Bird Science: O concepție comună despre melodia unei păsări ridicată în noul studiu

Cum își aleg partenerii? De ce sunt unii mai de succes la atragerea colegilor decât alții?

Aceste întrebări vechi sunt în mare măsură relevante pentru toate animalele, inclusiv pentru ființele umane. Teoria lui Darwin despre selecția naturală oferă o cale de a le răspunde. Câteodată este exprimată ca "supraviețuirea celui mai potrivit", teoria se poate aplica și pentru alegerea partenerului, prezicând că este benefic să alegeți partenerul cel mai bine adaptat să supraviețuiască în mediul său - cel mai rapid alergător, cel mai bun vânător, fermierul cu cele mai mari randamente.

Vezi și: Păsări extrem de triste arată cum poate muri un popor din singurătate

Este un pic simplist ca un rezumat al sexualității umane, desigur, deoarece oamenii se împerechează în contextul unor norme sociale complexe și roluri de gen care sunt în mod unic omenești. Cercetătorii ca noi cred că, totuși, alegerea partenerului în alte animale este influențată de astfel de adaptări percepute. Se potrivește cu înțelegerea de către oamenii de știință a evoluției: dacă femelele aleg să se împerecheze cu bărbații bine adaptați, descendenții lor ar putea avea șanse mai mari să supraviețuiască. Caracteristicile avantajoase au trecut și s-au păstrat în generațiile viitoare.

Dar la multe specii, bărbații încearcă să atragă colegii prin afișarea unor caracteristici care par a fi cu siguranță neadaptative. Aceste semnale - cum ar fi o coadă orbitoare pe un păun sau o melodie frumoasă dintr-o cântă de păsări - au fost inițial o cheie mare aruncată în teoria lui Darwin despre selecția naturală. Trăsături ca acestea par să facă opusul de a face un animal mai probabil să supraviețuiască în mediul său. Un afișaj de coadă aprins sau o melodie aparte este greoaie și vă anunță la prădători, precum și la interesele iubirii. Darwin a fost atât de supărat de această inconsecvență încât a spus: "Privirea unei pene într-o coadă de paun, ori de câte ori mă uit la ea, mă face să mor.

Gândindu-te la acest ghinion, Darwin a condus la o altă teorie majoră: selecția sexuală. În loc de a afișa direct adaptările, bărbații ar putea avea nevoie să producă semnale costisitoare, non-adaptive, dacă femeile preferă aceste caracteristici atunci când aleg colegii. Pentru femele, aceste semnale ar putea comunica în mod indirect că un bărbat ar fi un partener bun pentru că poate supraviețui și reușește - în ciuda ornamentului, nu din cauza acestuia. În cadrul acestui model, cele mai costisitoare trăsături sunt cele mai atractive.

Dar dacă mizele sunt ridicate, la fel ca la speciile care sunt poliginoase, bărbații încercând să atragă și să formeze legături cu mai multe femele? Următorul pas logic la această teorie ar putea prezice că presiunea de a produce semnale frumoase ar urla în viteză, compunând recompensele pentru persoane cu ornamente elaborate. Dacă bărbații cei mai de succes au cele mai extraordinare trăsături, o cursa a armamentului care a urmat de-a lungul mai multor generații ar putea transforma populația spre caracteristici mai extreme. Aceasta este o teorie intuitivă - o concurență sporită pentru colegi ar conduce la elaborarea din ce în ce mai mult a trasaturilor selectate sexual - dar nu a fost testată de-a lungul pomului vieții.

Sistemele de împerechere non-monogame cresc cu adevărat selecția sexuală la animalele reale? Pe măsură ce puterea selecției sexuale crește, caracteristicile selectate sexual devin mai extreme? Cozile devin mai lungi? Cântecele mai frumoase? În calitate de doi biologi cu experiență în metodele computationale, evoluția comportamentelor și păsărilor cântătoare, am decis să investigăm.

Construirea bazei de date Bird

Evoluția este la fel de complexă ca și viața însăși. Noile abilități computaționale permit cercetătorilor ca noi să depășim testul dacă anumite trăsături pur și simplu tind să apară împreună. În schimb, putem să ne căutăm în trecut și să încercăm să discernem căile pe care specia le-au călătorit prin istorie pentru a ajunge acolo unde sunt astăzi.

Pentru a testa teoria că bărbații care încearcă să atragă mai mulți colegi ar amplifica selecția sexuală și vor conduce evoluția expunerilor din ce în ce mai elaborate, am avut nevoie atât de un nou set de date, cât și de metode inovatoare.

Songbirds sunt un sistem excelent cu care să studiezi această întrebare. În primul rând, multe specii sunt monogame sociale (deși nu neapărat sexuale), care este altfel extrem de rară în regnul animal, dar au existat numeroase tranziții independente la poligină pe parcursul istoriei lor. Asta ne face ușor să comparăm cântecele de păsări care caută un singur partener cu melodiile celor care caută mai mulți colegi. Songbirds au, de asemenea, o diversitate incredibilă de cântece, de la tweets simple ale vrabii casei până la cadenzile elaborate ale păsării mocking.

Prin căutarea literaturii și a ghidurilor de teren publicate, am acumulat date privind sistemul de împerechere pentru aproape 700 de specii și cântece pentru cele peste 350 de specii, cea mai mare bază de date de acest fel până în prezent. Am obținut o filogenie recent publicată - în esență un "arbore genealogic" care se întinde până la strămoșul tuturor păsărilor - care a acoperit toată istoria evoluției aviare. Aceasta ar servi drept harta noastră prin liniile de cântece.

Am îmbinat datele noastre despre trasaturi cu filogeniele pentru a le urmări înapoi în timp, estimând cum s-ar putea să fi sunat și să se comporte strămoșii fiecărui grup de păsări.

Această abordare este un fel de genul dacă am renunțat la o reuniune a familiei umane și am observat că marea majoritate a membrilor familiei au păr blond și vorbesc suedez - credem că un matriarh de mult trecut al familiei probabil avea și păr blond și probabil a vorbit suedez. Apoi, am putea vizita o altă reuniune de familie, rudele îndepărtate ale primului, pentru a găsi oameni blonzi vorbind în cea mai mare parte norvegiană. La o altă adunare, probabil că vom vedea oameni cu păr brun, vorbind spaniolă. Făcând acest lucru de sute de ori, cercetătorii ar putea afla dacă există o asociere între culoarea parului și limba în istoriile acestor familii.

Folosind metode similare cu arborele genealogic al păsărilor, am putut să testați nu numai cum comportamentul împerecherii se corelează cu cântecele speciilor vii, dar și modul în care aceste comportamente s-au influențat unul pe celălalt peste mii și chiar milioane de ani de istorie evolutivă a cântătoarelor. Prin estimarea comportamentelor probabile ale strămoșilor păsărilor de păsări moderne, am putea calcula rata de evoluție a acestor trăsături, inclusiv modul în care ratele de evoluție a cântecului ar putea fi influențate de comportamentul împerecherii sau invers.

Selecția sexuală, dar nu într-o singură direcție

Când am efectuat această analiză profundă, rezultatele ne-au surprins. Nu am găsit relația preconizată în care melodiile au devenit mai elaborate în speciile în care bărbații căutau mai mulți colegi. În schimb, am găsit un model de evoluție interesant: Melodiile păreau să evolueze în mai multe linii poliginoase, dar nu într-o anumită direcție.

În locul acestor bărbați ancestrali care încearcă să se concureze între ei cu cântece mai elaborate, melodiile păreau să oscileze între simple și complexe, cum ar fi un pendul leagăn de-a lungul generațiilor - schimbând rapid în acest moment, dar nu într-o direcție consecventă pe termen lung. Dacă aceste cântece ale unor specii poliginoase au devenit prea simple sau prea elaborate, au început să se miște înapoi spre mijloc.

A se vedea și: Titularul noului record pentru cea mai mare pasăre din lume a fost vreodată un Giant de 1.700 de lire

Aceste rezultate provoacă primele intuiții ample despre succesul reproducerii și presiunile evolutive. Studiind cântecele multor specii de păsări monogame și poliginoase din copacul evolutiv, am găsit rezultate care s-au opus înțelegerii predominante: Speciile care atrag mai mulți colegi nu aveau cântece mai complexe în ansamblu, dar melodiile lor au evoluat mai repede. Aceasta este o nouă dovadă care poate modifica ipotezele clasice privind non-monogamia și selecția sexuală în evoluție.

Lucrarea noastră arată că, atunci când oamenii de știință studiază selecția sexuală în viitor, trebuie să ne gândim nu numai la magnitudinea trăsăturilor studiate, ci și la cât de repede se schimbă.

Acest articol a fost publicat inițial în The Conversation de Nicole Creanza și Kate Snyder. Citiți articolul original aici.