Tarpgrupė atranka formuoja visuomenę, o jos vidinė parama • Tatiana Romanovskaya • Mokslo naujienos apie "Elementus" • Evoliucija, arachnologija

Tarpgrupė atranka formuoja visuomenę, o grupės vidinė atranka ją palaiko

Pav. 1. Tai atrodo kaip socialinių vorinių kolonija Anelosimus studiosuskurios yra labai įvairios ir skiriasi Amerikos teritorijoje. Komunalinės paslaugos padeda vorams sėkmingai medžioti santykinai didelę grobį ir apsaugoti jaunuolius nuo visų rūšių pavojų. Nuotraukos iš texasento.net

Neprivalomų socialinių vorinių kolonijų Anelosimus studiosusgyvenantys Šiaurės Amerikoje, susideda iš "taikių" ir "agresyvių" moterų mišinio, kuris kartu medžioja ir rūpinasi bendruomenės palikuonimis. Abu elgesio fenotipai yra genetiškai apibrėžti, tai yra, paveldėti pagal klasikinį menelio tipą. Naujos kolonijos formuojasi perkeltos dukterys, tačiau dauguma kolonijų tiesiog numirta, nepaliekant palikuonių. Ši situacija palanki grupių atrankos veiksmui, kuris, kaip įrodė tyrimo autoriai, sudaro optimalią bendruomenės struktūrą. Vis dėlto vis dar nebuvo aišku, kas iš tikrųjų yra mechanizmas, užtikrinantis optimalaus "taikių" ir "agresyvių" santykių palaikymą veikiančioje kolonijoje ir jos išdėstyme. Naujajame tyrime autoriai parodė, kad kolonijoje esančio perteklinio fenotipo asmenys gamina mažiau kiaušinių nei asmenys, kurių fenotipai trūksta.Tai reiškia, kad kolonijos viduje esanti struktūra yra išlaikoma dėl dažnio priklausomo atrankos, atlikto per genetiškai apibrėžtus (paveldimus) savireguliacijos mechanizmus moterų reprodukcinėje sistemoje.

Moksleiviai jau daugelį metų bandė spręsti grupės atrankos problemą, visų pirma, iškėlė klausimą apie "santykius" su individualia atranka ir daugeliu oponentų bei jo egzistavimą apskritai.

Rasti tinkamą modelį nėra lengva. Pirma, grupei turėtų būti ne per daug, o tuo pačiu ir pakankamai aiški, stabili ir lengvai apibrėžta struktūra. Tai būtina norint palyginti vieną grupę su kita ir stebėti pokyčius laikui bėgant. Antra, grupių struktūra turi skirtis priklausomai nuo jų pobūdžio, ir šie pokyčiai turi būti genetiškai apibrėžti. Trečia, grupės turi būti trumpalaikės ir greitai atnaujinamos, kad per artimiausius metus jos galėtų atsekti daugelio tokių grupių likimą keliose kartose ir padaryti išvadas apie tai, kokie "socialinės tvarkos" variantai turi pranašumą natūralioje atrankoje. Tarsi gamta būtų specialiai numatyta kelioms socialinių vorinių tipų rūšims, iš kurių vienas buvo nagrinėjamas aptariamo kūrinio autorių kelerius metus.

Vorai Anelosimus studiosus – tai yra neprivaloma socialinė forma (tai yra, jie gali gyventi atskirai arba grupėmis). Kolonijų skaičius neviršija kelių dešimčių, o kolonijos nariai (visada moterys) kartu medžioja, saugo kiaušinius ir rūpinasi augančiais vorais. Autoriai nurodo, kad maždaug 30-90% vorinių kolonijų Anelosimus studiosus kasmet išnyksta, o šie įvykiai yra susiję su pagrindine šios rūšies populiacijų (85%) mirtingumo dalimi. Bet kokiu atveju, kolonija yra saugoma ne daugiau kaip kelias kartas (iki 2-3 metų). Kai kurios moteriškos dukros gali palikti savo namus ir sukurti netoliese esančią naują (dažniausiai ne daugiau kaip 2 m atstumą). Tačiau ši galimybė ne visada turi laiko įgyvendinti.

Pav. 2 Viena iš kolonijų Anelosimus studiosusstudijavo anksčiau aptariamo darbo autoriai. Įdėkite viršutiniame kairiajame kampe parodytos dvi šios rūšies moterys. Paveikslėlis iš santraukos iki Jonathano N. Pruitto ir Andreaso P. Modlmeierio 2015 m. Straipsnio.

Taigi, kolonija palieka koloniją-palikuonį, o tai yra pasirinkimas, o ne bet koks, bet labai sensacingas grupės pasirinkimas (grupės pasirinkimas). Tuo tarpu sėkmė ar priešlaikinis kolonijos išnykimas iš esmės priklauso nuo to, kaip optimaliai organizuojama vorinių visuomenė – tai yra, kiek optimaliai yra "agresyvių" ir "taiki" asmenų dalis."Agresyvūs" asmenys sėkmingiau medžioja didžiulius grobius ir aktyviau gina lizdus iš nekviestų svečių – plėšrūnų ir pakabų (paprastai gamtos lizde kartais gali gyventi ir gyventi iki 50 rūšių vorų, kurios kartu sudaro visą vorą, iš kurių pavyzdžiai matote 1 pav. ir 2 pav.). Jie veržėsi žiniatinklyje. Tačiau kartais šie asmenys gali rodyti agresiją prieš savo "kaimiečius", taip pat valgyti kiaušinius (tiek savo, tiek kitų moterų), jei trūksta reguliaraus maisto. "Taikaus" asmenys yra labiau globojamos slaugytojai slaugos bendriose palikuonyse (C. M. Wright ir kt., 2014. Gyvūnų asmenybės derinimas). Be to, "taikus" yra labiau tolerantiškas laikinajai dietai, o ne "agresyviai", matyt, dėl veiklos skirtumų ir suvartotos energijos. Kaip rezultatas, vidutinis individų gausumas mišriose kolonijose paprastai yra didesnis nei kolonijose, sudarytose tik iš "taikių" ar tik "agresyvių" vorų (JN Pruitt, SE Riechert, 2011). socialinėje grupėje).

Tyrimas, kuris bus svarstomas toliau, iš esmės yra tolesnis darbas, pradėtas prieš keletą metų. Pirmųjų šio tyrimo "Elementų" etapų rezultatai jau buvo pasakoti (žrNaujienų grupių pasirinkimas padeda socialiniams vorams prisitaikyti prie vietinių sąlygų, "Elements", 2014/07/10, ir taikių valkiųjų vorų komuna miršta greičiau nei agresyvūs, "Elements", 2015 m. Birželio 11 d. Gudriame eksperimente autoriai įtikinamai parodė grupės atrankos poveikį rūšiai Anelosimus studiosus. Tačiau, atsakydami į jų paskelbimą, pasirodė du kritiški straipsniai, kurių autoriai teigė, kad gauti duomenys vis dar nėra pakankamai įtikinami, nes tai yra grupės atrankos įrodymas. Be to, tuo metu išliko neaišku, kaip nustatomos ir paveldimos "taikių" ir "agresyvių" asmenų proporcijos, būdingos kiekvienai grupei. Leiskite priminti jums, kad autoriai išreiškė tokias hipotezes:
1) Asmenų elgesio koregavimas atitinkamoje kryptyje, tai yra vadinamojo "fenotipinio plastiškumo" apraiška. Ši hipotezė prieštarauja aukšto genetinio "taikios" ir "agresyvios" elgesio determinizmo autorių nustatytam faktui (paveldimumas, remiantis ankstesniais tyrimais, yra apie 60%).
2) priverstinis išsiuntimas ar savęs iškeldinimas asmenims su tam tikrais fenotipais iš kolonijų.
3) netolygus sėkmingas reprodukcijos poveikis individų, turinčių skirtingus fenotipus, kolonijose, kurios gali priklausyti nuo individų išlikimo ir kiaušinių, kuriuos jie gamina, skaičiui, ty grupės vidiniam atrankas.

Taigi, iš tiesų dabar užduotis yra pasirinkti tarp antrosios ir trečiosios hipotezių. Tiesą sakant, autoriai sutelkė dėmesį į trečią variantą – tai gali būti patvirtinta ar paneigta.

Pradinis tyrimo etapas buvo atliktas taip pat kaip ir anksčiau. Darbas vyko dviejuose geografiniuose regionuose: Klincho upėje, tekančios Virdžinijoje ir Mažosios upės Tenesio valstijoje. Antroji buveinė yra šiek tiek į pietus nuo pirmosios, toliau nuo vandenyno ir teikia voragus su gausiais maisto ištekliais. Pirmiausia autoriai įvertino fenotipų pasiskirstymą kiekvienos vietovės natūraliose kolonijose. Gautos diagramos parodytos fig. 3

Pav. 3 Agresyvių individų dalies pasiskirstymas priklausomai nuo natūralių kolonijų dydžio dvejų metų stebėjimų srityje Clinch River (alkanas regionas) ir Little River (gerai maitinantis regionas).Galima suprasti, kad optimalią "agresyvių" individų dalį padidina prisotintose buveinėse auganti kolonija, o alkanas – mažėja. Pilka kiekvienoje diagramoje rodomi ankstesniais metais surinkti duomenys. Sklypai iš aptariamo straipsnio Gyvūnas elgesys

Tada 2014 m. Kovo mėn. Kiekviename regione, sudarytame iš skirtingo individų skaičiaus (2-27) ir skirtingų proporcingų "agresyvių" asmenų (nuo 11 iki 93%), buvo suformuotos 34 kolonijos. Kaip tiksliai autoriai atpažino ir pasirinko du elgesio fenotipus, galima rasti minėtose naujienose.

Kiekvienos kolonijos formavimosi metu individai buvo atrinkti iš tos pačios natūralios kolonijos – tokiu būdu išsaugotas natūralus individų giminingumo laipsnis (ir tai yra gana didelis laipsnis, vidutiniškai apie 0,25 – kaip pusė seserys). Kiekviename regione 22 natūralios kolonijos buvo suformuotos iš natūralių natūralių kolonijų egzempliorių, dar 12 – iš "užsienio" kolonijų egzempliorių. Pagal fenotipą visi žmonės buvo paženklinti specialiu dažymu cefalotorakse. Kolonijos kiekvieną dvi dienas vykdavo visą pavasarį ir vasarą, o vėliau kas dvi savaites iki 2014 m. Lapkričio mėn. Registruojančių žmonių skaičių, kiaušinių dedeklę ir kolonijų išnykimą. Per šį laikotarpį išnyko 43 kolonijos (63%).Nenuostabu, kad daugiausia mirė dirbtinės kolonijos, kuriose agresyvios ir taikios proporcijos labai skiriasi nuo fenotipų proporcijos vienodo dydžio natūraliose kolonijose.

Kiekvienai kolonijai individualiai paženklinti 4 moterys, norėdami įvertinti individualų veislės su skirtingu fenotipu sėkmę, du iš jų "taikus" ir du – "agresyvus" fenotipas. Jų galimas palikuonis buvo įvertintas sveriant kiaušinių raktus, kuriuos jie pagamino (jei moterys gyveno iki šio taško). Individualus sankabų registravimas šiuose voratuose yra gana paprastas, nes pirmąją savaitę kiaušinių dengiančios moterys nuolat juos vežia, laikydamos jas chelicerae. Autoriai kruopščiai pasirinko sankabą, pasverė, o tada grįžo į rūpestingą motiną. Paprasčiuose lygmenyse, kuriuose atsižvelgiama į nustatytų kiaušinių skaičių ir kiekvieno fenotipo maišelių vidutinį išlikimą, galima apskaičiuoti tikėtinus kolonijos dydžio ir struktūros poslinkius į kitą kartą, nesant grupės atrankos faktoriaus. Pav. 4 parodyta fenotipų santykinio tinkamumo spalvų žemėlapiai kolonijose su skirtingais dydžiais ir struktūromis,ir tikimasi (pagal skaičiavimus) keičiasi kiekvienos dirbtinės kolonijos dydis ir struktūra. Be to, fenotipų dažnio poslinkiai yra susiję su sankabų dydžio skirtumais, o ne su išgyvenimo skirtumu. Lengva pastebėti, kad šie pokyčiai yra panašūs vieni kitiems kolonijose, kilusiose iš Clinch upės ir Kolonijose, kilusiose iš Little River, nepriklausomai nuo to, kur ši kolonija buvo. Visais atvejais šie poslinkiai yra skirti natūralių kolonijų, iš kurių susidarė dirbtinės kolonijos, savybes.

Pav. 4 Parodytos "taikių" ir "agresyvių" fenotipų asmenų santykinės adaptacijos (mūro dydžio ir išlikimo funkcijos) spalvų korteles. Raudonai paskirtos kolonijos, kuriose geriau išgyventi "agresyvūs" asmenys, mėlynas – kolonijos, kuriose "taiki" asmenys išgyvena geriau, žalia – kolonijos, kuriose nė vienas iš fenotipų neturi akivaizdžių pranašumų. Parodomi tikėtini naujos kartos dirbtinių kolonijų struktūros pokyčiai. rodyklės. Paveikslai iš aptariamo straipsnio Gyvūnas elgesys

Siekiant patikrinti sankabų dydžio poslinkių genetinę paskirtį, autoriai papildė darbą laboratoriniais tyrimais, siekdami maksimaliai padidinti eksperimento sąlygų standartizavimą.Pirmajame etape į Clinch upę ir Little River buvo įsteigtos 24 dirbtinės kolonijos (visi vietiniai individai): 12 kolonijose buvo 12 patelių, iš kurių 43% buvo "agresyvūs" asmenys, o kitos 12 kolonijų kurią sudaro 15 moterų ir 73% "agresyvių" asmenų. Per veisimosi sezoną (pavasarį) buvo pasverti dviejų "taikių" ir dviejų "agresyvių" individų sankabos ir apskaičiuoti numatomi kiekvienos naujosios kartos kolonijos struktūros pokyčiai.

Po metų, kiekvienoje iš 33 išgyvenusių kolonijų buvo įvertintos realios grupės struktūros pokyčiai, o laboratorijoje buvo imtasi tolesnio darbo – 1 kiaušinių patelės. Kiekviena patelė buvo dedama į atskirą akvariumą su šakelėmis, už kurį galite užsikibęs prie interneto ir reguliariai maitintis termiatais. Ten moterys saugiai pakėlė savo palikuonis – pirmąją laboratorinę antrinę kartos lauko koloniją (F1). Kai vorai užaugo pakankamai, kad paimtų savo termiatus, jie buvo pasodinti atskirose akvariumuose, siekiant sumažinti "visuomenės" įtaką jų "auklėjimui", o kai jie subrendo, iš kiekvieno patelės (poravimosi) socialiniai vorai).Iš gautų palikuonių vėl buvo suformuota 30 dirbtinių antrosios kartos kolonijų (F2), kurių struktūra buvo tokia pat kaip ir pirminė močiutės kolonija – ty 12 individų su 43% "agresyviais" arba 15 asmenų su 73% "agresyviais".

Pav. 5 F1 projekcija ir prognozuojama F2 – tikimasi naujos kartos kolonijos struktūros pokyčiai, remiantis "agresyvių" ir "taikių" asmenų laukinių kolonijų kiaušinių sąvaržų dydžiu (kairysis stulpelis) ir ančiuvių laboratorijų kolonijos (dešinysis stulpelis) F1 rezultatas (vidurinis baras) – tikrasis pirmosios kartos kolonijų struktūros poslinkis, palyginti su iš pradžių susidariusia dirbtinių tėvų kolonijų struktūra. Horizontali ašis – kolonijų dydis (asmenų skaičius), vertikali ašis – "agresyvių" asmenų dalis. Kiekvienoje eilutėje tas pats rodyklių spalva atitinka tą patį kartų skaičių. Atkreipkite dėmesį į kairiųjų ir dešiniųjų stulpelių diagramų panašumą, kuris parodo paveldimą skirtingų fenotipų moterų skirtingų kiaušinių sankabų dydžių skirtumus, kurie nėra skirtingi skirtingos pradinės grupės struktūroje ir skirtingose ​​kilmės vietose. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gyvūnas elgesys

Atsižvelgdami laukė kito veisimosi sezono kiekvienoje kolonijoje, jie vėl pažymėjo 2 "agresyvias" ir 2 "ramias" moterys ir vėl įvertino kiaušinių rinkinių dydžius. Tada reikėjo tik palyginti ir įvertinti nenutrūkstamą fenotipų dauginimo tarp pradinių ir anoniminių kolonijų pusiausvyrą. Rezultatai pateikti pav. 5, ir šie rezultatai vienareikšmiai rodo, kad fenotipų reprodukcijos kolonijoje našumo pasikeitimas yra genetiškai apibrėžta savybė, kuri susidaro kiekvienoje vietovėje, priklausomai nuo grupės atrankos.

Šaltinis: Jonathan N. Pruitt, Charles J. Goodnight, Susan E. Riechert. Jiems Gyvūnas elgesys. 2017. V. 124. P. 15-24. DOI: 10.1016 / j.anbehav.2016.11.028.

Tatjana Romanovskaya


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: :???: :?: :!: