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Im ersten Bild scheint der Parameter $r$ die Richtung und Stärke zweier Variablen zu vergleichen. Im zweiten Bild scheint $R^2$ die Variation des Anteils unabhängiger und abhängiger Variablen zu beschreiben.
Sind ehrliche Indikatoren vor diesem Hintergrund durch $R^2$ bestimmt?
Warum ist es für beide Graphen eine positive Zahl, wenn wir uns auf das zweite Bild beziehen?
SEXUELLE AUSWAHL, EHRLICHE WERBUNG UND DAS HANDICAP-PRINZIP: BEWEISÜBERPRÜFUNG
Department of Zoology, University of Cambridge, Downing Street, Cambridge CB2 3EJ, Großbritannien
Department of Zoology, University of Cambridge, Downing Street, Cambridge CB2 3EJ, Großbritannien
ZUSAMMENFASSUNG
Um herauszufinden, ob sich eine Paarungspräferenz ursprünglich aus adaptiven Gründen entwickelt haben könnte, muss festgestellt werden, ob das bevorzugte Merkmal nützliche Informationen über die Paarungsqualität zum Zeitpunkt des ersten Auftretens der Präferenz geliefert haben könnte.
Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, zu bestimmen, ob sich die Präferenz vor oder nach dem bevorzugten Merkmal entwickelt hat. Wenn sich die Präferenz zuerst entwickelt hat, kann sie ursprünglich keine adaptive Funktion bei der Partnerwahl erfüllt haben, sondern muss eher durch zufällige Drift oder als pleiotrope Folge einer Selektion entstanden sein, die auf andere Aspekte der individuellen Wahrnehmungsfähigkeiten einwirkt.
Eine Reihe von Studien hat gezeigt, dass Weibchen auch in nicht-sexuellen Kontexten eine Paarungspräferenz (z. Darüber hinaus haben phylogenetische Analysen gezeigt, dass Weibchen eines bestimmten Taxons in mehreren Fällen eine Präferenz für ein männliches Merkmal aufweisen, das in einem Schwestertaxon und in Fremdgruppentaxa fehlt, und dass diese Präferenz von Weibchen des Schwestertaxons geteilt wird, die das männliche Eigenschaft. Das Prinzip der Sparsamkeit legt nahe, dass eine solche Präferenz von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt wurde, während das bevorzugte Merkmal nur einmal in der Abstammungslinie aufgetreten ist, die das Merkmal aufweist, d. h. dass die Präferenz älter ist als das attraktive Merkmal.
Während die obigen Beweise darauf hindeuten, dass Weibchen „versteckte“ Präferenzen für männliche Merkmale besitzen, die nicht von Mitgliedern ihrer eigenen Art gezeigt werden, und dass Männchen zumindest in einigen Fällen später Merkmale entwickelt haben, die bereits vorhandene Präferenzen dieser Art ausnutzen, gibt es Es gab zu wenige historische Studien zur Präferenzentwicklung, um die Häufigkeit einer solchen Ausnutzung beurteilen zu können. Darüber hinaus können historische Studien die Hypothese des adaptiven Ursprungs nicht stichhaltig stützen, da die Koevolution von Merkmal und Präferenz (im Gegensatz zur Ausnutzung eines bereits bestehenden Bias) mit Fisherschen Modellen der Präferenzentwicklung sowie mit ehrlicher Werbung und dem Handicap-Prinzip kompatibel ist. Daraus kann nur geschlossen werden, dass sich einige Paarungspräferenzen ursprünglich nicht aus adaptiven Gründen entwickelt haben, andere dies jedoch möglicherweise getan haben oder auch nicht.
Um herauszufinden, ob eine Paarungspräferenz derzeit durch natürliche Selektion aufrechterhalten wird, weil das bevorzugte Merkmal nützliche Informationen über die Paarungsqualität liefert, müssen die phänotypischen und genotypischen Korrelate der Präsentation und die Fitnesskonsequenzen der Partnerwahl untersucht werden.
Eine Überprüfung der veröffentlichten Daten zeigt eine gewisse Unterstützung für die Ideen von adaptiver Wahl und ehrlicher Werbung. Bei einer Reihe von Arten korrelieren bevorzugte Darstellungsmerkmale mit mutmaßlichen Qualitätsmaßen, und bei einem kleinen Teil davon gibt es Hinweise darauf, dass der Fortpflanzungserfolg und/oder die Nachkommenleistung bei Individuen, die mit attraktiven Partnern verpaart sind, höher ist. Nur sehr wenige Studien berichten, dass solche Korrelate der Anzeige oder solche Vorteile nicht gefunden wurden.
Während das obige Ergebnis darauf hindeutet, dass ehrliche Werbung manchmal in bestehenden Populationen vorkommt (was nicht unbedingt bedeutet, dass sich bevorzugte Merkmale ursprünglich als zuverlässige Indikatoren für die Partnerqualität entwickelt haben), bedeutet die Möglichkeit eines Publikationsbias, dass man nicht beurteilen kann, wie weit verbreitet sie ist. Um dieses Problem zu beheben, sind weitere Daten erforderlich, insbesondere in Bezug auf die Fitnesskonsequenzen der Partnerwahl für Weibchen. Experimentelle statt Beobachtungsmethoden sind das beste Mittel, um solche Daten zu sammeln. Studien, die beispielsweise nach Korrelaten der Anzeige suchen, sollten sich eher auf experimentell induzierte als auf natürliche Variationen der „Qualität“ verlassen.
Die häufigsten Korrelate männlicher Darstellung sind Alter und Dominanz. Letztere Beobachtung legt nahe, dass es häufig zu Wechselwirkungen zwischen den Prozessen der intersexuellen und der intrasexuellen Selektion kommen kann.
Es gibt erheblich mehr Belege für die Idee der weiblichen Wahl für direkte als für indirekte Vorteile. Gleichzeitig zeigt sich jedoch, dass Paarungsentscheidungen häufig von mehr als einem Qualitätsmaß beeinflusst werden, so dass diese beiden Wahlmöglichkeiten nicht unabhängig voneinander sein müssen. Um diese Möglichkeit zu beurteilen, sind weitere Studien zum Zusammenhang zwischen männlicher Attraktivität und Nachkommenleistung erforderlich.
Die Partnerwahl basiert häufig auf mehr als einem Darstellungsmerkmal, und jedes Merkmal wird häufig von mehr als einem Qualitätsaspekt beeinflusst. „Eine Qualität, ein Merkmal“ Ansichten ehrlicher Werbung sind einfach und müssen aufgegeben werden.
Ehrlichkeit in sexuellen Darstellungen wird manchmal durch Kosten (wie bei strategischen Handicap-Modellen) und manchmal, ungefähr gleich häufig, durch physische Notwendigkeit (wie bei aufdeckenden Handicap-Modellen) aufrechterhalten. In einigen Fällen sind beide Mechanismen an einem einzigen Signalisierungssystem beteiligt. Um weiter zwischen diesen Möglichkeiten zu unterscheiden, ist eine experimentelle Untersuchung der Anzeigekosten auf der Grundlage der Manipulation von Anzeigemerkmalen erforderlich.
Ultraviolette Hochzeitsfarbe bestimmt den Kampferfolg bei männlichen europäischen grünen Eidechsen (Lacerta viridis)
Tierkommunikation durch Farbsignale ist ein zentrales Thema der sexuellen Selektion. Strukturfarben können ebenso kostspielige und ehrliche Signale sein wie pigmentbasierte Farben. Ultraviolett (UV) ist eine Strukturfarbe, die sowohl bei der intrasexuellen Konkurrenz als auch bei der Partnerwahl wichtig sein kann. Es ist jedoch noch unbekannt, ob ein UV-Signal allein den Ausgang von Mann-Mann-Kämpfen bestimmen kann. Europäische grüne Eidechse (Lacerta viridis) Männchen entwickeln eine Hochzeitshalsfärbung mit starkem UV-Anteil. Unter den Männchen, die sich nur in ihrer manipulierten UV-Farbe unterscheiden, bevorzugen Weibchen Männchen mit höherem UV-Licht. Hier haben wir experimentell die UV-Färbung von zufällig ausgewählten Männchen aus ansonsten ähnlichen männlichen Paaren verringert, um die Hypothese zu testen, dass ein Unterschied in der UV-Farbe allein den Kampferfolg während des männlich-männlichen Wettbewerbs beeinflussen kann. Unsere Ergebnisse bestätigten die Hypothesen voll und ganz: In fast 90 Prozent der Wettkämpfe verlor der Mann mit reduzierter UV-Strahlung den Kampf. Unsere Ergebnisse zeigen, dass UV ein wichtiges Signal sein kann, das sowohl die weibliche Partnerwahl als auch den Erfolg des männlichen Kampfes beeinflusst.
1. Einleitung
Auffällige Färbung ist ein Schlüsselmerkmal der sexuellen Selektion, das in einer Vielzahl von Taxa in Bezug auf Partnerpräferenz, Konkurrenzwettbewerb und Artenerkennung untersucht wurde [1–4]. Nach einigen Kontroversen in der Vergangenheit wurde in letzter Zeit akzeptiert, dass Strukturfarben (z.Sinn [6,7]). Die genauen Informationen, die UV-Signale vermitteln, werden jedoch selten preisgegeben. Frühere Studien zeigten, dass sowohl die männliche als auch die weibliche Partnerpräferenz auf UV-Signalen in verschiedenen Taxa basieren kann [8–11]. Weniger Studien haben die Rolle von UV-Farben während des männlich-männlichen Wettbewerbs untersucht [12-16], obwohl der Nachweis, dass ein UV-Signal allein das Ergebnis von männlichen aggressiven Begegnungen beeinflussen kann, auf einen direkten Zusammenhang mit der männlichen Qualität hindeuten und die Ähnlichkeiten weiter verstärken würde zwischen pigmentbasierten und strukturellen Farben. Es fehlen jedoch noch Experimente, bei denen sich nur die Stärke des UV-Signals zwischen den Teilnehmern unterscheidet und bei denen inszenierte aggressive Begegnungen bewertet werden.
Das Ziel der vorliegenden Studie war es zu untersuchen, ob der Erfolg von Männchen-Männchen-Kämpfen durch die UV-Reflexion des bräutlichen Kehlflecks männlicher europäischer grüner Eidechsen beeinflusst wird (Lacerta viridis). Männchen mit hoher UV-Reflexion an ihren Kehlen werden von empfänglichen Weibchen bevorzugt, basierend auf Tests, bei denen Weibchen zwischen Männchen wählten, die sich nur in der (manipulierten) UV-Farbe unterscheiden [11]. Wenn die UV-Strahlung im Rachen sowohl bei der inter- als auch bei der intrasexuellen Selektion ein Signal wäre, könnte die Bandbreite möglicher evolutionärer Erklärungen eingeengt werden. Hier haben wir studiert, ob männlich L. viridis, mit künstlich reduzierter UV-Reflexion im Hals, die zufällig aus morphologisch übereinstimmenden Paaren ausgewählt wurden, verlieren eher Kämpfe (Männchen kämpfen während der Paarungszeit heftig) als die entsprechenden Kontrollmännchen eines Paares.
2. Material und Methoden
(a) Probenahme und Messungen
Lacerta viridis ist eine der häufigsten Lacertiden-Eidechsen in Europa. Männchen entwickeln am Hals eine blaue Hochzeitsfärbung, die im UV-Bereich stark reflektiert [11,17]. Wir haben im April 2007 40 Männchen in der Nähe von Tápiószentmárton, Ungarn (47°20′25″ N, 19°47′11″ E) gefangen. Sie wurden einzeln gehalten und mit Mehlwürmern gefüttert (Tenebrio molitor) und Grillen (Gryllus bimaculatus) mit Vitaminpulver ad libitum bestäubt. Wir haben das Körpergewicht (BW) der Eidechsen auf 0,01 g genau und die Schnauzenöffnungslänge (SVL), die Kopflänge, die Kopfbreite und die Kopftiefe auf 0,1 mm genau gemessen. Wir führten eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) der Kopfmaße durch, die zu einem PC mit einem Eigenwert größer als 1 (Eigenwert = 2,623, Variation erklärt = 87,43 %) führte, der die Kopfgröße (Faktorladungen kleiner als −0,9) beschreibt. Die Kehlkopffarbe wurde mit einem Spektrometer vom Typ Ocean Optics 2000 [15] gemessen, komplett mit einer Mini-D2-Deuterium-Halogen-Lampe, die an eine faseroptische Sonde angeschlossen war (Details zu den Messungen siehe [11]). Wir haben das spektrale Reflexionsvermögen (R) von 320 bis 700 nm unmittelbar vor und nach der Manipulation gemessen (siehe unten). Wir berechneten drei Variablen zur Beschreibung der Kehlkopffarbe [11,18]: (i) Helligkeit, Gesamtreflexion (R320–700 nm), (ii) UV-Chroma (R320–400/R320–700) und (iii) Blauschattierung ( R400–490/R320–700).
(b) Experiment
Wir haben 20 Rüdenpaare mit einer maximalen SVL-Differenz von 2 mm erzeugt. Männchen innerhalb von Paaren wurden zufällig der Kontroll- oder UV-reduzierten Gruppe zugeteilt. Anfängliche morphologische und Farbunterschiede zwischen den Behandlungsgruppen wurden mit gepaarten . getestet T-Tests. Die UV-Reduktion wurde wie in Bajer . erklärt durchgeführt et al. [11]. Die Kehlen der Kontrollmännchen wurden mit Entenputzdrüsenfett behandelt, während die UV-reduzierten Männchen eine Behandlung mit UV-reduzierenden Mitteln erhielten, die mit dem Fett vermischt wurden. Um zu sehen, ob unsere UV-reduzierende Behandlung erfolgreich war, verwendeten wir gepaarte T-Tests zum Vergleich von Farbvariablen zwischen Behandlungsgruppen.
Die Experimente wurden im natürlichen Lebensraum von durchgeführt L. viridis an sonnigen, windarmen und regenfreien Tagen. Die Versuche wurden vom 15. bis 18. Mai 2007 zwischen 08.00 und 16.00 Uhr in fünf Glasterrarien (jeweils 40 × 80 × 40 cm Breite × Länge × Höhe) mit einer abnehmbaren undurchsichtigen Trennwand in der Mitte durchgeführt. Zuerst setzen wir die Männchen eines bestimmten Paares zufällig in die getrennten Fächer und lassen sie 10 min akklimatisieren. Dann haben wir die mittlere Wand angehoben, damit die Männchen interagieren können. Bei allen Versuchen wurden Beobachtungen von einem Blinden aus gemacht. Zwischen den folgenden Versuchen haben wir die Terrarien mit Waschmittel gewaschen, um alle chemischen Reize zu entfernen, die Eidechsen aus dem vorherigen Versuch hinterlassen haben. Jedes Männchen wurde nur einmal verwendet. Wenn Eidechsen innerhalb von 20 Minuten kein aggressives Verhalten zeigten (sich auf den Teilnehmer mit gewölbtem Rücken, gesenktem Kopf und aufgeblasener Kehle zu nähern, wodurch der Teilnehmer gezwungen wurde, aggressiv zu reagieren oder zu fliehen), betrachteten wir den Versuch als erfolglos. Drei der 20 Versuche waren nicht erfolgreich, während es im Rest klare Gewinner/Verlierer gab. Die Versuche wurden beendet, als ein Männchen dem anderen zum ersten Mal entkam. Das flüchtende Männchen wurde als Verlierer, das andere als Sieger bestimmt. Unser Ziel war es nicht, feine Details des Verhaltens zu analysieren, sondern konzentrierten uns ausschließlich auf das funktionale Ergebnis der Begegnung. Der Kampferfolg wurde mit a . analysiert χ 2 -Test basierend auf einer 2 × 2 Kontingenztabelle mit eingetragener Behandlung und Erfolg. Nach Abschluss der Experimente wurden alle Männchen an der Fangstelle unversehrt freigelassen.
3. Ergebnisse
Weder Morphologie (SVL: T16 = −0.58, P = 0,57 BW: T16 = −0.823, P = 0,42 Kopfgröße: T16 = 0.181, P = 0,86) noch Farbe (UV-Chroma: T16 = 0.34, P = 0,74 Blausättigung: T16 = 1.54, P = 0,14 Helligkeit: T16 = 0.32, P = 0,75) unterschied sich zwischen den UV-reduzierten gegenüber den Kontrollmännchen vor der Manipulation.
Nach Manipulationen waren Gesamthelligkeit und UV-Chroma der UV-reduzierten Männchen signifikant niedriger als die der Kontrollmännchen (Helligkeit: T16 = −3.711, P = 0,002 UV-Chroma: T16 = −2.391, P = 0,03), während sich das blaue Chroma nicht unterschied (T16 = −0.021, P = 0,98). Daher waren unsere Behandlungen wirksam bei der Verringerung des relativen UV-Reflexionsvermögens (und waren stark genug, um das Gesamtreflexionsvermögen 1 zu beeinflussen). Die Manipulation der UV-Reflexion des Halses bestimmte den Kampferfolg ( P = 0,02). Von den 17 inszenierten aggressiven Begegnungen, bei denen die Männchen aggressives Verhalten zeigten, zog sich das UV-reduzierte Männchen 15 Mal zurück.
Abbildung 1. Mittlerer Reflexionsgrad (+95 % KI) gemessen pro 20 nm im Bereich 320–700 nm auf der Kehle des männlichen Lacerta viridis vor der Manipulation (gefüllte Kreise n = 40) und nach der UV-Reduzierung (gefüllte Rauten n = 20) und Kontrolle (gefüllte Quadrate n = 20) Behandlungen. UV-Bereich = 320–400 nm, blauer Bereich = 400–490 nm.
4. Diskussion
Wir fanden das Männchen L. viridis mit experimentell reduziertem Rachen-UV waren es wahrscheinlicher, dass sie die Kämpfe verloren als Kontroll-Männer, obwohl die Teilnehmer in Körper- und Kopfgröße gleich waren. Unsere Ergebnisse sind interessant, weil sich die unterschiedlich behandelten Männchen innerhalb kämpfender Männchenpaare aufgrund unseres Versuchsdesigns in keinem anderen korrelierten Merkmal systematisch unterscheiden konnten, sondern allein das manipulierte UV mit 88-prozentiger Wahrscheinlichkeit über den Erfolg der Kämpfe entscheidet. Daher ist Rachen-UV eindeutig ein männliches Qualitätssignal in L. viridis.
Betrachtet man zufällige männliche Paare, ist die Körpergröße allein oder die Körpergröße in Kombination mit der relativen Kopfgröße wahrscheinlich die wahren Determinanten des Kampferfolgs [19–21]. Für Männer sind solche Unterschiede jedoch möglicherweise nicht einfach und schnell zu beurteilen. Signale, die die Kampffähigkeit anpreisen, ermöglichen es männlichen Echsen, die Wahrscheinlichkeit des Sieges einzuschätzen und somit energetisch kostspielige eskalierte Kämpfe, Verletzungen und erhöhtes Prädationsrisiko zu vermeiden [22,23] und Zeit und Energie für andere Aufgaben wie Nahrungsaufnahme, Partnersuche oder zu gewinnen Thermoregulation [4]. Die Rolle von UV-Signalen für den Dominanzstatus oder die Aggression der Werbung wurde in verschiedenen Taxa gezeigt [13–16]. In unserem Experiment waren aggressive Darstellungen reichlich vorhanden, aber sie eskalierten selten zu körperlichen Kämpfen. Dennoch gab in 17 von 20 Fällen ein Männchen auf und versuchte vor dem anderen zu fliehen, der den Verlierer verfolgte, was darauf hindeutet, dass die Männchen ihre Entscheidung trafen, ohne die Risiken einzugehen, die mit tatsächlichen Kämpfen verbunden waren. Da alles andere gleich war (oder sich zufällig unterschied), muss allein das manipulierte UV-Signal das Stichwort für die Entscheidungen der Männer gewesen sein. Eine mögliche Erklärung ist, dass die Halsfarbe ein Verstärker der Kopfgröße sein kann, die normalerweise mit der Bisskraft korreliert [24], und daher können Männer die Halsfarbe als Indikator für die Beißkraft des anderen verwenden [25].
Signale, die in einem Kontext (intra- versus intersexuell) wichtig sind, sind im anderen möglicherweise nicht wichtig [1,25]. In unserem Fall ist die UV-Strahlung der männlichen Kehle nicht nur ein wichtiges Stichwort bei der Partnerwahl der Frau [11], sondern bestimmt auch den Kampferfolg, was Fisherian Runaway [26] als den Prozess hinter der Entwicklung des Signals sehr unwahrscheinlich macht. UV wurde erst vor kurzem als vergleichbare Kosten mit pigmentbasierten Farben akzeptiert [5]. Beispielsweise korreliert eine höhere UV-Farbe negativ mit dem Gesundheitszustand der Eidechse Lacerta schreiberi [25]. In L. viridis, fanden wir, dass eine hohe UV-Strahlung im Rachen negativ mit der Körperkondition im Feld korreliert (O. Molnár, K. Bajer, J. Török & G. Herczeg 2011, unveröffentlichte Daten) und ihre jährliche Entwicklung hängt von der für die Aufrechterhaltung verfügbaren Zeit ab optimale Körpertemperatur (K. Bajer, O. Molnár, J. Török & G. Herczeg 2011, unveröffentlichte Daten), was darauf hindeutet, dass es sich um ein kostspieliges Signal handelt und somit die individuelle Qualität ehrlich offenbart werden kann. Unsere aktuellen Ergebnisse stimmen mit diesem Szenario überein, was darauf hindeutet, dass die UV-Strahlung im Rachen ein zuverlässiges Signal für die Kampffähigkeit ist, die es Männern ermöglicht, L. viridis sich gegenseitig zu verurteilen, ohne kostspielige körperliche Kämpfe zu führen. Da UV bei dieser Art sowohl bei der Beilegung aggressiver Begegnungen zwischen Männchen als auch bei der Partnerwahl der Weibchen wichtig ist, schlagen wir vor, dass UV oder andere strukturelle Farben bei der sexuellen Selektion wichtiger sein können als bisher angenommen.
ERGEBNISSE
Die Prüfung der Normalität ergab, dass alle gemessenen Variablen nicht normalverteilt waren. Daher wurden nicht-parametrische Spearman-Rangkorrelationen berechnet, die zeigten, dass alle gemessenen Variablen signifikant miteinander korrelierten (P<0,001 für alle Korrelationen Tabelle 1). Insgesamt weisen die beiden aus der PCA resultierenden Komponenten höhere Korrelationen mit anderen Variablen auf als aus den Komponenten herausgegriffene Variablen [z. Fn korreliert besser als F1 und F2 mit VTL und Log10 des Körpergewichts (im Folgenden log BW)], was die Verwendung der PCA-Variablen rechtfertigt. Weil wir im Allgemeinen daran interessiert waren, die Vorhersagbarkeit einer Variablen durch eine andere zu bestimmen, und weil im Vergleich zu Fn ΔF zeigten weniger starke Korrelationen sowohl mit BW als auch mit VTL (Tabelle 1), Fn war die einzige frequenzbezogene Variable, die für die weitere Analyse zurückbehalten wurde (außerdem basiert die Formantdispersion in der Regel auf einem Durchschnitt von mehr als drei Formanten und kann hier nicht angemessen berechnet werden, da nur F1 und F2 deutlich zu unterscheiden). Schließlich wurde log BW anstelle von BW verwendet, da das Volumen proportional zur Kubik einer linearen Dimension ist (BW war die einzige Variable, die logarithmisch transformiert wurde, da die Beziehungen zwischen log BW und VTL und zwischen log BW und Fn nach Sichtprüfung linear zu sein schienen ).
Spearman-Korrelationskoeffizienten zwischen den in der Studie gemessenen anatomischen und akustischen Variablen
kwiiEhO1W7ggXHiEsEoXH0qy9mvyv-RRmAHMrxlQvXYzcwN0y-AmszyfCN1t0N1ZVFIw4ro9wzU05aFmPQHDNlWGzJHSyUYYJD4R25urA__&Key-APKA6>RDG5DK
Anatomische Abhängigkeiten: BW sagt VTL voraus
Da log BW und VTL stark und positiv korreliert waren (R=0.964, P<0,001 Fig. 3A) untersuchten wir ferner die Abhängigkeit von VTL von log BW mit linearen Modellen. log BW, Wurf (B, R oder Z) und Geschlecht (männlich oder weiblich) wurden als feste Effekte eingetragen, während Einzel und Serien (1, 2, 3 oder 4) als zufällige Effekte eingetragen wurden.Es wurden zwei Arten von Modellen berechnet, die entweder zufällige Steigungen für den Einzel- und Nach-Reihen-Effekt von log BW angeben oder nur für den Nach-Reihen-Effekt von log BW (basierend auf einer visuellen Untersuchung der Daten vor der Durchführung der Analyse siehe Tabelle S2 für die anfängliche Modellzusammensetzung). Nach schrittweisem Entfernen der festen Effekte basierend auf einer Abnahme der AIC-Werte war das am besten passende Modell ein GLMM (da die Residuen aus dem LMM nicht normalverteilt waren) mit einer Gammaverteilung und einer inversen Linkfunktion, die nur log BW . enthielt als fester Effekt und zufällige Steigung nur für den By-Series-Effekt von log BW (Tabelle 2). Wir fanden daher, dass BW der einzige signifikante Prädiktor für VTL war (n=60 nicht rücktransformierte Vorhersagen: β=−1.515, s.e.m.=0.48, T=−3.158, P=0,002), wobei eine Auswirkung des Sexualdimorphismus auf diese Beziehung ausgeschlossen ist. Die Inspektion des anfänglichen GLMM bestätigte die Auswahl unseres endgültigen Modells, da weder Geschlechts- noch Wurfeffekte signifikant waren (P>0.9). Dieselbe Analyse wurde für Alter statt für Serie durchgeführt und ergab das gleiche endgültige Modell (was nicht verwunderlich ist, wenn man bedenkt, dass die Seriennummer mit der Zeit zunahm und eng mit dem Alter verbunden war). Da es sich bei dieser Studie um eine Längsschnittstichprobe derselben Personen handelt, zeigt unsere Analyse, dass das Wachstum des Stimmtrakts bei Hausschweinen vollständig vom Körpergewicht abhängt, ohne dass zusätzliche signifikante Auswirkungen von Geschlecht oder Alter auftreten.
Bivariate Diagramme, die Interkorrelationen von Körpergewicht, VTL und Formanten veranschaulichen. (A) VTL (PCA-Scores aus einem PCA zu Schädellänge, Nasenganglänge und Mundweglänge) gegen das logarithmische Körpergewicht (BW, in kg) n=60. (B) Formanten (Fn PCA-Werte ab einem PCA an F1 und F2) gegen VTL n=57. (C) Fn gegen log BW (in kg) n=77.
Bivariate Diagramme, die Interkorrelationen von Körpergewicht, VTL und Formanten veranschaulichen. (A) VTL (PCA-Scores aus einem PCA zu Schädellänge, Nasenganglänge und Mundweglänge) gegen das logarithmische Körpergewicht (BW, in kg) n=60. (B) Formanten (Fn PCA-Werte ab einem PCA an F1 und F2) gegen VTL n=57. (C) Fn gegen log BW (in kg) n=77.
Details zu den am besten passenden Modellen für jede der drei Hauptanalysen
ex7wueSIECkj8P6dSHUU7NIOLUTsxWs-by5ImNAGn4QG5vPBdDI-oLQhrnEg1oIhJBdYcq4x2xtxodHrUbPFKzPnXQ7WQ23uhQ__&Key-Pair-Id=APKAIE5
Akustische Abhängigkeiten: VTL sagt Formanten voraus
VTL und Fn waren stark negativ korreliert (R=−0.946, P<0,001 Fig. 3B), wie auf der Grundlage akustischer Prinzipien vorhergesagt, und wir untersuchten daher die Abhängigkeit von Fn von VTL (eine anatomisch-akustische Beziehung) auf ähnliche Weise wie bei der vorherigen Analyse (Tabelle S2). Unser am besten passendes Modell ergab, dass VTL die einzige signifikante Determinante ist (n=57 β=−0.574, s.e.m.=0.15, T=−3.955, P= 0,006) von Fn (Tabelle 2), auch wenn Alter anstelle von Serie kontrolliert wird. Likelihood-Ratio-Tests an ersten Modellen, die jeweils einen Hauptfaktor ausschließen (Winter, 2013), bestätigten die Auswahl für unser endgültiges Modell, da weder Geschlechts- noch Wurfeffekte signifikant waren (bzw. P>0.9 und P>0.8). Diese Analyse zeigt, dass die beobachtete Abnahme der Formantfrequenzen mit der Körpergröße (Tabelle 1) wiederum nur von der Zunahme der VTL abhängt, keine Geschlechtsunterschiede signifikant waren.
Akustische Allometrie: BW sagt Formanten voraus
Betrachtet man schließlich die akustischen allometrischen Korrelationen, hing Fn stark und negativ von log BW ab (R=−0.963, P<0,001 Fig. 3C), wie aufgrund der vorherigen beiden Korrelationen erwartet. Nach dem gleichen Verfahren für die Modellauswahl (siehe Tabelle S2 für das Ausgangsmodell) enthielt das am besten passende Modell für diese Analyse nur einen signifikanten Effekt von log BW (n=77 β=−2.191, s.e.m.=0.42, T=−5.178, P<0,001) auf Fn (Tabelle 2). Dies wurde erneut durch Likelihood-Ratio-Tests an ersten Modellen bestätigt, die nicht signifikante Auswirkungen des Geschlechts zeigten (P>0.6) und Wurf (P>0.7). Wie bei den beiden vorherigen Analysen ergab das Ersetzen von Series durch Age das gleiche endgültige Modell. Dieses Ergebnis zeigt daher, dass Formanten über die intervenierende Variable VTL eng vom BW bestimmt werden, ohne zusätzliche signifikante Abhängigkeit von Alter, Wurf oder Geschlecht.
Diese anatomischen und anatomisch-akustischen Analysen wurden ein zweites Mal durchgeführt, wobei alle Fälle entfernt wurden, in denen VTL-Messungen aus den Röntgenaufnahmen mindestens eine unsichere Messung enthielten (Qualität „3“). Während sich die AIC-Scores und Signifikanzwerte geringfügig von den Hauptanalysen unterschieden, waren alle am besten passenden Modelle gleich, was darauf hindeutet, dass Messungen, die möglicherweise eine größere Unsicherheit beinhalten, die fundamentalen Beziehungen, die in den oben beschriebenen Analysen gefunden wurden, nicht beeinflussten.
Prädiktive Beziehungen zwischen VTLs und Formanten
wo C ist die ungefähre Schallgeschwindigkeit in der warmen, feuchten Luft eines Säugervokaltrakts (350 m s −1 ) und L ist die Länge des Tractus supralaryngeus, wenn er als halboffener Resonanzschlauch betrachtet wird (Titze, 1994). Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Tests zeigten, dass die gemessene Länge des Nasentrakts und die Länge des Mundtrakts sich signifikant von dem vorhergesagten VTL, berechnet aus , unterschieden F1 (Nasentraktlänge: Z=−6.018, P<0.001 Länge des Mundtrakts: Z=−6.567, P<0.001) und F2 (Nasentraktlänge: Z=−6.567, P<0.001 Länge des Mundtrakts: Z=−6.567, P<0,001). Die meisten unserer nasalen Messungen waren kürzer als vorhergesagt von F1 (n=49/57) und alle waren kürzer als vorhergesagt von F2 (n=57/57) alle unsere oralen Messungen waren kürzer als vorhergesagt von F1 und F2. Obwohl hoch korreliert, unterschied sich die gemessene Länge des Nasen- und Mundtrakts ebenfalls signifikant, und die Länge des Nasentrakts war immer länger als die Länge des Mundtrakts (F1: Z=−6.567, P<0.001 F2: Z=−6.567, P<0,001). Obwohl die VTL anscheinend unterschätzt wurde, lag unsere gemessene Nasenganglänge also konsistent näher an der VTL, die von vorhergesagt wurde F1 und F2 als unsere gemessene Länge des Mundtrakts [basierend auf den Unterschieden zwischen den erwarteten Werten und den Messungen des Nasen- oder Mundtrakts: F1: Z=−6.567, P<0.001 F2 (gepaarte Probe T-Prüfung): T56=−35.23, P<0.001].
Da die Stimmlippen in unseren Röntgenbildern nicht sichtbar waren, endete unsere Nachverfolgung des Nasen- und Mundtrakts an der Basis der Epiglottis (E) und die vollständige VTL wurde daher nicht berücksichtigt. Insbesondere der Abstand zwischen E und den Stimmlippen (VF, gemessen in der Mitte) wurde bei unseren Messungen nicht berücksichtigt, was somit eine kleine, aber konsistente Unterschätzung darstellt. Aus digitalen Bildern eines Querschnitts eines Hausferkels (W.T.F., unveröffentlichte Daten) haben wir diese Entfernung abgeschätzt und den resultierenden Anstieg der VTL berechnet. Die Distanz „E-VF“ repräsentierte 8,15 % bzw. 9,68 % der Länge des Nasen- und Mundtrakts und endete bei E.
Um diesen zusätzlichen Anteil des Vokaltrakts zu kompensieren, haben wir daher unsere gemessenen Nasen- und Mundtraktlängen um 8,15% bzw. 9,68% erhöht (siehe korrigierte Nasen- und Mundtraktlänge, Tabellen S3 und S4) und die obigen Analysen durchgeführt wieder. Nichtsdestotrotz wichen die korrigierten Messwerte nach wie vor von der VTL ab, die von vorhergesagt wurde F1 (korrigierte Nasenganglänge: Z=−4.024, P<0.001 korrigierte Länge des Mundtrakts: Z=−6.567, P<0.001) und F2 (korrigierte Nasenganglänge: Z=−6.567, P<0.001 korrigierte Länge des Mundtrakts: Z=−6.567, P<0,001). Die meisten korrigierten Nasenmessungen waren immer noch kürzer als vorhergesagt (F1: n=42/57 F2: n=59/57) und alle korrigierten oralen Messungen waren kürzer als vorhergesagt von F1 und F2. Die korrigierte Länge des Nasentrakts war immer länger als die korrigierte Länge des Mundtrakts (F1: Z=−6.567, P<0.001 F2: Z=−6.567, P<0.001) und damit auch näher als die korrigierte Mundtraktlänge an den Vorhersagen aus F1 (Z=−6.567, P<0.001) und F2 (T56=−32.52, P<0,001).
Hypothese der Ausreißerauswahl
Unsere Redakteure prüfen, was Sie eingereicht haben und entscheiden, ob der Artikel überarbeitet werden soll.
Hypothese der Ausreißerauswahl, in der Biologie, eine Erklärung, die zuerst vom englischen Statistiker R.A. Fisher in den 1930er Jahren, um die schnelle Entwicklung spezifischer körperlicher Merkmale bei männlichen Tieren bestimmter Arten zu erklären. Einige Merkmale – wie auffälliges Gefieder, ausgeklügeltes Balzverhalten oder extreme Körperverzierung – werden von Weibchen bestimmter Arten so stark bevorzugt, dass sie sich nur mit den Männchen paaren, die den stärksten Ausdruck dieses Merkmals besitzen. In nachfolgenden Generationen besitzen männliche Nachkommen dieses körperliche Merkmal eher, während weibliche Nachkommen eher diese Eigenschaft bei Männern bevorzugen. Im Laufe der Zeit kann die Art durch einen extremen Geschlechtsdimorphismus gekennzeichnet sein.
Belege für diese Hypothese wurden bei mehreren Arten gefunden. Eines der dramatischsten Beispiele ist der Afrikanische Langschwanz-Witwenvogel (Euplectes progne) besitzt das Männchen einen außergewöhnlich langen Schwanz. Dieses Merkmal kann durch die Vorliebe der Weibchen für Männchen mit den längsten Schwänzen erklärt werden. Diese Vorliebe kann experimentell nachgewiesen werden, indem die Schwänze männlicher Witwen künstlich verlängert werden. In ähnlicher Weise männliche europäische Seggensänger (Acrocephalus schoenobaenus) mit den längsten und aufwendigsten Vogelgesängen sind die ersten, die im Frühjahr Partner finden.
Dieser Artikel wurde zuletzt von John P. Rafferty, Herausgeber, überarbeitet und aktualisiert.
Intersexuelle Dominanzbeziehungen und der Einfluss von Leverage auf den Ausgang von Konflikten bei wilden Bonobos (Pan paniskus)
Dominanzbeziehungen zwischen Weibchen und Männchen sind charakteristische Merkmale von Arten und werden normalerweise mit Sexualdimorphismus in Verbindung gebracht. Die Untersuchung der sozialen und kontextuellen Umstände, unter denen Frauen Konflikte gegen Männer gewinnen, ermöglicht es, die Bedingungen zu untersuchen, die wechselnde Machtasymmetrien zwischen den Geschlechtern auslösen. Diese Studie untersucht Dominanzbeziehungen bei Bonobos (Pan paniskus), eine Spezies, bei der angenommen wird, dass Weibchen trotz männlich-voreingenommenem Sexualdimorphismus soziale Dominanz zeigen. Um Dominanzbeziehungen zwischen Frauen und Männern zu identifizieren, haben wir zunächst untersucht, wie sich der intrasexuelle Dominanzstatus auf den Ausgang intersexueller Konflikte auswirkt. Zweitens haben wir durch die Einbeziehung sozialer und verhaltensbezogener Informationen über den Kontext intersexueller Konflikte getestet, inwieweit unterschiedliche Machtkomponenten für die beobachteten Asymmetrien in den Beziehungen relevant sind. Post-hoc-Analysen weisen auf eine geschlechtsunabhängige Dominanzhierarchie mit mehreren weiblichen Spitzenreitern hin. Unsere Ergebnisse zeigen auch, dass zwei Faktoren – der weibliche Einfluss und die Motivation, dem Nachwuchs zu helfen – einen signifikanten Einfluss auf den Ausgang intersexueller Konflikte hatten. Die Ergebnisse unserer Studie zeigen keine allgemeine Verringerung der männlichen Aggression gegenüber Weibchen, zeigen jedoch ein geringeres Maß an männlicher Aggression im Paarungskontext und ein Fehlen männlicher Aggression gegenüber den Weibchen, die visuelle Anzeichen einer erhöhten Fruchtbarkeit aufweisen. Dies deutet darauf hin, dass sowohl die weibliche Sexualität als auch die männlichen Paarungsstrategien an den sich verändernden Dominanzverhältnissen zwischen den Geschlechtern beteiligt sind.
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Einen ehrlichen Indikator für die intrasexuelle Selektion herausfinden - Biologie
Fisher (1958a) zitiert einen ungenannten "modernen" Biologen, der die Frage gestellt hat: "Welchen Vorteil könnte es für irgendeine Spezies haben, wenn die Männchen um die Weibchen kämpfen und die Weibchen um die Männchen kämpfen?" (kursiv von mir). Wie Fisher betont, ist dies wirklich eine Pseudo-Frage, da die grundlegenden Einheiten der natürlichen Selektion eher Individuen als Arten sind. Die Frage spiegelt somit die Haltung eines naiven Gruppenselektionisten wider. Auf den nächsten Seiten sehen wir genau, warum dies keine biologisch sinnvolle Frage ist.
Angesichts der Tatsache, dass ein Organismus seine Gene mit denen eines anderen Individuums vermischen soll (d. h. sich sexuell fortpflanzen soll), kann es einen wesentlichen Unterschied machen, mit welchem anderen Individuum diese Gene vermischt sind. Durch die Verknüpfung seiner Gene mit "guten" Genen gibt ein Organismus, der sich mit einem sehr fitten Partner paart, seine eigenen Gene effektiver an zukünftige Generationen weiter als ein anderes genetisch identisches Individuum (Zwilling), das sich mit einem weniger fitten Partner paart. Somit hinterlassen diejenigen Mitglieder jeder Population, die die besten Paarungen machen, einen statistisch größeren Beitrag für zukünftige Generationen. Infolgedessen gibt es innerhalb jedes Geschlechts einen Wettbewerb um die besten Partner des anderen Geschlechts, was zur intrasexuellen Komponente der sexuellen Selektion führt. Die intrasexuelle Selektion erzeugt normalerweise antagonistische und aggressive Interaktionen zwischen Mitgliedern eines Geschlechts, wobei diejenigen Individuen, die am besten in der Lage sind, andere Individuen ihres eigenen Geschlechts zu dominieren, einen relativen Vorteil haben. Oft ist ein direkter physischer Kampf unnötig und bloße Gesten (und/oder verschiedene andere Signale von "Stärke") reichen aus, um zu bestimmen, welche Person eine Begegnung "gewinnt". Dies macht einen gewissen selektiven Sinn, denn wenn der Ausgang eines Kampfes relativ sicher ist, wenn tatsächlich wenig oder gar nichts aus dem tatsächlichen Kampf gewonnen werden kann, gibt es aufgrund des begrenzten Verletzungsrisikos für beide Kämpfer einen gewissen Nachteil. Ähnliche Überlegungen gelten für die Verteidigung von Territorien.
Maynard Smith (1956) zeigte überzeugend Paarungspräferenzen in Laborpopulationen der Fruchtfliege Drosophila subobscura. Weibchen dieser kleinen Fliegen paaren sich normalerweise nur einmal im Leben und speichern Sperma in einem Samenbehälter. Männchen brüten wiederholt. Genetisch ähnliche Weibchen wurden mit zwei unterschiedlichen Männchenstämmen gepaart, einer Inzucht (homozygot) und die andere ausgezüchtet (heterozygot), und alle von diesen Weibchen während ihrer gesamten Lebenszeit gelegten Eier wurden gesammelt. Eine ähnliche Gesamtzahl von Eiern wurde von beiden Gruppen von Weibchen gelegt, aber der Prozentsatz der geschlüpften Eier unterschied sich deutlich. Weibchen, die mit ingezüchteten Männchen gepaart wurden, legten im Durchschnitt jeweils nur 264 befruchtete Eier, während diejenigen, die mit ausgezüchteten Männchen gezüchtet wurden, durchschnittlich 1134 befruchtete Eier pro Weibchen produzierten (und damit mehr als viermal so viele lebensfähige Nachkommen produzierten). Maynard Smith argumentierte, dass es daher eine starke Selektion für Weibchen geben sollte, um sich eher mit ausgezüchteten Männchen zu paaren als mit ingezüchteten Männchen. Wenn jungfräuliche Weibchen mit ausgezüchteten Männchen in eine Flasche gegeben wurden, fand die Paarung in 90 Prozent der Fälle innerhalb einer Stunde statt. Beide Arten von Männchen umwarben die Weibchen energisch und versuchten wiederholt, Weibchen zu besteigen, aber ausgezüchtete Männchen waren viel erfolgreicher als Inzucht. Durch sorgfältiges Beobachten ihres ausgeklügelten Balzverhaltens entdeckte Maynard Smith, dass Inzucht-Männchen langsamer auf den schnellen Seitentanz der Weibchen reagierten als ausgezüchtete Männchen. Vermutlich als Folge dieser Verzögerung lehnten die Weibchen die Fortschritte von Inzuchtmännchen oft ab und flogen weg, bevor sie besamt wurden. Diese Beobachtungen zeigen deutlich, dass Weibchen eine Präferenz dafür haben, welche Männchen sie akzeptieren. Ähnliche Paarungspräferenzen existieren mit ziemlicher Sicherheit in den meisten natürlichen Populationen, obwohl sie normalerweise schwer nachzuweisen sind.
In einer eleganten Studie zur Partnerwahl unter in Gefangenschaft gehaltenen Wildtauben zeigten Burley und Moran (1979) und Burley (1981b) klare Paarungspräferenzen bei diesen monogamen Vögeln. Paarbindungen wurden zuerst gebrochen und Tauben für mehrere Monate nach Geschlecht isoliert gehalten. Dann wurde einem „Auswähler“-Vogel ein „Wahlpaar“ potenzieller Partner des anderen Geschlechts angeboten. Tauben in einem solchen Wahlpaar wurden angebunden, um direkten Körperkontakt zu verhindern, und unterschieden sich in einem bestimmten phänotypischen Aspekt wie Alter, Gefiederfarbe oder vergangener Fortpflanzungserfahrung. Die Wähler wählten Partner mit reproduktiver Erfahrung gegenüber unerfahrenen Vögeln aus und neigten dazu, sehr alte potenzielle Partner zugunsten jüngerer abzulehnen. Eine klare Hierarchie bei der Bevorzugung der Gefiedermerkmale war auch offensichtlich, dass "blaue" Vögel fast ausnahmslos gegenüber "aschroten" Vögeln bevorzugt wurden, und unter den weiblichen Wählern wurden "blau karierte" Männchen gegenüber "blauen Balken"-Männchen gewählt (entweder blauer Phänotyp war in vorziehen gegenüber "aschrot"). Im Laufe der Evolution erzeugt die natürliche Selektion eine Korrelation zwischen der männlichen genetischen Qualität und der weiblichen Präferenz, da die Weibchen, die Männchen mit überlegener genetischer Qualität bevorzugen, ihre eigenen Gene mit den Genen der besten Männchen assoziieren und daher qualitativ hochwertige Söhne hervorbringen (die weibliche Qualität ist korreliert). mit männlicher Präferenz aus dem gleichen Grund). Dies kann als das Phänomen "gute Gene" oder "sexy Son" bezeichnet werden. Die weibliche Präferenz erhöht auch direkt die männliche Fitness, was es schwierig macht, die weibliche Wahl von der männlichen Fitness zu trennen. Bestimmte weibliche Fische scheinen die Paarungsentscheidungen anderer Weibchen zu kopieren (Dugatkin 1996 Schlupp et al. 1994).
Aufgrund solcher Paarungspräferenzen haben Populationen Brutstrukturen. Das eine Extrem ist Inzucht, bei der sich genetisch ähnliche Organismen miteinander paaren (Homogamie), das andere Extrem ist die Auszucht, bei der sich Ungleiche miteinander paaren (Heterogamie). Auszucht führt zur Assoziation ungleicher Gene und erzeugt somit genetische Variation. Inzucht erzeugt genetische Einheitlichkeit auf lokaler Ebene, obwohl die Variabilität über eine breitere geografische Region bestehen kann. Beide Extreme stellen nicht-zufällige Brutstrukturen dar, die sich zufällig paaren, panmiktische Populationen, die durch die Hardy-Weinberg-Gleichung der Populationsgenetik beschrieben werden, liegen in der Mitte zwischen ihnen. Allerdings ist wahrscheinlich keine natürliche Population wirklich panmiktisch. Auch Tierpopulationen haben Paarungssysteme.
Die meisten insektenfressenden Vögel und fleischfressenden Vögel und Säugetiere sind monogam (obwohl es auch Kopulationen außerhalb von Paaren gibt), mit einer Paarbindung zwischen einem Männchen und einem Weibchen. In einem solchen Fall kümmern sich in der Regel beide Elternteile um die Jungen. Polygamie bezieht sich auf Paarungssysteme, bei denen ein Individuum gleichzeitig oder sequentiell Paarbindungen mit mehr als einem Mitglied des anderen Geschlechts unterhält. Es gibt zwei Arten von Polygamie, je nachdem, welches Geschlecht mehrere Paarbindungen unterhält. Bei einigen Vögeln, wie zum Beispiel Zaunkönigen und Gelbkopfamseln, kann ein Männchen gleichzeitig Paarbindungen mit zwei oder mehr Weibchen haben (Polygynie). Viel seltener ist die Polyandrie, bei der ein Weibchen gleichzeitige Paarbindungen mit mehr als einem Männchen hat. Polyandrie kommt bei einigen Vogelarten vor, wie z. Bei einigen Arten hat ein Männchen typischerweise mehrere kurze Paarbindungen mit verschiedenen Weibchen nacheinander, wobei jede solche Paarbindung nur lange genug dauert, um die Kopulation und Besamung abzuschließen. Dies tritt bei einer Vielzahl von Vögeln (einschließlich einiger Grackles, Kolibris und Moorhühner) und Säugetieren (viele Flossenfüßer und einige Huftiere) auf. Schließlich ist ein idealisiertes Paarungssystem (vielleicht besser das Fehlen eines Paarungssystems) Promiskuität, bei der jeder Organismus die gleiche Wahrscheinlichkeit hat, sich mit jedem anderen Organismus zu paaren. Wahre Promiskuität ist äußerst unwahrscheinlich und wahrscheinlich nicht existent, sie würde zu einer paniktischen Bevölkerung führen. Es kann bei einigen wirbellosen Tieren wie bestimmten Polychaetenwürmern und Stachelhäutern, die ihre Gameten ins Meer abgeben, oder bei Landpflanzen, die Pollen in den Wind abgeben, wo sie durch Wasser- und Luftströmungen vermischt werden, genähert werden.Allerdings treten wahrscheinlich auch bei solchen sessilen Organismen verschiedene Formen der chemischen Diskriminierung von Gameten – und damit der Paarungspräferenzen – auf.
Die intersexuelle Komponente der sexuellen Selektion (die zwischen den Geschlechtern stattfindet) wird als epigamische Selektion bezeichnet (Darwin 1871). Es wird oft als "der reproduktive Vorteil, der den Genotypen zukommt, die die stärkeren heterosexuellen Reize liefern", definiert, aber es wird auch treffend als "der Kampf der Geschlechter" beschrieben. Die epigamische Selektion funktioniert durch Paarungspräferenzen. Von größter Bedeutung ist die Tatsache, dass das, was die Fitness eines einzelnen Mannes maximiert, nicht unbedingt mit dem zusammenfällt, was für eine einzelne Frau am besten ist und umgekehrt. Beispielsweise können bei den meisten Wirbeltieren einzelne Männchen unter einem polygynen Paarungssystem normalerweise mehr Gene hinterlassen, während ein einzelnes Weibchen ihren Fortpflanzungserfolg unter einem monogamen oder polyandrischen System eher maximiert. Spermien sind klein, energetisch kostengünstig herzustellen und werden in großen Mengen produziert. Infolgedessen haben Wirbeltiermännchen relativ wenig in jeden Fortpflanzungsakt investiert und können sich häufig und ziemlich wahllos paaren (d. h. Männchen neigen zur Promiskuität). Wirbeltierweibchen hingegen haben oft oder meistens viel mehr in jeden Fortpflanzungsakt investiert, weil Eier und/oder Nachkommen in der Regel energetisch teuer sind. Da Weibchen bei jedem Fortpflanzungsakt viel mehr auf dem Spiel haben, neigen sie dazu, viel stärkere Paarungspräferenzen auszuüben als Männchen und selektiver bei der Auswahl akzeptabler Partner zu sein (das Geschlecht, das am meisten investiert, ist das wählerische und übt damit einen starken Druck auf die Evolution aus das andere Geschlecht). Die Wahl der Frau kann eine überaus mächtige Kraft in der männlichen Evolution sein und manchmal extreme sexuelle Dimorphismen erzeugen. Indem sie sich weigern, mit promiskuitiven und polygnostischen Männchen zu züchten, können Wirbeltierweibchen manchmal Männchen "zwingen", monogam zu werden und ihren gerechten Anteil zur Aufzucht der Nachkommen beizutragen. Tatsächlich ist Polygynie das Ergebnis des Kampfes der Geschlechter, wenn die Männer gewinnen (Patriarchat), während Polyandrie das Ergebnis ist, wenn die Frauen siegen (Matriarchat). Monogamie ist ein Kompromiss zwischen diesen beiden Extremen.
Bei einem monogamen Paarungssystem muss ein Männchen sicher sein, dass es sich um seine eigenen Nachkommen handelt, andernfalls könnte es Energie aufwenden, um die Nachkommen eines anderen Männchens aufzuziehen (beachten Sie, dass Weibchen dieses Problem nicht haben). Kein Wunder, dass monogame Männchen ihre Weibchen eifersüchtig vor gestohlener Kopulation schützen! Trotzdem ist Cuckoldry nicht selten (Weibchen können manchmal einen Fitnessvorteil erlangen, indem sie ihre Partnerinnen betrügen - siehe Diskussion alternativer Paarungstaktiken unten). Die Gewissheit der Vaterschaft ist für Männchen ein ernstes Problem, aber Weibchen können sicher sein, dass ihre Nachkommen tatsächlich ihre eigenen sind (die weibliche Abstammung ist sicher). Auf der anderen Seite sind monogam gepaarte Weibchen anfällig für Desertion, sobald die Fortpflanzung im Gange ist.
Betrachten wir nun die ökologischen Determinanten von Paarungssystemen. Einige behaupten, dass das Geschlechterverhältnis bei einer solchen Interpretation Paarungssysteme "antreibt", Polygynie entsteht, wenn Männchen knapp sind, und Polyandrie tritt auf, wenn nicht genügend Weibchen vorhanden sind. Nach dieser Erklärung sind viele Arten monogam, einfach weil das Geschlechterverhältnis oft fast gleich ist. Tatsächlich ist das Gegenteil der Fall, da sexuelle Selektions- und Paarungssysteme indirekt und direkt sexuelle Dimorphismen und damit verschiedene Geschlechterverhältnisse bestimmen (Willson und Pianka 1963). Bei vielen Vögeln und einigen Säugetieren existieren schwimmende Populationen von nicht brütenden Männchen. Diese können durch einfaches Entfernen von Brutindividuen typischerweise nachgewiesen werden, sie werden schnell durch jüngere und weniger erfahrene Tiere ersetzt (Stewart und Aldrich 1951 Hensley und Cope 1951 Orians 1969).
Nur 14 der 291 Arten (5 Prozent) der nordamerikanischen Singvögel sind regelmäßig polygyn (Verner und Willson 1966). Etwa 11 dieser 14 (fast 80 Prozent) brüten in Prärien, Sümpfen und Savannenlebensräumen. Verner und Willson schlugen vor, dass in diesen extrem produktiven Lebensräumen ständig Insekten auftauchen und somit die Nahrungsversorgung schnell erneuert wird, wodurch mehrere Weibchen dasselbe Nahrungsgebiet erfolgreich ausbeuten können. Eine ähnliche Überprüfung der von polygynen Singvögeln in Europa genutzten Bruthabitate (die ebenfalls etwa 5 Prozent der Gesamtzahl der Arten ausmachen) zeigte jedoch keine solche Prävalenz in Richtung Grasland oder sumpfige Lebensräume (Haartman 1969). Tatsächlich schlug Haartman aus schwer fassbaren Gründen vor, dass geschlossene, sichere Nester eine wichtigere Determinante für polygyne Paarungssysteme seien als Bruthabitate. Crook (1962, 1963, 1964, 1965) hat vorgeschlagen, dass unter afrikanischen Webervögeln Monogamie entsteht, wenn Nahrung knapp ist und beide Elternteile notwendig sind, um die Jungen aufzuziehen, während Polygynie sich in produktiven Lebensräumen mit reichlich Nahrung entwickelt, in denen männliche Unterstützung weniger wichtig ist. Dieses Argument ignoriert natürlich völlig "den Kampf der Geschlechter" (epigamische Selektion).
Polygynie bei langschnabeligen Zaunkönigen wurde im Freiland im Staat Washington untersucht (Verner 1964). Zaunkönige bauen während der Balz verstreut in ihren Revieren Nester (nicht von Weibchen benutzt), Weibchen werden durch das gesamte Territorium eines Männchens eskortiert und jedes Dummy-Nest gezeigt (dies ermöglicht den Weibchen vermutlich, die Qualität des Territoriums eines Männchens zu beurteilen). Einige Männchen besaßen zwei Weibchen (ein Männchen hatte drei), während Männchen in angrenzenden Territorien nur ein Weibchen oder gar kein Weibchen hatten. Die Territorien von bigamen und trigamen Männchen waren nicht nur größer als die von Junggesellen und monogamen Männchen, sondern enthielten auch mehr aufstrebende Vegetation (wo weibliche Zaunkönige nach Nahrung suchen). Verner argumentierte, dass ein Weibchen in der Lage sein muss, mehr Junge aufzuziehen, wenn es sich mit einem begatteten Männchen in einem höheren Territorium paart, als wenn es sich mit einem Junggesellen in einem minderwertigen Territorium paart, obwohl es von seinem Partner weniger Hilfe erhält. Dies wurde inzwischen bei Rotschulterstärlingen nachgewiesen (Abbildung 10.6). Verner stellte fest, dass die Evolution der Polygynie davon abhängt, dass die Männchen Territorien verteidigen können, die genug Nahrung enthalten, um mehr als ein Weibchen zu ernähren, und ihre Nachkommen erfordern diese Bedingung für die Evolution der Polygynie ziemlich produktive Lebensräume.
Abbildung 10.6. Fortpflanzungserfolg weiblicher Rotschulterstärlinge verpaart mit Männchen unterschiedlicher Haremsgrößen. [Nach Alcock (1975). Tierisches Verhalten. Aus den Angaben Holm (1973). Copyright 1973 von der Ecological Society of America.] |
Weibliche Zaunkönige sind antagonistisch zueinander, und als Ergebnis können die Männchen keine zweite Paarung machen, bis ihr erstes Weibchen brütet, es entsteht eine zeitliche Staffelung der Weibchen (Verner 1965). Aufbauend auf Verners Arbeiten und Studien an Amseln definierten Verner und Willson (1966) die Polygynie-Schwelle als den minimalen Unterschied in der Habitatqualität von Territorien, die von Männchen in derselben allgemeinen Region gehalten werden und der ausreicht, um bigame Paarungen durch Weibchen zu begünstigen (Abbildung 10.7). Polygynie kommt bei Säugetieren viel häufiger vor als bei Vögeln, vermutlich weil bei den meisten Säugetieren Weibchen ihre Jungen säugen und, zumindest bei pflanzenfressenden Arten, Männchen relativ wenig * tun können, um Weibchen bei der Aufzucht der Jungen zu unterstützen (solche Arten haben typischerweise einen ausgeprägten Sexualdimorphismus). ). Eine bemerkenswerte Ausnahme sind fleischfressende Säugetiere, die während der Brutzeit oft monogam sind, wobei Männchen sowohl Weibchen als auch Junge füttern (typischerweise sind die Geschlechtsdimorphismen bei solchen Arten gering). In ähnlicher Weise sind die meisten fleischfressenden und insektenfressenden Vögel monogam, und die Männchen können Nahrung für Nestlinge sammeln und tun dies auch. Häufig ist der Geschlechtsdimorphismus bei solchen Vogelarten gering, und diejenigen, die dimorph sind, sind normalerweise wandernd (der Geschlechtsdimorphismus kann eine schnelle Paarung sowie die Artenerkennung fördern). Vögel, deren Junge beim Schlüpfen gut entwickelt sind (präcozial im Gegensatz zu altrizialen Vögeln), haben typischerweise wenig männliche elterliche Fürsorge und sind häufig polygyn mit ausgeprägten Geschlechtsdimorphismen. * Warum männliche Säugetiere kein Laktat produzieren, bleibt eine ungelöste evolutionäre Frage (Daly 1979).
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