Наука про птахів: загальне уявлення про пісню птаха, що з'явилася в новому дослідженні

Як люди обирають своїх товаришів? Чому деякі більш успішно залучають партнерів, ніж інші?

Ці вікові питання широко відносяться до всіх тварин, включаючи людей. Теорія природного відбору Дарвіна пропонує один спосіб відповісти на них. Іноді висловлюється як «виживання найбільш пристосованих», теорія може також застосовуватися до вибору партнера, передбачаючи, що вигідно вибрати чоловіка, який найкраще пристосований до виживання в його середовищі - найшвидшого бігуна, кращого мисливця, фермера з найвищою врожайністю.

Див. Також: Надзвичайно сумні птахи показують, як населення може загинути від самотності

Це, звичайно, трохи спрощене, як підсумок людської сексуальності, оскільки люди з'єднуються в контексті складних соціальних норм і гендерних ролей, які є однозначно людськими. Дослідники, подібні до нас, вважають, що на вибір дружини в інших тварин впливають такі види сприйняття. Вона відповідає розумінню еволюцією науковців: якщо жінки вирішують співпрацювати з добре адаптованими самцями, то їхні діти також можуть мати більше шансів вижити. Виграшні переваги передаються і зберігаються в майбутніх поколіннях.

Але у багатьох видів чоловіки намагаються залучити товаришів, показуючи характеристики, які, здається, не є адаптивними. Ці сигнали - наприклад, сліпучий хвіст на павині або красива мелодія з співочої птиці - спочатку були великим гайковим ключем, викинутим у теорію природного відбору Дарвіна. Такі риси, як вони, здаються протилежними, що робить тварину більш вірогідною для виживання в її середовищі. Яскравий дисплей хвоста або ефектна мелодія громіздка, і вона оголошує вас хижакам, а також інтересам любові. Дарвін так засмутився від цієї невідповідності, що він сказав: "Видовище пера в павиному хвості, коли я дивлюся на нього, змушує мене захворіти".

Мислення про цю головоломку привело Дарвіна до іншої основної теорії: статевого відбору. Замість того, щоб безпосередньо відображати адаптації, чоловікам може знадобитися виробляти дорогі, неадаптивні сигнали, якщо жінки віддають перевагу таким характеристикам при виборі товаришів. Для жінок ці сигнали можуть опосередковано повідомляти, що самці будуть хорошим напарником, тому що він здатний вижити і досягти успіху - незважаючи на орнамент, не через це. Відповідно до цієї моделі найбільш привабливими є найдорожчі риси.

Але що, якщо ставки будуть підвищені, як у видів, які є полігінні, з чоловіками, які намагаються залучити і утворити зв'язки з численними жінками? Наступний логічний крок до цієї теорії може передбачати, що тиск для створення красивих сигналів буде різко зростати, що призведе до збільшення винагороди для осіб з витонченими орнаментами. Якщо найбільш успішні чоловіки мають найбільш незвичайні риси, то наступна гонка озброєнь протягом багатьох поколінь може перенести населення до більш екстремальних характеристик. Це інтуїтивна теорія - посилення конкуренції для товаришів призведе до все більш деталізованих сексуально відібраних рис - але це не було перевірено на дереві життя.

Чи дійсно немонагамні системи спарювання збільшують сексуальний відбір у реальних тварин? Коли сила сексуального відбору зростає, статеві ознаки стають більш екстремальними? Хвости отримують довше? Пісні більш красиві? Будучи двома біологами з досвідом обчислювальних методів, еволюцією поведінки та співочих птахів, ми вирішили дослідити.

Створення бази даних Bird

Еволюція настільки ж складна, як і сама життя. Нові обчислювальні здібності дозволяють дослідникам, подібним до нас, вийти за межі тестування, чи певні риси просто схожі. Замість цього, ми можемо заглибитися в минуле і спробувати розрізнити шлях, який види пройшли через історію, щоб прибути туди, де вони сьогодні.

Щоб перевірити теорію про те, що чоловіки, які намагаються залучити численних товаришів, підсилюють статевий вибір і розвиватимуть дедалі складніші дисплеї, нам потрібен був новий набір даних та інноваційні методи.

Співаки - прекрасна система для вивчення цього питання. По-перше, багато видів є соціально (хоча і не обов'язково сексуально) моногамними, що в іншому випадку надзвичайно рідко зустрічається в тваринному царстві, але було багато незалежних переходів до полігінії протягом своєї історії. Це полегшує нам порівняння пісень птахів, які шукають одного партнера, до пісень тих, хто шукає декількох партнерів. У пісенних птахів також є неймовірна різноманітність пісні, від простих твітів домашнього воробаря до складних каденцій пересмішника.

Здійснивши пошук опублікованої літератури та польових посібників, ми зібрали дані системної збірки майже 700 видів і дані про пісні для більш ніж 350 видів, найбільшу базу даних свого роду на сьогоднішній день. Ми отримали нещодавно опубліковане філогенез - по суті, "родовід", що тягнеться аж до предка всіх птахів, який охоплював всю пташину еволюційну історію. Це буде служити нашою картою через лінії співочих птахів.

Ми об'єднали наші дані з філогенезом, щоб простежити у часі, оцінивши, як могли звучати і поводилися предки кожної групи співочих птахів.

Такий підхід нагадує, якби ми потрапили на возз'єднання сім'ї людини і помітили, що переважна більшість членів сім'ї володіють світлим волоссям і говорять шведською мовою - ми припустимо, що давно зниклий матріарх родини мав також світле волосся та певно розмовляв шведський. Потім ми могли відвідати ще одне сімейне возз'єднання, далекі родичі першого, щоб знайти блондинки, які розмовляли переважно норвезькі. На ще одному зборі, можливо, ми побачимо, як каштанових людей говорять по-іспанськи. Роблячи це сотні разів, дослідники могли з'ясувати, чи існувала будь-яка асоціація між кольором волосся і мовою в історіях цих сімей.

Використовуючи аналогічні методи з генеалогічним деревом птахів, ми змогли перевірити не тільки те, як поведінка спарювання корелює з піснями живих видів, але й те, як ці поведінки впливали один на одного протягом тисяч і навіть мільйонів років еволюційної історії співочих птахів. Оцінюючи ймовірну поведінку предків сучасних співочих птахів, ми могли б обчислити швидкість еволюції цих ознак, включаючи те, як на еволюцію пісень може впливати поведінка спаровування, або навпаки.

Сексуальний відбір, але не в одному напрямку

Коли ми виконали цей глибокий аналіз, результати нас здивували. Ми не знайшли очікуваного зв'язку, що пісні стали більш деталізованими у видах, де чоловіки шукали декількох партнерів. Замість цього, ми знайшли цікавий еволюційний зразок: пісні, здавалося, розвивалися швидше полігінні лінії, але не в якомусь конкретному напрямку.

Замість того, щоб ці предки-чоловіки намагалися витіснити один одного з більш складними піснями, пісні, здавалося, коливалися між простим і складним, як розмахуючи маятником протягом поколінь - швидко змінювався в даний момент, але не в постійному напрямку в довгостроковій перспективі. Якщо ці пісні полігіньнових видів стали надто простими або надто складними, вони почали рухатися назад до середини.

Див. Також: Новий рекордсмен найбільшої в світі птахи колись був 1700-фунт-гігантом

Ці результати піддають сумніву наші початкові широкі інтуїції щодо репродуктивного успіху та еволюційного тиску. Вивчаючи пісні багатьох моногамних і полігіністих видів птахів на еволюційному дереві, ми виявили результати, які стояли на відміну від переважаючої мудрості: види, що залучають численних товаришів, не мали більш складних пісень, але їхні пісні розвивалися швидше. Це новий доказ, який може змінити класичні гіпотези про немонагамію і статевий відбір в еволюції.

Наша робота показує, що коли вчені вивчають статевий вибір у майбутньому, ми повинні думати не тільки про величину вивчених ознак, але й про те, як швидко вони змінюються.

Ця стаття була спочатку опублікована на бесіді Ніколь Крінза та Кейт Снайдер. Читайте оригінальну статтю тут.