nevis tāpēc, ka tas ir. Saskaņā ar šo modeli visizdevīgākās ir dārgākās iezīmes.

Bet kas notiks, ja likmes tiek izvirzītas, tāpat kā sugas, kas ir poliģēnas, ar vīriešiem cenšoties piesaistīt un veidot saites ar vairākām sievietēm? Loģisks nākamais solis uz šo teoriju varētu paredzēt, ka spiediens, lai radītu skaistus signālus, strauji palielināsies, palielinot ieguvumus indivīdiem ar sarežģītiem rotājumiem. Ja visveiksmīgākajām iezīmēm ir visveiksmīgākie vīrieši, sekojošā ieroču sacensība daudzu paaudžu laikā varētu novirzīt iedzīvotājus uz ekstrēmākām īpašībām. Tā ir intuitīva teorija - palielināta konkurence par biedriem radītu arvien sarežģītākas seksuāli izvēlētas iezīmes - bet tas nav pārbaudīts visā dzīves kokā.

Vai ne monogāmās pārošanās sistēmas patiesi palielina seksuālo atlasi reālos dzīvniekos? Pieaugot seksuālās atlases stiprumam, vai seksuāli atlasītie raksturlielumi kļūst ārkārtīgāki? Vai astes ilgst? Dziesmas ir skaistākas? Mēs kā divi biologi, kuriem ir zināšanas par skaitļošanas metodēm, uzvedības evolūciju un dziesmu putniem, nolēmām izmeklēt.

Putnu datubāzes izveide

Evolūcija ir tikpat sarežģīta kā pati dzīve. Jaunas skaitļošanas spējas ļauj pētniekiem, piemēram, mums, pārbaudīt, vai noteiktas iezīmes vienkārši mēdz notikt kopā. Tā vietā mēs varam ienirt pagātnē un mēģināt atšķirt ceļu, ko sugas ir pārgājušas caur vēsturi, lai nonāktu tur, kur tās ir.

Lai pārbaudītu teoriju, ka vīrieši, kas mēģina piesaistīt vairākus biedrus, pastiprinātu seksuālo izvēli un virzītu arvien sarežģītāku displeju attīstību, mums bija nepieciešama gan jauna datu kopa, gan inovatīvas metodes.

Dziesmu putni ir lieliska sistēma, lai izpētītu šo jautājumu. Pirmkārt, daudzas sugas ir sociāli (kaut ne vienmēr seksuāli) monogāmas, kas citādi ir ļoti reti sastopamas dzīvnieku valstībā, bet vēstures gaitā ir notikušas daudzas neatkarīgas pārejas uz polija. Tas mums ļauj viegli salīdzināt putnu dziesmas, meklējot vienu partneri ar tiem, kas meklē vairākus biedrus. Dziesmu putniem ir arī neticama dziesmu daudzveidība, sākot no vienkāršiem mājas zvirbuļu tweets līdz izsmalcinātā putna cadenzas.

Meklējot publicētās literatūras un lauku rokasgrāmatas, mēs apkopojām datus par gandrīz 700 sugām un dziesmu datiem vairāk nekā 350 sugām, kas ir līdz šim lielākā šāda veida datu bāze. Mēs ieguvām nesen publicētu filogēniju - būtībā „ģimenes koku”, kas visu laiku atduras uz visu putnu senču, kas aptvēra visu putnu evolūcijas vēsturi. Tas kalpotu kā mūsu karte caur dziesmu putnu līnijām.

Mēs apvienojām savus īpašību datus ar filogēnu, lai savlaicīgi izsekotu, novērtējot, kā katras dziesmu putnu grupas senči varētu būt izklausījušies un izturējušies.

Šī pieeja ir līdzīga, ja mēs pametām cilvēka ģimenes atkalapvienošanos un pamanām, ka vairumam ģimenes locekļu ir gaiši mati un runā zviedru valodā - mēs domājam, ka ilgstošs ģimenes ģimene, iespējams, arī bija gaiši mati un, iespējams, runāja zviedru valodā. Tad mēs varējām apmeklēt citu ģimenes atkalapvienošanos, tā attālos radiniekus, lai atrastu blondīnes, kas runā galvenokārt norvēģu valodā. Vēl vienā sapulcē, iespējams, mēs redzēsim brūnus, spāņu valodā runājošus. To darot simtiem reižu, pētnieki varēja noskaidrot, vai pastāv saikne starp matu krāsu un valodu šajās ģimeņu vēsturēs.

Izmantojot līdzīgas metodes ar putnu ģimenes koku, mēs varējām pārbaudīt ne tikai to, kā pārošanās uzvedība sakrīt ar dzīvo sugu dziesmām, bet arī to, kā šīs uzvedības viena otru ietekmēja tūkstošiem un pat miljoniem dziesmu putnu evolūcijas vēstures gadu. Novērtējot mūsdienu dziesmu putnu priekšteču iespējamo uzvedību, mēs varētu aprēķināt šo īpašību evolūcijas ātrumu, ieskaitot to, kā dziesmu evolūcijas ātrumu var ietekmēt pārošanās uzvedība, vai otrādi.

Seksuālā izvēle, bet ne vienā virzienā

Veicot šo dziļo analīzi, rezultāti mūs pārsteidza. Mēs neesam atraduši sagaidāmās attiecības, ka dziesmas kļuva sīkākas sugās, kurās vīrieši meklēja vairākus biedrus. Tā vietā mēs atklājām interesantu evolūcijas modeli: dziesmas, šķiet, attīstās straujāk polianģītiskas līnijas, bet ne kādā konkrētā virzienā.

Tā vietā, lai šie senči tēviņi mēģinātu savstarpēji konkurēt ar sarežģītākām dziesmām, šķita, ka dziesmas svārstās starp vienkāršu un sarežģītu, piemēram, svārstīgu svārstu pāri paaudzēm - strauji mainās šobrīd, bet ilgstoši nav konsekventi. Ja šīs daudzveidīgo sugu dziesmas kļuva pārāk vienkāršas vai sarežģītas, viņi sāka virzīties uz priekšu vidū.

Skatiet arī: Jaunais ierakstu īpašnieks pasaules lielākajiem putniem, kas jebkad bijis 1700 mārciņas gigants

Šie rezultāti izaicina mūsu sākotnējās plašās intuīcijas par reproduktīvo panākumu un evolūcijas spiedienu. Pētot daudzu monogāmu un poligēnu putnu sugu dziesmas pāri evolucionārajam kokam, mēs atklājām rezultātus, kas bija pretēji valdošajai gudrībai: sugām, kas piesaista vairākus biedrus, kopumā nebija sarežģītāku dziesmu, bet viņu dziesmas attīstījās ātrāk. Šis ir jauns pierādījums, kas var mainīt klasiskās hipotēzes par monogāmiju un seksuālo atlasi evolūcijā.

Mūsu darbs rāda, ka tad, kad zinātnieki pētīs seksuālo izvēli nākotnē, mums ir jādomā ne tikai par pētāmo īpašību apjomu, bet arī par to, cik ātri viņi mainās.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Nicole Creanza un Kate Snyder sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.