Seksualinė atranka gali lemti išnykimą • Aleksandras Markovas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Evoliucija, paleontologija

Seksualinė atranka gali baigtis

Pav. 1. Seksualinis dimorfizmas šiuolaikiniuose ostrakoduose Vestalenula cornelia. Dešinysis vaizdas, dešinysis sparnas pašalintas. Aukščiau – moteris žemyn žemyn – vyrai su dideliu giminaičiu. Seksualinis dimorfizmas taip pat paveikia penktos galūnių poros (L5) struktūrą, kurią vyrai naudoja išlaikydamos moterį kopuliavimo metu. Vaizdas iš H. Ozawa, 2013. Istorija seksualinio dimorfizmo Ostracoda (artropoda, vėžiagyviai) Nuo palėzų

Išnagrinėjęs 93 rūšies ostrakodų (kriaukio vėžių) paskirstymą pietryčių Jungtinių Amerikos Valstijų viršutinės kreidos nuosėdose, amerikiečių paleontologai nustatė ryšį tarp seksualinės atrankos galios ir rūšių išnykimo tikimybe. Seksualinė atranka buvo įvertinta pagal tarpusavio skirtumo dydį ir korpuso formą. Šių ostrakodų skirtumų pagrindas yra vyrų lytinių organų hipertrofija, kurią sukelia "spermos karai". Paaiškėjo, kad išnykimo tikimybė (ir greitis) rūšyse, kuriose yra didžiausias dimorfizmas, yra didesnis nei rūšys, turinčios minimalių tarpterminių skirtumų. Rezultatai atitinka prielaidą, kad seksualinė atranka gali pagreitinti rūšių išnykimą, stimuliuojant sudėtingų, "brangias" adaptacijas, kurios padidina konkurencingumą seksualinių partnerių kova dėl prisitaikymo prie aplinkos pokyčių.

Seksualinė parinkimas vaidina svarbų vaidmenį formuojant rūšis. Jos evoliucinės pasekmės gali būti labai įvairios, tačiau ekspertai vis dar toli gražu nepatikrina visų veiksnių, turinčių įtakos šioms pasekmėms (žr. Nuorodas naujienų pabaigoje). Nėra aiškumo klausime, kaip seksualinė atranka turi įtakos rūšių išnykimo rizikai aplinkos pokyčių metu.

Viena vertus, seksualinė atranka skatina veiksmingą kenksmingų mutacijų atmetimą, taip sumažinant genetinę naštą. Šis poveikis buvo patvirtintas daugelyje darbų, įskaitant elegantišką evoliucinį vabzdžių eksperimentą, kuris aprašytas naujienose. Seksualinė atranka apsaugo nuo išnykimo ("Elements", 2015-05-23). Teoriškai mažinant genetinę apkrovą turėtų sumažėti rūšių išnykimo tikimybė.

Kita vertus, seksualinė atranka dažnai palaiko brangias adaptacijas, kurios sumažina lyties, kurioms būdingi šie adaptacijos variantai, gyvybingumą (kaip antai dėl sudėtingų dekoracijų ir vyriškų varžybų ginklų atveju) arba priešingai (šiuo atveju kalbama apie "lyčių konfliktą", žr. Seksualinis konfliktas). Galima daryti prielaidą, kad tai turėtų padidinti išnykimo tikimybę.

Geriausia patikrinti šias paleontologinės medžiagos prielaidas, kurios leidžia įvertinti faktinius rūšies išnykimo dažnius (žinoma, jei paleontologinė kronika yra pakankamai išsami). Šiuolaikiniuose gyvūnuose išnykimo rizika turi būti vertinama netiesiogiai, pavyzdžiui, pagal apsaugos statusą arba genetinės apkrovos vertę, o tai savo ruožtu apskaičiuojama pagal kitas netiesiogines nuorodas, pvz., Fitneso sumažėjimą inbredinėse linijose.

Tačiau problema yra ta, kad tokiai analizei labai sunku rasti tinkamus iškastinius gyvūnus. Pirma, jie turi būti didžiuliai, jie privalo turėti išsamų iškastinio kuro įrašą, kad būtų galima tiksliai nurodyti rūšių atsiradimo ir išnykimo akimirkų. Antra, jie turi turėti aiškų seksualinį dimorfizmą, kurio sunkumą galima vertinti dėl seksualinės atrankos stiprumo. Be to, dimorfizmas tur ÷ tų paveikti ne tik minkštus audinius, kurie retai konservuojami iškastinio kuro, bet ir skeleto. Taip pat pageidautina, kad grupė nebūtų visiškai išnykusi (pvz., Amonitai) ir turėtumėte gyvų atstovų, kurie leistų mums įsitikinti, kad skirtumai, kuriuos mes laikome tarpsviečiais, tikrai yra tokie (o ne tarpusavyje susiję ar, pavyzdžiui, su amžiumi susiję).

Beveik vienintelė grupė, kuri tenkina šiuos kriterijus, yra ostrakodai arba kriaukliniai vėžiai, visur esantys mažieji vėžiagyviai, gyvenantys jūrose ir gėlame vandenyje nuo kambrių iki dabarties. Ostracodo kūnas yra uždaras į kietą dvigeldį lukštą, puikiai išsaugotą iškastinio kuro. Tuo pačiu metu, daugelyje ostracodų, seksualinis dimorfizmas yra gerai išreikštas (1 pav.).

Široviškųjų ostrakodų (Cytheroidea supersimilių) dabartinėse atstovybėse vyresniųjų žaizdos yra labiau išplėstos priešpriešinėse pusėse. Taip yra dėl to, kad vyriškio korpuso galinėje dalyje yra didžiulė kopuliacinė aparatūra. Nors pats aparatas nėra išsaugotas iškastinio kuro būvyje, vožtuvų forma aiškiai rodo jos buvimą ar nebuvimą. Tai leidžia mums patikimai atskirti vyrus nuo patelių iš iškastinio kuro elementų (2 pav.).

Pav. 2 Seksualinė dimorfizmas dviem vėlyvojo kritikų citeroidinių ostrakodų rūšims, Krithe cushmani (a, puodeliai ant diagramos) ir Veenia ponderosana (b, trikampiai) Ant diagramos (c) ant vertikalios ašies išdėstomas korpuso pailgėjimo laipsnis (ilgio ir aukščio santykio logaritmas), horizontaliai – lukšto dydis (varčios žurnalo plotas).Akivaizdu, kad abiem rūšims patinai turi daugiau pailgos lukštais nei patelės (tai pasakytina apie visas kitas tsiteroidnyh Kiautavėžiai). Kalbant apie dydžio dimorfizmą, jis gali turėti skirtingas kryptis: K. cushmani vyrai yra mažesni nei moterys V. ponderosana – priešingai. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamta

Modernus tsiteroidnyh Kiautavėžiai dydis vyrų lytinių organų nėra susijęs su jokiais poravimosi elgesį (piršlybų ar varpų moterų) funkcijų ir susiję tik su spermos gaminami ir raumenų stiprumo numerį, sperma išleistas poravimosi metu. Matyt, vyriškos lyties organų hipertrofija yra "spermos karo" rezultatas (žr. Spermos konkurenciją).

Jei vyrai turi išleisti išteklius milžiniškų lytinių organų auginimui, tada jis, lyginant visus kitus dalykus, turėtų turėti mažiau galios viskam. Spermos karai apima intensyvią vyrų konkurenciją, kuri gali pakenkti moterų sveikatai. Šiuo atveju moterys atsako gali sukurti apsaugines adaptacijas, taip pat brangus. Iki Kiautavėžiai tokie duomenys nėra, tačiau ji išplaukia iš bendrųjų aplinkybes ir parodyta kitų nariuotakojų (žr Susiję:. Pasirinkimas palengvina bendradarbiavimą tarp lyčių, "elementai", 20.03.2017).Akivaizdu, kad vyro ir moterų morfologijos ir fiziologijos pakeitimas, stiprus lytinis pasirinkimas, atveda juos nuo optimalios struktūros, prie kurios jų įprasta natūrali atranka atsirastų dėl lyties nebuvimo. Kitaip tariant, organizmai įgyja struktūrą, kuri nėra optimali išgyvenimo ir sugebėjimo išgyventi nelaimę, nesusijusi su lyčių santykiu. Todėl logiška daryti prielaidą, kad didelių lytinių dimorfizmų rūšių ostrakodai vidutiniškai išnyks dažniau nei su silpnu dimorfizmu.

Išbandyti šią hipotezę, Amerikos Paleontologai elgiamasi labiausiai išsamius duomenis apie rūšių 93 tsiteroidnyh Kiautavėžiai paskirstymo viršutinės kreidos indėlių pietryčius Jungtinėse Amerikos Valstijose. Ištirtos rūšys labai skiriasi nuo seksualinio dimorfizmo sunkumo. duomenys iš dviejų sričių Misisipės ir Alabamos valstijose (mėlynus apskritimus ir raudonos trikampiai Fig. 3 A), kur iškastinio įrašas kreidos Kiautavėžiai išskirtinai detalūs, ir visi Kiautavėžiai patikimai d (3 pav.) sluoksniai buvo analizuojami labai išsamiai. Mokslinių sluoksnių amžius yra nuo 84 iki 66 milijonų metų.

Pav. 3 Pažymėtų vietovių žemėlapis (a) ir stratigrafinis pasiskirstymas 93 rūšių ostracodų Rytų Misisipės (b) Diagramoje pateiktos vietos brodomi mėlyniame ratu žemėlapyje a. Kiekvienai iš 93 rūšių ostrakodų (rūšys yra paženklintos keturių raidžių sutrumpinimai) pilki apskritimai Pastebimas sluoksnių, kuriuose yra šios rūšies, amžius (skalė rodoma prieš milijonus metų dešinėje) Panaši analizė buvo atlikta vietose Alabama, pažymėta raudoni trikampiai. Vietos pažymėtos juodi kryžiaibuvo naudojami įvertinti rūšių atsiradimo dažnumą. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamta

Rūšių išvaizda ir išnykimas buvo analizuojami kiekviename iš dviejų regionų atskirai. "Išnykimas" buvo suprantamas ne kaip visuotinis rūšies išnykimas, bet ir jo išnykimas iš fosilijos rekordo rajone (nepaisant to, kad sluoksniai su ostrakodais tęsiasi dar didesniame skyriuje). Tai pagrįstas požiūris, nes mes kalbame apie du labai kokybiškus ir išsamius "metraščių" puslapius.

Autoriai analizavo 576 skirtingus modelius, jungiančius pastebėtą rūšių išvaizdos ir išnykimo dinamiką su įvairiais parametrų deriniais, tokiais kaip apvalios formos,jos dydis, lytinio dimorfizmo forma, dydžio dimorfizmas, rūšies atsiradimo dažnumas, jo taksonominė padėtis ir egzistencijos laikas. Modelio atitiktis turimais duomenimis buvo įvertinta taikant Akaike informacijos kriterijų.

Analizė buvo atlikta atskirai Misisipi ir Alabama, o rezultatai buvo panašūs. Nustatyta, kad rūšių išnykimo tikimybė yra glaudžiai susijusi su seksualiniu dimorfizmu apvalkalo forma ir šiek tiek silpniau – su dydžio dimorfizmu. Vidutinis išnykimo lygis rūšims, turinčioms didžiausią dimorfizmą, yra apie dešimt kartų didesnis (ir, atitinkamai, vidutinė gyvybės trukmė yra mažesnė) nei mažiausio dimorfizmo rūšių. Tuo pat metu dydžio dimorfizmas padidina tikimybę išnykti, tik jei vyrai yra didesni nei moterys. Atvirkštine situacija – kai vyrai yra mažesni nei moterys – dimorfizmas nesikeičia, o netgi šiek tiek sumažina išnykimo tikimybę. Nei korpuso forma, nei jos dydis savaime nepaveikia išnykimo pavojaus: tik skiriasi vyrų ir moterų skirtumai.

Taigi, labiausiai linkę į išnykimą buvo rūšys su požymiais, rodančiais, kad vyrai investuoja į daugybės išteklių auginimą.

Be dimorfizmo, rūšių išnykimo tikimybei įtakoja jo taksonominė tapatybė: kai kuriose šeimose rūšis išnyko dažniau, kitose – rečiau. Tai reiškia, kad duomenų apie išnykimo greitį yra "filogenetinis signalas". Kitaip tariant, trumpalaikių rūšių rūšys, greičiausiai pasirodys trumpalaikės, ir atvirkščiai. Tačiau tai nėra naujienos, bet bendrasis paleontologijos modelis. Įvairūs taksonai turi savo būdingą genčių ir rūšių išnykimo lygį. Pavyzdžiui, galvos moliuskų vidutinis gimdymo laikas fanerozojaus laikotarpyje buvo tik 6-7 milijonai metų, o dvigeldžiuose moliuskuose – maždaug tiek, kiek ilgiau.

Kitas parametras, turintis įtakos ostrakodo rūšių išnykimo tikimybei, yra dažnio pasireiškimas. Didžiulės rūšies masyvios rūšys išnykdavo rečiau nei keletas rūšių su mažais plotais. Vėlgi tai nėra naujiena, tačiau viena iš aiškiausių ir griežčiausių istorinės biologinės įvairovės dinamikos modelių.

Taigi gauti rezultatai atitinka prielaidą, kad stiprus seksualinis atranka, sukelianti ryškų lytinį dimorfizmą pagal kūno formą ir dydį, padidina tikimybę išnykti citeroidiniame ostrakode.

Teoriškai seksualinė atranka gali prisidėti prie pagreitintos specializacijos (žiūrėkite: moterų pasiryžimas prisideda prie veisimosi, "Elements", 2009 12 25). Tačiau duomenys apie viršutinės kreidos Kiautavėžiai pietryčių JAV nepatvirtino šią idėją: reikšminga koreliacija tarp išvaizdos naujų rūšių normos ir jų autoriai sunkumo nerado lytinis dimorfizmas.

Ar gaunami rezultatai reiškia, kad seksualinė atranka niekada nepadeda rūšiai atsikratyti išnykimo (kokie kai kurie duomenys apie šiuolaikinius gyvūnus rodo, kad yra), bet visada tik trukdo? Vargu. Labiausiai tikėtina, kad seksualinės atrankos įtaka evoliucinei likimo rūšiai gali būti teigiama ir neigiama. Teigiamas poveikis gali būti susijęs su veiksmingesniu silpnų mutacijų atmetimu ir, galbūt, su pasikartojimu ir sklaidos pagreitinimu. Neigiamas – su "lyčių konfliktu" ir brangaus pritaikymo, dėl kurio padidėja tikimybė laimėti seksualinių partnerių konkursą dėl mažesnio gyvybingumo ir gebėjimo prisitaikyti, kūrimas.

Tikėkimės, kad tolesni tyrimai parodys veiksnius, kurie lemia, kuris iš šių dviejų padarinių kiekvienu konkrečiu atveju bus stipresnis.Tačiau fosilijos rekordas gali mums parodyti tik pavyzdžius, parodančius neigiamą stipraus seksualinio atrankos įtaką rūšių išlikimui. Galų gale, jei seksualinė atranka veikia "tyliai" ir netapo groteskiškų intergenderinių skirtumų priežastimi, mes tiesiog negalime pastebėti apie iškastinį turinį.

Šaltinis: Maria João Fernandes Martins, T. Markham Puckett, Rowan Lockwood, John P. Swaddle & Gene Hunt. Didelė vyrų seksualinė investicija, kaip iškastinių ostrakodų išnykimo varomoji jėga // Gamta. Paskelbta internete: 2018 m. Balandžio 11 d. DOI: 10.1038 / s41586-018-0020-7.

Taip pat žr. Apie seksualinę atranką:
1) Seksualinė pasirinkimas apsaugo nuo išnykimo, "Elements", 2015.05.25.
2) Placentras nepadeda grožio vyrams, "Elements", 2014-09-16.
3) Vyrai ir moterys keičia vaidmenis, kai oras keičiasi, "Elements", 2012 12/27.
4) Seksualinė parinkimas prisideda prie kailainio angliavandenilių kompozicijos evoliucijos "Drosophila", "Elements", 2012 11/15.
5) Žagulės mažina seksualinės atrankos efektyvumą blauzdose, "Elements", 2012.11.13.
6) Seksualinė atranka kelia iliuzijas, "Elementai", 2012 1 2.
7) Ichtiologai išsiaiškino, kodėl vyrams yra ūsai, "Elements", 2010.07.07.
8) Pirmą kartą sugebėjo atsekti selekcijos poveikį natūralioje vabzdžių populiacijoje, "Elements", 2010 06 09.
9) Moteriškos išrankybės prisideda prie veisimosi, "Elements", 2009 12 25.

Aleksandras Markovas


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: