Věda ptáků: Společná představa o píseň ptáka upřesnila v nové studii

Jak si jednotlivci vybírají své kamarády? Proč jsou někteří úspěšnější při získávání partnerů než jiní?

Tyto věkové otázky jsou obecně relevantní pro všechna zvířata, včetně lidí. Darwinova teorie přírodního výběru nabízí jeden způsob, jak na ně odpovědět. Někdy formulovaná jako „přežití nejschopnějšího“, může teorie platit i pro volbu partnera, který předpovídá, že je prospěšné vybrat si partnera, který je nejlépe přizpůsoben k přežití v prostředí - nejrychlejší běžec, nejlepší lovec, zemědělec s nejvyšším výnosem.

Viz také: Extrémně smutní ptáci ukazují, jak může populace umřít od osamělosti

Je to trochu zjednodušující, jako souhrn lidské sexuality, protože lidé se spojují v kontextu komplexních sociálních norem a genderových rolí, které jsou jedinečně lidské. Výzkumní pracovníci, jako jsme my, si však myslí, že volba partnera u jiných zvířat je ovlivněna těmito druhy vnímaných adaptací. Je to v souladu s chápáním evoluce vědci: Pokud se samice rozhodnou spřátelit se s dobře přizpůsobenými samci, jejich potomci mohou mít větší šanci na přežití. V budoucích generacích se předávají a uchovávají výhodné vlastnosti.

Ale u mnoha druhů se samci snaží přilákat kamarády zobrazením charakteristik, které se zdají být rozhodně neadaptivní. Tyto signály - například oslnivý ocas na pávi nebo krásná melodie zpěváka - byly původně velkým klíčem, který byl uvržen do Darwinovy ​​teorie přirozeného výběru. Znaky, jako jsou tyto, se zdají být opakem toho, že zvíře bude s větší pravděpodobností přežít ve svém prostředí. Fascinující ocasní displej nebo nápadná melodie jsou těžkopádné a oznamují vás predátorům i zájmům lásky. Darwin byl tak rozporuplný, že řekl: „Pohled na peří v ocasu pávu, kdykoli na něj pohlédnu, mě činí nemocným.“ T

Přemýšlel o této hlavolam vedl Darwin k další hlavní teorii: sexuální výběr. Namísto přímého zobrazení adaptací mohou samci potřebovat produkovat nákladné, neadaptivní signály, pokud ženy preferují tyto vlastnosti při výběru kamarádů. Pro ženy, tyto signály mohou nepřímo komunikovat, že muž by byl dobrý kamarád, protože on je schopný přežít a uspět - přes ornament, ne protože toho. Podle tohoto modelu jsou nejatraktivnější vlastnosti nejnákladnější.

Ale co když se sázky zvednou, jako u druhů, které jsou polygynous, s muži se snaží přilákat a tvořit vazby s více ženami? Logický další krok k této teorii by mohl předpovídat, že tlak na produkci krásných signálů bude prudce stoupat a zvyšovat odměny pro jednotlivce s komplikovanými ornamenty. Pokud mají nejúspěšnější muži nejvýraznější rysy, následný závod v zbrojení v průběhu mnoha generací by mohl posunout obyvatelstvo k extrémnějším charakteristikám. Jedná se o intuitivní teorii - zvýšená konkurence pro kamarády by vedla ke stále propracovanějším sexuálně vybraným rysům - ale nebyla testována napříč stromem života.

Opravdu nemonogamní párovací systémy skutečně zvyšují sexuální výběr u reálných zvířat? Jak se síla sexuálního výběru zvyšuje, sexuálně vybrané charakteristiky se stávají extrémnějšími? Dostávají ocasy déle? Píseň krásnější? Jako dva biologové se zkušenostmi v oblasti výpočetních metod, vývoje chování a zpěvných ptáků jsme se rozhodli vyšetřit.

Vytváření databáze ptáků

Evoluce je stejně složitá jako samotný život. Nové výpočetní schopnosti umožňují výzkumným pracovníkům, jako jsme my, jít nad rámec testování, zda určité rysy mají tendenci vyskytovat se společně. Místo toho se můžeme ponořit do minulosti a pokusit se rozeznat cestu, kterou tento druh prošel historií, aby se dostali tam, kde jsou dnes.

Abychom otestovali teorii, že muži, kteří se snaží přilákat více kamarádů, zesílí sexuální výběr a podpoří vývoj stále složitějších displejů, potřebovali jsme jak nový soubor dat, tak inovativní metody.

Pěvci jsou výborný systém, s nímž si tuto otázku můžete prostudovat. Za prvé, mnoho druhů je společensky (i když ne nutně sexuálně) monogamní, což je jinak mimořádně vzácné v živočišné říši, ale v průběhu jejich historie došlo k četným nezávislým přechodům do polygynie. To nám usnadňuje srovnávat písně ptáků, kteří hledají jednoho partnera na písně těch, kteří hledají více kamarádů. Pěvci také mají neuvěřitelnou rozmanitost písně, od jednoduchých tweets domu vrabec k komplikovaným cadenzas mockingbird.

Vyhledáváním publikované literatury a terénních průvodců jsme shromáždili systémová data o téměř 700 druzích a skladbách pro více než 350 druhů, dosud nejrozsáhlejší databázi svého druhu. Získali jsme nedávno publikovanou fylogenezi - v podstatě „rodokmen“, který se táhne až k předchůdci všech ptáků. To by posloužilo jako naše mapa přes linie zpěvných ptáků.

Spojili jsme data o našich vlastnostech s fylogenezí, abychom sledovali čas v čase a odhadli, jak mohli předci každé skupiny zpěvných ptáků znějí a chovat se.

Tento přístup je takový, jako kdybychom upustili na shledání lidské rodiny a všimli jsme si, že drtivá většina členů rodiny má blond vlasy a mluví švédsky - hádali bychom, že dlouhotrvající matriarch rodiny pravděpodobně měl také blond vlasy a pravděpodobně mluvil švédsky. Pak jsme mohli navštívit další rodinné setkání, vzdálené příbuzné prvního, abychom našli blondýnky mluvící převážně norsky. Na dalším setkání možná uvidíme hnědé vlasy mluvící španělsky. Tímto způsobem stovkykrát mohli vědci zjistit, zda existuje souvislost mezi barvou vlasů a jazykem v historii těchto rodin.

Pomocí podobných metod s rodinou ptáků jsme byli schopni otestovat nejen to, jak páření koreluje s písněmi živých druhů, ale také to, jak se tyto chování navzájem ovlivnily po tisíce a dokonce i miliony let evoluční historie zpěvných ptáků. Odhadem pravděpodobného chování předků moderních zpěvných ptáků bychom mohli spočítat míru vývoje těchto vlastností, včetně toho, jak může být rychlost vývoje písní ovlivněna pářením nebo naopak.

Sexuální výběr, ale ne v jednom směru

Když jsme provedli tuto hloubkovou analýzu, výsledky nás překvapily. Nepodařilo se nám najít očekávaný vztah, který by se písně staly komplikovanějšími u druhů, kde samci hledali více kamarádů. Namísto toho jsme našli zajímavý evoluční vzor: zdálo se, že se písně vyvíjejí rychleji polygynní linie, ale ne v žádném konkrétním směru.

Namísto toho, aby se tito předci, kteří se pokoušeli vybojovat si navzájem s propracovanějšími písněmi, zdálo, že písně oscilují mezi jednoduchými a složitými jako kyvné kyvadlo po celé generace - rychle se mění v daném okamžiku, ale ne v konzistentním směru z dlouhodobého hlediska. Pokud se písně těchto polygynních druhů staly příliš jednoduché nebo příliš komplikované, začaly se pohybovat směrem doprostřed.

Viz také: Držák nového rekordu pro největšího světového ptáka, který kdy byl obrovský obr. 1700 liber

Tyto výsledky zpochybňují naše počáteční široké intuice o reprodukčním úspěchu a evolučních tlacích. Studiem písní mnoha monogamních a polygynních druhů ptáků napříč evolučním stromem jsme zjistili výsledky, které byly v kontrastu s převládající moudrostí: Druhy, které přitahují více kamarádů, neměly celkově složitější písně, ale jejich písně se vyvíjely rychleji. Toto je nový důkaz, který může změnit klasické hypotézy na non-monogamy a sexuální výběr v evoluci.

Naše práce ukazuje, že když vědci studují sexuální výběr v budoucnu, musíme přemýšlet nejen o velikosti studovaných vlastností, ale také o tom, jak rychle se mění.

Tento článek byl původně publikován na The Conversation Nicole Creanza a Kate Snyder. Přečtěte si originální článek zde.