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4.4.2E: Paarungssysteme und sexuelle Selektion - Biologie

4.4.2E: Paarungssysteme und sexuelle Selektion - Biologie


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Bei der Paarung gibt es zwei Arten der Selektion (intersexuell, intrasexuell) und drei Paarungssysteme (monogam, polygyn, polyandrisch).

Lernziele

  • Unterscheiden Sie zwischen monogamen, polygynen und polyandrischen Paarungssystemen und unterscheiden Sie zwischen intersexueller und intrasexueller Partnerwahl

Wichtige Punkte

  • Es gibt zwei Arten der Partnerauswahl: die intersexuelle Selektion (die Wahl eines Partners, bei der Individuen eines Geschlechts Partner des anderen Geschlechts wählen) und die intrasexuelle Selektion (der Wettbewerb um Partner zwischen Artgenossen des gleichen Geschlechts).
  • Drei allgemeine Paarungssysteme, die alle angeborenes im Gegensatz zu erlerntem Verhalten beinhalten, werden in Tierpopulationen beobachtet: monogam (Monogamie), polygyn (Polygynie) und polyandros (Polyandrie).
  • In monogamen Systemen werden ein Männchen und ein Weibchen für mindestens eine Brutsaison gepaart; bei manchen Tieren können diese Partnerschaften sogar noch länger dauern, manchmal sogar ein ganzes Leben lang; Männer bieten eine erhebliche elterliche Fürsorge.
  • Polygyne Paarung bezieht sich auf eine männliche Paarung mit mehreren Weibchen; In diesen Situationen muss das Weibchen für den größten Teil der elterlichen Fürsorge verantwortlich sein, da das alleinstehende Männchen nicht in der Lage ist, so viele Nachkommen zu versorgen.
  • In polyandrischen Paarungssystemen paart sich ein Weibchen mit vielen Männchen; diese Arten von Systemen sind viel seltener als monogame und polygyne Paarungssysteme.

Schlüsselbegriffe

  • Polyandrie: das Paarungsmuster, bei dem ein Weibchen mit mehreren Männchen kopuliert
  • Polygynie: die Paarungsmuster, bei denen ein Männchen mit mehreren Weibchen kopuliert
  • Monogamie: eine Form der sexuellen Bindung, die eine exklusive Paarbindung zwischen zwei Individuen beinhaltet

Suche nach Sexualpartnern

Nicht alle Tiere vermehren sich geschlechtlich, aber viele haben die gleiche Herausforderung: Sie müssen einen geeigneten Partner finden und müssen oft mit anderen Individuen konkurrieren, um einen zu bekommen. Es wird viel Energie verbraucht, um einen Sexualpartner zu finden, anzuziehen und sich mit ihm zu paaren.

Arten der Mate-Auswahl

Zwei Arten der Selektion, die während des Prozesses der Partnerwahl auftreten, können an der Entwicklung von Fortpflanzungsmerkmalen beteiligt sein, die als sekundäre Geschlechtsmerkmale bezeichnet werden. Diese Arten sind: intersexuelle Selektion (die Wahl eines Partners, bei der Individuen eines Geschlechts Partner des anderen Geschlechts wählen) und intrasexuelle Selektion (der Wettbewerb um Partner zwischen Artgenossen des gleichen Geschlechts). Die intersexuelle Auswahl ist oft komplex, da die Auswahl eines Partners auf einer Vielzahl von visuellen, akustischen, taktilen und chemischen Hinweisen basieren kann. Ein Beispiel für intersexuelle Selektion ist, wenn weibliche Pfauen sich mit dem Männchen mit dem hellsten Gefieder paaren. Diese Art der Selektion führt oft zu Merkmalen des gewählten Geschlechts, die das Überleben nicht verbessern, aber für das andere Geschlecht am attraktivsten sind (oft auf Kosten des Überlebens). Intrasexuelle Selektion beinhaltet Paarungsdarstellungen und aggressive Paarungsrituale wie Widder, die Köpfe anstoßen; der Gewinner dieser Schlachten ist derjenige, der sich paaren kann. Viele dieser Rituale verbrauchen beträchtliche Energie, führen aber dazu, dass die gesündesten, stärksten und/oder dominantesten Individuen für die Paarung ausgewählt werden.

Stecksysteme

Drei allgemeine Paarungssysteme, die alle angeborenes im Gegensatz zu erlerntem Verhalten beinhalten, werden in Tierpopulationen beobachtet: monogam (Monogamie), polygyn (Polygynie) und polyandros (Polyandrie).

In monogamen Systemen werden ein Männchen und ein Weibchen für mindestens eine Brutsaison gepaart. Bei manchen Tieren, wie dem grauen Wolf, können diese Assoziationen viel länger dauern, sogar ein Leben lang. Für diese Art von Paarungssystem wurden mehrere Erklärungen vorgeschlagen. Die „Maat-Guarding-Hypothese“ besagt, dass Männchen beim Weibchen bleiben, um zu verhindern, dass sich andere Männchen mit ihr paaren. Dieses Verhalten ist in solchen Situationen von Vorteil, in denen Partner knapp und schwer zu finden sind. Eine andere Erklärung ist die „Männer-Assistenz-Hypothese“, bei der Männchen, die bei einem Weibchen bleiben, um ihre Jungen zu schützen und aufzuziehen, mehr und gesündere Nachkommen haben. Monogamie wird in vielen Vogelpopulationen beobachtet, bei denen neben der elterlichen Fürsorge durch das Weibchen auch das Männchen eine wichtige elterliche Sorge für die Küken übernimmt. Eine dritte Erklärung für die evolutionären Vorteile der Monogamie ist die „Female-Enforcement-Hypothese“. In diesem Szenario stellt das Weibchen sicher, dass das Männchen keine anderen Nachkommen hat, die mit ihrem eigenen konkurrieren könnten, also stört es aktiv die Signale des Männchens, um andere Partner anzuziehen.

Polygyne Paarung bezieht sich auf eine männliche Paarung mit mehreren Weibchen. In diesen Situationen muss das Weibchen für den größten Teil der elterlichen Fürsorge verantwortlich sein, da das alleinstehende Männchen nicht in der Lage ist, so viele Nachkommen zu versorgen. Bei der auf Ressourcen basierenden Polygynie konkurrieren die Männchen um Gebiete mit den besten Ressourcen. Sie paaren sich dann mit Weibchen, die das Territorium betreten, angezogen von seinem Ressourcenreichtum. Das Weibchen profitiert von der Paarung mit einem dominanten, genetisch passenden Männchen; es geht jedoch um den Preis, dass bei der Pflege des Nachwuchses keine männliche Hilfe zur Verfügung steht. Ein Beispiel dafür ist der gelb-rumped Honeyguide, ein Vogel, dessen Männchen Bienenstöcke verteidigen, weil sich die Weibchen von dem Wachs ernähren. Wenn sich die Weibchen nähern, paart sich das Männchen, das das Nest verteidigt, mit ihnen. Harem-Paarungsstrukturen sind eine Art polygynes System, bei dem bestimmte Männchen die Paarung dominieren, während sie ein Territorium mit Ressourcen kontrollieren. Ein Beispiel sind See-Elefanten, bei denen das Alpha-Männchen die Paarung innerhalb der Gruppe dominiert. Eine dritte Art von Polygynie ist ein Lek-System. Hier gibt es einen gemeinschaftlichen Werbebereich, in dem mehrere Männer kunstvolle Darbietungen für Frauen vorführen; die Weibchen wählen ihren Partner aus dieser Gruppe. Dieses Verhalten wird bei mehreren Vogelarten beobachtet.

In polyandrischen Paarungssystemen paart sich ein Weibchen mit vielen Männchen. Diese Arten von Systemen sind viel seltener als monogame und polygyne Paarungssysteme. Bei Seenadeln und Seepferdchen erhalten die Männchen die Eier vom Weibchen, befruchten sie, schützen sie in einem Beutel und bringen den Nachwuchs zur Welt. Daher kann das Weibchen mehreren Männchen Eier zur Verfügung stellen, ohne die befruchteten Eier tragen zu müssen.


4.4.2E: Paarungssysteme und sexuelle Selektion – Biologie

Die Paarungssysteme medizinisch wichtiger Mücken sind durch Luftschwärme gekennzeichnet, in denen sich viele komplexe Verhaltensweisen entfalten.

Es gibt Hinweise darauf, dass sich Weibchen einmal paaren, während sich Männchen vermehren können.

Dies in Kombination mit Schwärmen, die aus viel mehr Männchen als Weibchen bestehen, erzeugt einen intensiven Paarungswettbewerb zwischen den Männchen und ermöglicht es den Weibchen, wählerisch zu sein.

Ein Mangel an Daten zu männlichen und weiblichen sexuell ausgewählten Merkmalen und evolutionären Beziehungen zwischen ihnen ist eine wichtige Wissenslücke in diesen Systemen.

Ein umfassendes Verständnis der Biologie der Moskito-Paarung ist für die Entwicklung und den erfolgreichen Einsatz von Reproduktionskontrollmethoden unerlässlich.

Das Gebiet der Moskito-Paarungsbiologie hat in den letzten zehn Jahren eine beträchtliche Expansion erfahren. Jüngste Arbeiten haben viele wichtige Erkenntnisse zu spezifischen Aspekten des Paarungsverhaltens und der Physiologie erbracht. Hier synthetisieren wir diese Erkenntnisse und klassifizieren schwärmende Mückensysteme als polygyn. Der Paarungserfolg der Männchen ist in Schwärmen sehr unterschiedlich und es gibt Hinweise darauf, dass er wahrscheinlich sowohl durch die Konkurrenz zwischen Männchen als auch durch die Wahl der Weibchen bestimmt wird. Die Einbeziehung dieses neuen Verständnisses wird sowohl die Implementierung als auch die langfristige Stabilität von Reproduktionskontrollinstrumenten verbessern.


Aktuelle Kurse

Seminare in Ökologie und Evolution

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Verhaltensökologie

Dieser Kurs untersucht das Tierverhalten aus einer evolutionären Perspektive und erforscht die Beziehungen zwischen Tierverhalten, Ökologie und Evolution. Zu den Themen gehören Paarungssysteme, sexuelle Selektion, elterliche Fürsorge, Verwandtschaftsselektion und Kooperation. Es gibt eine starke aktive - Lernkomponente.


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Sexual Selection: A Very Short Introduction

Sexual Selection: A Very Short Introduction introduces the astounding array of behaviours and decorative traits in the animal world used for competing for mates, and considers the evolutionary logic that underpins them. It also looks at the history of our understanding of sexual selection, from Darwin’s key insights to the modern day. Considering the investment animals place on reproduction, variation in mating systems, sexual conflict, and the origin of sexual dimorphism, it discusses questions such as whether females can really choose between males on aesthetic grounds, and how sexual conflict is resolved in different species. It concludes with a consideration of the thorny question of how, and even if, sexual selection theory applies to humans.

Bibliographische Informationen

Autoren

Marlene Zuk, author Professor in the Department of Ecology, Evolution and Behavior at the University of Minnesota Twin Cities
Author Webpage

Leigh W. Simmons, author Professor in the School of Animal Biology at the University of Western Australia, and Director of the UWA Centre for Evolutionary Biology
Author Webpage


The lek mating system of the worm pipefish (Nerophis lumbriciformis): a molecular maternity analysis and test of the phenotype-linked fertility hypothesis

The origin and maintenance of mating preferences continues to be an important and controversial topic in sexual selection research. Leks and lek-like mating systems, where individuals gather in particular spots for the sole purpose of mate choice, are particularly puzzling, because the strong directional selection imposed by mate choice should erode genetic variation among competing individuals and negate any benefit for the choosing sex. Here, we take advantage of the lek-like mating system of the worm pipefish (Nerophis lumbriciformis) to test the phenotype-linked fertility hypothesis for the maintenance of mating preferences. We use microsatellite markers to perform a parentage analysis, along with a mark-recapture study, to confirm that the worm pipefish has an unusual mating system that strongly resembles a female lek, where females display and males visit the lek to choose mates. Our results show that the most highly ornamented females occupy positions near the centre of the breeding area, and males mating with these females receive fuller broods with larger eggs compared to males mating with less-ornamented females. We also conduct a laboratory experiment to show that female ornaments are condition-dependent and honestly signal reproductive potential. Overall, these results are consistent with the predictions of a sex-independent version of the phenotype-linked fertility hypothesis, as male preference for female ornaments correlates with fertility benefits.

Schlüsselwörter: Syngnathidae coloration condition lek mating systems sexual selection.


2 - Behavior, mating systems and sexual selection

Behavior can be defined as anything that an individual does during its life, involving action in response to a stimulus. Eating behavior is stimulated by hunger sleeping or resting behavior is in response to fatigue escape is a response to attack and reproductive behavior is in response to physiological urges and stimulation by members of the opposite sex. Throughout the life of an individual insect it is behaving constantly in one way or another, making behavior a large and important subject.

Many behaviors are in response to external stimuli, part of the environment, making them ecologically relevant, and behavioral ecology is an important part of ecological understanding. Understanding much of behavior results from the study of how species are adapted to the problems of survival and reproduction, and how natural selection shapes the trajectory of a lineage through the costs and benefits, the opportunities and constraints, of any particular genetic and phenotypic change in that lineage.


If you are interested in a career in ecology, resource management, public health or environmental technology, you are in the right spot. You can choose different paths in the major, to focus on ecology and organisms or social and ethical issues surrounding environmental sciences.

Field Botany

Field-based exploration of plant taxonomy, anatomy, evolutionary and ecological relationships and quantitative sampling techniques of plants found in Iowa and the Midwest.

Principles of Ecology w/lab

A study of the interactions between organisms and their environments. Topics to be covered include biomes, plant and animal adaptations, populations, interactions between populations, community structure, ecosystems and large scale ecological processes.

Verhaltensökologie

A study of the behavior of animals in relation to their ecology. Topics include mating systems, sexual selection, parental care, co-evolution, spacing, foraging, communication and social behavior.

4-Year Plan for Success

What courses would I take in this major? What would my four-year plan include? What opportunities outside of the classroom would benefit me?


4.4.2E: Mating Systems and Sexual Selection - Biology

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