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In che modo la selezione sessuale è evolutivamente stabile?

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Sembra che in qualsiasi popolazione soggetta a pressione evolutiva, l'attrattiva sessuale sia inversamente correlata con altri tipi di idoneità riproduttiva. Se vedi un pavone con una piccola penna della coda, questa è un'informazione che è probabilmente al di sopra della media in altre aree, perché altrimenti i suoi geni sarebbero già stati spazzati via. In modo così intuitivo, pensereste che sarebbe vantaggioso per le persone trovare compagni meno attraenti convenzionalmente.

Finora, ho incontrato due possibili spiegazioni per questo. Un'idea era che le cose che rendono attraente un animale sono correlate all'idoneità evolutiva. Non sono un esperto qui, ma sembra che la correlazione qui diminuirà nel tempo non appena ci sarà una pressione diretta per aumentare l'attrattiva.

L'altra spiegazione, più convincente, era che è vantaggioso produrre una prole attraente. Quindi, potrebbe esserci un ciclo di feedback qui in cui se i membri di una popolazione si preoccupano di più dell'attrattiva sessuale, allora l'attrattiva conferirebbe un vantaggio maggiore, rendendo più importante la prole attraente, aumentando la pressione evolutiva per gli individui a scegliere compagni attraenti.

Qualcuno può dare un'intuizione (o meglio, la matematica pertinente) sul perché questi ultimi due effetti dominano la mia intuizione originale? O ci sono altri effetti al lavoro qui?


prima di tutto stai parlando di selezione sessuale in fuga, la selezione sessuale in fuga funziona perché attirare i compagni conta PI che la sopravvivenza individuale. Una creatura immortale perfetta per la sopravvivenza che non può accoppiarsi è un vicolo cieco evolutivo e potrebbe anche non esistere per quanto riguarda i suoi geni. Un'insegna al neon rosso brillante sulla schiena che attiri l'attenzione dei potenziali compagni è un vantaggio purché attiri i compagni più spesso di quanto attiri i predatori. Per coincidenza, questo è il motivo per cui così tante manifestazioni sessuali sono cose che puoi disattivare, anche un pavone può piegare il ventaglio della coda verso il basso. Questi display spesso sfruttano fattori di attenzione esistenti, come oggetti a forma di occhi, colori luminosi contrastanti, rumori forti, ecc., cose a cui gli organismi sono già predisposti a prestare attenzione. Ovviamente una volta che le insegne al neon esistono, la tua seconda idea entra in gioco, una volta che le insegne al neon sono in gioco, una femmina è meglio servita se anche i suoi figli maschi e i suoi discendenti hanno insegne al neon, il che fa attrazione per le insegne al neon (e quindi i geni che producono loro) un vantaggio.

Per la normale selezione sessuale entrano in gioco anche entrambe le tue idee, probabilmente più spesso. caratteristiche attraenti comuni sono cose come dimensioni, simmetria, salute o energia in eccesso, segni diretti di forma fisica.

La maggior parte delle volte i display raggiungono un punto di stabilità in cui il costo è bilanciato dall'attrattiva, ecco come funzionano la maggior parte dei display. Ma a volte una selezione sfrenata può portarlo oltre il punto di non ritorno, dove il costo per ridurlo è così alto (mancanza di compagni) l'unica strategia vincente è investire sempre di più, ancora e ancora finché il costo è così alto che non puoi mai avere la possibilità di accoppiarsi.


Hai fatto l'esempio di un uccello maschio dai colori vivaci... e per quanto riguarda le femmine? Sono ben mimetizzati e si adattano in modo ottimale per sfuggire alla predazione. Quindi, anche se il 50% dei maschi viene catturato e mangiato a causa dei colori vivaci, la demografia rimane la stessa.

La specie nel suo insieme è la stessa con o senza le piume luminose. Il display sessuale amplifica la pressione per la selezione del fitness, per ottenere più cibo, sfuggire meglio ai predatori e investire più energia in esche sessuali, corna, piume, canto.

Hai ragione, se una popolazione precedente pone la selezione sessuale sulle femmine, è controproducente. Pesci, uccelli, insetti, rane, hanno quasi sempre femmine e maschi mimetizzati super robusti che combattono e mostrano la loro alta forma fisica, ad eccezione dei pappagalli e dei pesci di barriera.

Gli uccelli sono così bravi a eludere i predatori e a volare verso il cibo, che anche le femmine sono colorate in alcune specie, ad esempio i pappagalli, e questo è un esempio meno facile, perché le femmine rischiano di non mimetizzarsi? Forse il loro clima non fornisce una selezione sufficiente.

www.google.com/search?q=selezione+selezione+grafico+piume+demografia&tbm=isch&ved=2ahUKEwjN77n5lobsAhUPWBoKHSgGAcMQ2-cCegQIABAC&oq=selezione+selezione+grafico+piume+demografia


Strategie evolutivamente stabili della pubblicità sessuale dipendente dall'età

In vari modelli di selezione sessuale mediata dal meccanismo dell'indicatore di vitalità ("buoni geni"), un tratto sessualmente selezionato rifletterà veramente la qualità maschile se la sua espressione è costosa per il maschio. Tuttavia, nelle specie longeve, l'espressione di un carattere spesso aumenta con l'età mentre il genotipo del maschio rimane invariato. Questo fatto può oscurare il meccanismo dell'indicatore. Finora, i modelli di onestà della teoria dei giochi nella pubblicità sessuale non hanno preso in considerazione gli effetti della storia della vita, mentre i modelli della storia della vita dello sforzo riproduttivo hanno preso in considerazione solo raramente la dipendenza del successo dell'accoppiamento dalle azioni di altri individui. Qui, i due approcci sono combinati, ed esamino se l'onestà viene mantenuta se i maschi possono dividere i loro sforzi pubblicitari nel corso della loro vita. Il modello mostra che un aumento dell'espressione del tratto sessualmente selezionato per diversi anni è una strategia evolutivamente stabile (ESS) in un'ampia gamma di situazioni, in modo che una preferenza correlata per la vecchiaia possa emergere attraverso un meccanismo di indicatori di vitalità. L'onestà in senso stretto non viene preservata: un maschio di bassa qualità che si comporta in modo ottimale pubblicizzerà in alcuni casi più di un maschio di alta qualità della stessa età, nella misura in cui la pubblicità più forte riscontrata nella popolazione può essere associata a una bassa maschio di qualità. A causa dei compromessi della storia della vita, tuttavia, l'onestà in senso medio vale per tutta la vita degli individui: le classi di età "imbroglioni" rimarranno abbastanza piccole, che una femmina otterrà una qualità di accoppiamento attesa più elevata se si fida del tratto come indicatore di fattibilità.

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10.9 Quali sono le prove della selezione sessuale negli esseri umani?

L'evoluzione per selezione sessuale è stata invocata per spiegare una serie di caratteristiche anatomiche umane, che appaiono inutili o dannose per la sopravvivenza umana. Questi includono la calvizie, i peli facciali maschili, il seno arrotondato, i peli pubici e le dimensioni del pene. Nelle prossime pagine parleremo di alcuni degli esempi più interessanti di tratti che alcuni scienziati hanno sostenuto siano prodotti della selezione sessuale: tratti sessuali primari (ad es. dimensione del pene maschile), orgasmi femminili, cervelli grandi, i nostri ampi vocabolari e molti aspetti dei nostri comportamenti culturali.

La biologia è sexy!

Perché gli uomini umani hanno i capezzoli?

I primi biologi evoluzionisti erano desiderosi di osservare che gli esseri umani, soprattutto rispetto a quasi tutti gli altri mammiferi, erano molto meno pelosi. Molti hanno ipotizzato che, poiché le femmine umane erano molto meno pelose delle loro controparti maschili, la perdita di capelli era dovuta alla selezione da parte dei maschi umani preistorici per partner femminili meno pelosi. Ma se questo fosse il caso, e gli uomini stessero selezionando donne meno pelose, perché la mancanza di pelo sarebbe presente nei maschi umani e non solo nelle femmine umane? La risposta apparirà spesso mentre discutiamo: i sottoprodotti dell'evoluzione di percorsi biologici simili negli animali maschi e femmine possono dare origine a tratti che sono selezionati solo per un sesso, ma spesso si manifestano nell'altro sesso. Un esempio interessante di ciò è la presenza di capezzoli nei mammiferi. Nella maggior parte dei mammiferi, comprese le femmine umane, il capezzolo è importante per trasportare il latte dall'interno all'esterno del corpo. Dato che le donne umane sono le uniche responsabili dell'allattamento al seno, perché gli animali maschi, come gli uomini umani, hanno i capezzoli? Forse questa non è una domanda a cui hai mai pensato dopotutto, sarebbe abbastanza sorprendente vedere improvvisamente una manciata di animali, compresi gli umani, senza capezzoli. Ma dal punto di vista evolutivo, questa domanda è piuttosto interessante e la risposta verrà fuori molto nelle nostre discussioni sull'evoluzione umana, quindi vale la pena dedicarci un po' di tempo.

Hai mai notato che la maggior parte degli animali ha un piano corporeo simile? Ad esempio, la maggior parte degli animali ha una serie di occhi da qualche parte sulla testa, la testa poggia su un torace o un busto e le gambe sporgono verso il basso dal torace. Mentre possono verificarsi aberrazioni da questo piano corporeo, spesso come risultato di mutazioni, la maggior parte degli animali ha questo piano corporeo. Il motivo è che tutti gli animali, in effetti, tutti gli esseri viventi, si sono evoluti da un antenato comune. Pertanto, i percorsi di sviluppo che danno origine ai tratti che vediamo negli animali sono altamente conservati. Ciò significa che attraverso un'ampia varietà di specie animali, i percorsi che condividono una funzione comune condividono anche un'origine comune nel passato biologico. L'evoluzione tipicamente prende il percorso di minor resistenza e quali organismi potrebbero non essere completamente ottimizzati, spesso siamo solo "abbastanza bravi" per sopravvivere e riprodursi.

Questa stessa logica si applica al caso dei capezzoli nell'uomo. Il percorso di sviluppo dall'embrione al feto è altamente conservato, con poche variazioni nelle prime fasi dello sviluppo embrionale. I feti umani non sviluppano caratteristiche specifiche del sesso, come un pene o una vagina, fino a quando alcuni geni non vengono attivati ​​intorno alla settima settimana di sviluppo. Poiché i capezzoli non sono un tratto determinato da geni specifici maschili o femminili, tutti i feti umani li svilupperanno. Sebbene non svolgano la funzione di nutrire la prole nei maschi, non influiscono nemmeno sulla sopravvivenza e sulla riproduzione. Poiché non sono costosi, i capezzoli persistono negli uomini in quanto non è una priorità evolutiva liberarsene e una rielaborazione dell'intero piano di sviluppo embrionale sarebbe estremamente difficile.

Curiosità: perché gli umani hanno due capezzoli?

Una buona regola empirica per i mammiferi è quella di avere il doppio dei capezzoli rispetto alla prole che produci contemporaneamente. Una mucca femmina ha tipicamente due figli alla volta e ha quattro capezzoli, un cane piccolo ha otto capezzoli e un cane grande ha dieci capezzoli perché la dimensione tipica della cucciolata è di quattro o cinque cuccioli contemporaneamente. Pertanto, le femmine umane, che in genere gestano un feto alla volta, hanno due capezzoli.

Peni e seni grandi

I peni umani sono piuttosto unici! Nonostante i termini gergali comuni che implicano diversamente (ad esempio, "boner"), il pene umano non contiene ossa. A differenza della maggior parte dei nostri parenti evolutivi più stretti, come scimpanzé e bonobo, i maschi umani non hanno un osso del pene, o baculum. Invece, i maschi umani devono mantenere l'erezione pompando sangue nel pene. I biologi evoluzionisti hanno ipotizzato che la perdita del baculum nell'uomo possa essere dovuta alla selezione sessuale da parte delle femmine umane. Poiché l'erezione umana si basa su un tipo di sistema di pompaggio idraulico, il fallimento dell'erezione può essere un avvertimento precoce di determinate condizioni di salute. Pertanto, le femmine umane sono in grado di utilizzare l'erezione maschile come un chiaro segno di buona salute nei potenziali partner.

È interessante notare che il pene umano è anche molto più spesso dei peni di altre grandi scimmie. Alcuni hanno suggerito che l'evoluzione del pene umano verso una grande dimensione, sia in lunghezza che in diametro, sia stata il risultato della competizione tra spermatozoi. Tuttavia, la competizione tra spermatozoi in genere favorisce testicoli più grandi, non peni più grandi. Altri hanno suggerito che sia il risultato della competizione tra compagni, perché un pene più grande sarà più efficiente nello spostare lo sperma dai maschi rivali durante il rapporto sessuale. Il supporto per questa idea è limitato. In effetti, uno studio ha scoperto che la quantità di spostamento dello sperma durante il rapporto sessuale non era correlata alla dimensione del pene, ma alla profondità della spinta pelvica. Tuttavia, questi ricercatori hanno anche affermato che un pene più lungo sarebbe più in grado di lasciare lo sperma in parti meno accessibili della vagina, rendendo più difficile per i successivi maschi rimuovere o spostare lo sperma.

Allo stesso modo, le femmine umane hanno seni molto più grandi di altri primati. Poiché il tessuto adiposo aggiuntivo nel seno umano non contribuisce alla produzione di latte, molti pensano che la dimensione del seno si sia evoluta come segnale di corteggiamento. Molti scienziati pensano che seni grandi e rotondi e peni più grandi possano essere serviti un tempo come segnali di salute e fertilità, ma molti di questi tratti sono ora il prodotto della "selezione incontrollata" - un ciclo di feedback positivo in cui una forte scelta del compagno porta alla ulteriore esagerazione di un tratto sessuale.

Figura 10.14 Gli umani hanno peni e seni grandi rispetto alle dimensioni del corpo rispetto ad altre grandi scimmie.


Un biologo evoluzionista travisa la selezione sessuale nel New York Times

venerdì’s New York Times conteneva un articolo sulla selezione sessuale negli uccelli (link e titolo nella foto sotto) di Richard O. Prum, il William Robertson Coe Professor of Ornithology, Ecology and Evolutionary Biology al Peabody Museum of Natural History di Yale. Prum ha un nuovo libro in uscita, L'evoluzione della bellezza: come la dimenticata teoria della scelta del compagno di Darwin modella il mondo animale — e noi, che ho intenzione di leggere. Per ora, però, ci ha dato un'idea del Volte il che è sia errato che confuso, poiché travisa la selezione sessuale, la selezione naturale e la moderna teoria evoluzionistica.

Ecco l'8217 Amazon riassunto del libro, che spiega come Prum stia cercando di far rivivere la teoria della selezione sessuale di Darwin, una teoria che, tra l'altro, ha non stato dimenticato, ma perfezionato con ulteriori ipotesi o scartato del tutto perché Darwin non conosceva la genetica o non aveva prove a sostegno delle sue opinioni:

Nelle grandi sale della scienza, il dogma sostiene che la teoria della selezione naturale di Darwin spiega ogni ramo dell'albero della vita: quali specie prosperano, quali appassiscono fino all'estinzione e quali caratteristiche si evolvono. Ma l'adattamento per selezione naturale può davvero spiegare tutto ciò che vediamo in natura?

L'ornitologo della Yale University Richard Prum, che fa rivivere le opinioni di Darwin, pensa di no. Nel profondo delle giungle tropicali di tutto il mondo ci sono uccelli con una serie vertiginosa di apparizioni e spettacoli di accoppiamento: Manakin con le ali a clava che cantano con le loro ali, Great Argus Fagiani che abbagliano i potenziali compagni con un cono di piume largo quattro piedi ricoperto di 3D dorato sfere, Manakin dal cappuccio rosso che camminano sulla luna. In trent'anni di lavoro sul campo, Prum ha visto numerosi tratti espositivi che sembrano disconnessi, se non addirittura contrari, alla selezione per la sopravvivenza individuale [JAC: Lo sappiamo da molto tempo: è riproduzione, non la sopravvivenza, che sta spingendo l'evoluzione di questi tratti maschili.] Per spiegarlo, rispolvera la teoria della selezione sessuale a lungo trascurata di Darwin in cui l'atto di scegliere un compagno per ragioni puramente estetiche, per il semplice piacere di è un motore indipendente di cambiamento evolutivo.

È vero che Darwin fu la prima persona a riflettere sul dimorfismo sessuale - la straordinaria differenza di ornamenti, armi e comportamenti tra i sessi - e a speculare sulle sue cause. Suggerì “selezione sessuale” e diede due ipotesi su come funzionasse.

La prima, che Darwin chiamò "la legge della battaglia", era corretta: i maschi sono più grandi e hanno armi o caratteristiche che consentono loro di competere per le femmine, come quando gli elefanti marini o gli alci combattono per i compagni. La causa ultima di questa differenza, che ho descritto prima, è la differenza nella dimensione dei gameti tra i sessi (spermatozoo vs uova), che alla fine porta le femmine a essere una risorsa scarsa per la quale i maschi devono competere. Non lo descriverò ulteriormente, puoi consultare un buon libro di testo sull'evoluzione, come Futuyma e Kirkpatrick (mostra alcuni esempi di tratti sessualmente selezionati nella copertina sotto), o leggere il Wikipedia articolo sulla selezione sessuale, che va bene ma non eccezionale. Molti esperimenti e osservazioni confermano che i maschi litigano per le femmine, e le armi e le loro dimensioni fanno la differenza. (I maschi competono anche per le femmine dopo fecondazione: la cosiddetta “competizione dei gameti.” Un esempio è nelle damigelle, in cui un maschio, prima di inseminare una femmina, usa una paletta sul suo pene per rimuovere lo sperma del maschio precedente. I vantaggi selettivi di avere un tale dispositivo sono ovvi.)

La seconda teoria di Darwin, tuttavia, era in gran parte sbagliata, poiché si basava sul fatto che le femmine preferissero alcuni tratti dei maschi a causa del loro fascino sul senso estetico delle femmine. Ecco le due teorie fornite da Darwin nel suo libro del 1871, La discesa dell'uomo e la selezione in relazione al sesso.

“La lotta sessuale è di due tipi: nell'una è tra gli individui dello stesso sesso, generalmente i maschi, per scacciare o uccidere i loro rivali, le femmine restando passive mentre nell'altra la lotta è parimenti tra gli individui dello stesso sesso, per eccitare o ammaliare quelli del sesso opposto, generalmente le femmine, che non restano più passive, ma scelgono i partner più simpatici”.

Il problema qui è che prende il senso estetico delle femmine come un dato piuttosto che qualcosa che può essere esso stesso il prodotto dell'evoluzione. E ovviamente implica abilità non presenti in molte specie, come le mosche, che sicuramente non hanno “sensi estetici”. Sebbene la teoria “estetica” di Darwin possa essere modificata per tenere conto delle preferenze femminili preesistenti che sono o evolute o sono il sottoprodotto di qualche altro tratto evoluto (Ronald Fisher era responsabile di questo progresso), di per sé non spiegare molto. Darwin aveva ragione, tuttavia, che le preferenze femminili possono far sì che i maschi evolvano tratti che danneggiano la sopravvivenza dei maschi (come nelle elaborate code dei pavoni), purché la perdita di "fitness" dei maschi a causa dei costi di sopravvivenza è più che compensato dal loro guadagno in forma fisica dovuto al fatto che le femmine si accoppiano più spesso con i maschi che hanno chiamate, comportamenti o ornamenti esagerati.

I meccanismi della selezione sessuale e le cause della preferenza femminile rimangono ancora misteri, poiché ci sono molte ragioni per cui le femmine possono preferire i tratti dei maschi che le rendono così bizzarre, tratti come i pennacchi, gli ornamenti e i comportamenti degli uccelli del paradiso della Nuova Guinea. E distinguere tra queste ipotesi, che includono l'"ipotesi in fuga", i modelli dei benefici diretti, i modelli dell'handicap, i modelli del pregiudizio sensoriale (un perfezionamento delle idee di Darwin), i modelli dei "geni buoni" e così via, è difficile. , soprattutto perché possono lavorare in tandem. Per vedere le ipotesi sull'evoluzione della preferenza femminile (che Darwin dava per scontate) e la difficoltà di verificarle, date un'occhiata a questo 2009 PNAS articolo di Jones e Ratterman. Il documento mostra questa tabella che elenca le varietà di modi in cui le preferenze femminili per i tratti maschili possono evolversi:

Nel suo New York Times pezzo, Prum ignora la maggior parte di questi, sostenendo che la selezione sessuale non è una forma di selezione naturale, non porta all'adattamento e porta a “decadenza disadattiva.”

Ecco un esempio. Dopo aver descritto l'elaborata esibizione del manakin maschio con ali a clava, che attira le femmine strofinando insieme le penne delle ali (un tratto che ha causato l'evoluzione di ossa delle ali spesse e che impediscono il volo, e i cui risultati possono essere visti nel video in basso ), Prum dice questo:

Questa [canzone manakin] è un'innovazione evolutiva, un modo completamente nuovo di cantare. Ma il meccanismo evolutivo alla base di questa novità non è l'adattamento per selezione naturale, in cui solo coloro che sopravvivono trasmettono i propri geni, permettendo alla specie di adattarsi meglio al suo ambiente nel tempo. Piuttosto, è la selezione sessuale per scelta del compagno, in cui gli individui trasmettono i loro geni solo se vengono scelti come compagni.

È difficile fare TRE errori in due brevi frasi, specialmente quando chi scrive è un biologo evoluzionista che scrive sull'evoluzione, ma è quello che ha fatto Prum. Ecco gli errori:

1.) La selezione sessuale è un sottoinsieme della selezione naturale: la consistente riproduzione differenziale dei geni basata sul loro vantaggio nella replicazione. La selezione sessuale e quella naturale non sono due processi distinti. Ecco le definizioni di Futuyma dalla terza edizione del suo libro di testo.

“Selezione naturale” è definita come “La sopravvivenza e/o riproduzione differenziale di classi di entità che differiscono per una o più caratteristiche.”

“Selezione sessuale” è definita come “riproduzione differenziale come risultato della variazione nella capacità di ottenere accoppiamenti.” Queste definizioni, che sono condivise da quasi tutti gli evoluzionisti, mostrano chiaramente che la selezione sessuale è un sottoinsieme della selezione naturale , il sottoinsieme che influenza i tratti coinvolti nella competizione per il compagno. L'affermazione di Prum che i due processi sono distinti è confusa e sbagliata.

2.) Prum concepisce la selezione naturale solo come sopravvivenza differenziale, mentre è differenziale riproduzione questa è la chiave. Le differenze nella sopravvivenza producono selezione solo se sono associate a una riproduzione differenziale. (Lo sono spesso.)

3.) Né la selezione naturale né quella sessuale portano necessariamente a un miglioramento “specie che si adattano meglio ai loro ambienti nel tempo”. La selezione più spesso opera su geni che influenzano la produzione riproduttiva dei loro portatori, ma che non devono migliorare l'adattamento di una specie al suo ambiente. Ad esempio, una mutazione che aumenta il numero della prole di un uccello, ma non ha altri effetti, aumenterà semplicemente il numero di giovani uccelli nella popolazione, il che non rappresenta un miglioramento nell'adattamento all'ambiente. In effetti, questo potrebbe alla fine portare a un esaurimento del cibo che potrebbe portare all'estinzione di una popolazione. Allo stesso modo, il meccanismo della "pulsione meiotica", in cui un gene mutante uccide semplicemente le altre varianti genetiche durante la formazione dei gameti, è una forma di selezione naturale che può e probabilmente ha portato all'estinzione delle popolazioni. In tutto l'articolo, Prum sembra fondere l'adattamento (un fenomeno di geni e individui) con la sopravvivenza di una specie o il suo adattamento all'ambiente esigente. Anche se ciò può accadere, non è una connessione necessaria.

Quelle frasi avrebbero sicuramente fuorviato un lettore che non conoscesse la biologia evoluzionistica.

Potrei continuare, ma darò solo un altro esempio di prosa fuorviante nel breve pezzo di Prum:

Certo, le femmine non danneggiano la propria sopravvivenza scegliendo maschi con canzoni attraenti i costi vengono rinviati ai propri figli e figlie. Sebbene le loro figlie erediteranno le ossa delle ali più goffe, i loro figli erediteranno canzoni sessualmente attraenti, risultando in più nipoti.

In assenza di costi diretti per i selezionatori, la popolazione non sarà salvata dalla selezione naturale. Poiché il costo è differito, l'intera popolazione può andare sempre più lontano nella disfunzione disadattiva, generazione dopo generazione.

La decadenza evoluta può rivelarsi comune.

. . . I canti delle ali del manakin alato ci insegnano che l'adattamento per selezione naturale non controlla tutto ciò che accade nell'evoluzione. Alcune delle conseguenze evolutive del desiderio sessuale potrebbero non essere adattive. Piuttosto, possono essere veramente decadenti. Nonostante l'ubiquità della selezione naturale, gli organismi non sempre riescono a sopravvivere meglio. La selezione naturale non è l'unica fonte di design in natura.

Questo è profondamente fuorviante, e non solo confondendo il "fitness" riproduttivo con la sola sopravvivenza. Rimandare di una generazione il "costo" di scegliere un maschio goffo e volante non getta la popolazione in una spirale di morte. In quella prossima generazione, se il costo della scelta femminile supera i benefici della scelta di quei maschi, le femmine si evolveranno nel inversione direzione, scegliendo i maschi che possono volare meglio. Non c'è alcuna forza intrinseca nella selezione sessuale che porterà sia i maschi che le femmine ad evolversi oltre la loro forma ottimale. E se la selezione naturale (compresa la selezione sessuale) non è l'unica fonte di design in natura, qual è? In che modo “decadence” produce design?

Spero che il libro di Prum sia migliore di questo estratto. ho mostrato il suo NYT pezzo a un altro evoluzionista, che ha ammesso che era profondamente confuso. Ma il lettore medio, che non ha una profonda familiarità con la teoria della selezione sessuale, penserà che Prum si sia imbattuto in qualche nuovo principio dell'evoluzione. E in questo modo il suo articolo rende un disservizio al lettore, perché quello che dice è un misto di cose che i biologi evoluzionisti già conoscono, caratterizzazioni confuse e fuorvianti della selezione e una trascuratezza delle spiegazioni concorrenti e irrisolte per la scelta femminile - spiegazioni che non hanno 8217t sono stati tutti esaminati in manakin.


Strategie e comportamenti evolutivamente stabili

Biologi evoluzionisti immagina un tempo prima che emerga un particolare tratto. Quindi, postulano che un gene raro si presenti in un individuo e si chiedono quali circostanze favorirebbero la diffusione di quel gene nella popolazione. Se la selezione naturale favorisce il gene, allora gli individui con i genotipi che incorporano quel particolare gene avranno aumento della forma fisica. Un gene deve competere con altri geni nel pool genetico e resistere a qualsiasi invasione da parte dei mutanti, per stabilirsi nel pool genetico di una popolazione.

Nel considerare le strategie evolutive che influenzano il comportamento, visualizziamo una situazione in cui i cambiamenti nel genotipo portano a cambiamenti nel comportamento. Per "gene per la cura dei fratelli" intendiamo che esistono differenze genetiche nella popolazione tali che alcuni individui aiutano i loro fratelli mentre altri no. Allo stesso modo, per "strategia della colomba" intendiamo che nella popolazione esistono animali che non combattono e che trasmettono questo tratto da una generazione all'altra.

A prima vista, potrebbe sembrare che la strategia evolutiva di maggior successo si diffonda invariabilmente in tutta la popolazione e, alla fine, soppianterà tutte le altre. Sebbene ciò avvenga, è lungi dall'essere sempre così. A volte, non esiste un'unica strategia dominante. Le strategie concorrenti possono essere interdipendenti in quanto il successo dell'uno dipende dall'esistenza dell'altro e dalla frequenza con cui la popolazione adotta l'altro. Ad esempio, la strategia di mimetismo non ha valore se la strategia di avvertimento del modello non è efficiente.

Teoria del gioco appartiene alla matematica e all'economia e studia situazioni in cui i giocatori scelgono azioni diverse nel tentativo di massimizzare i loro rendimenti. È un buon modello per i biologi evoluzionisti per avvicinarsi a situazioni in cui interagiscono vari decisori. Il guadagni nelle simulazioni biologiche corrispondono a fitness-paragonabile al denaro in economia. Le simulazioni si concentrano sul raggiungimento di un equilibrio che le strategie evolutive manterrebbero. Il Strategia evolutivamente stabile (ESS), introdotta da John Maynard Smith nel 1973 (e pubblicata nel 1982), è la più nota di queste strategie. Maynard Smith ha utilizzato la simulazione del colombaccio per analizzare i combattimenti e il comportamento territoriale. Insieme ad Harper nel 2003, ha impiegato un ESS per spiegare l'emergere di comunicazione animale.

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Un strategia evolutivamente stabile (ESS) è una strategia che nessun'altra alternativa fattibile può migliorare, dato che un numero sufficiente di membri della popolazione la adotta. La migliore strategia per un individuo dipende dalla strategia o dalle strategie adottate da altri membri della stessa popolazione. Poiché lo stesso vale per tutti gli individui di quella particolare popolazione, un gene mutante non può invadere con successo un ESS.

Il modo tradizionale per illustrare questo problema è simulare l'incontro tra due strategie, Falco e colomba. Quando un falco incontra un falco, vince in metà delle occasioni e perde e subisce un infortunio nell'altra metà. I falchi battono sempre le colombe. Le colombe si ritirano sempre contro i falchi. Ogni volta che una colomba incontra un'altra colomba, c'è sempre uno spettacolo, e vince nella metà delle occasioni. Secondo queste regole, le popolazioni di soli falchi o colombe non sono ESS perché un falco può invadere una popolazione composta interamente da colombe e una colomba può invadere solo una popolazione di falchi. Entrambi avrebbero un vantaggio e si diffonderebbero nella popolazione. Un falco in una popolazione di colombe vincerebbe tutte le gare e una colomba in una popolazione di falchi non si ferirebbe mai perché non combatterebbe.

Tuttavia, è possibile che un misto di falchi e colombe fornisca una situazione stabile quando il loro numero raggiunge una certa proporzione della popolazione totale. Ad esempio, con payoff come vincitore +50, infortunio -100, perdente 0, display -10, una popolazione composta da falchi e colombe (o individui che adottano un strategia mista di alternanza tra strategie di gioco del falco e della colomba) è un ESS ogni volta che il 58,3% della popolazione sono falchi e il 41,7% colombe o quando tutti gli individui si comportano in modo casuale come falchi nel 58,3% degli incontri e colombe in 41, 7%. Le percentuali (il punto di equilibrio) dipendono da costi e benefici (o dal pay-off, che è uguale a benefici meno costi).

Strategie evolutivamente stabili non sono costruzioni artificiali. Esistono in natura. l'Orice, Oryx gazzella, hanno corna aguzze e appuntite, che non usano mai nelle gare con i rivali, se non in maniera ritualizzata, e solo per difendersi dai predatori. Giocano alla strategia della colomba. La strategia del falco è raramente vista in natura, tranne quando competono per i partner di accoppiamento. Tuttavia, fino al 10% all'anno di bue muschiato, Ovibo moscato, i maschi adulti muoiono a causa delle ferite subite mentre litigavano per le femmine.

Un ESS è una forma modificata di un equilibrio di Nash. Nella maggior parte dei giochi semplici, gli ESS e gli equilibri di Nash coincidono perfettamente, ma alcuni giochi possono avere equilibri di Nash che non sono ESS. Inoltre, anche se un gioco ha equilibri di Nash di pura strategia, potrebbe essere che nessuna di queste strategie pure sia ESS. Possiamo dimostrare matematicamente sia gli equilibri di Nash che ESS (vedi riferimenti).

La condivisione di file peer-to-peer è un buon esempio di ESS nella nostra società moderna. I peer Bit Torrent usano la strategia Tit-for-Tat per ottimizzare la loro velocità di download. Raggiungono la cooperazione scambiando la larghezza di banda di upload con la larghezza di banda di download.

Biologia evolutiva e la sociobiologia tentano di spiegare il comportamento animale e le strutture sociali (umani inclusi), principalmente in termini di strategie evolutivamente stabili.

Riferimenti

  • Brockmann, H.J. e Dawkins, R. (1979). Nidificazione congiunta in una vespa scavatrice come preadattamento evolutivamente stabile alla vita sociale.Comportamento 71, 203-245.
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  • McFarland, D. (1999). Comportamento animale. Pearson Prentice Hall, Inghilterra. 3a ed. ISBN-10: 0582327326.
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  • Maynard Smith, J. e Price, G.R. (1973). La logica del conflitto animale. Natura. 246 (5427): 15-18. doi:10.138/246015a0. S2CID4224989.
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Featured image: The traditional way to illustrate Evolutionarily Stable Strategies is the simulation of the encounter between two strategies, the hawk and the dove.

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The evolutionarily stable remating probability

When the remating benefit equals ?T, the ESS remating probability Q* = 0 as long as the ESS stability condition holds true (UN9). The factor T(μPμ0) is a measure of the how much the mortality rate increases during mating. Take a sample of nF single females and equally many just formed pairs so that nF = nP to begin with. When mating has ended, the difference in numbers is (taking logarithms) ln (nF) − ln (nP) = T(μPμ0). Because this is caused by higher predation pressure on pairs, we can interpret it as an ecological cost of remating. To this is added ?, which measures effects of remating on female mortality that are unrelated to predation. Per esempio, ? > 0 could be due to harmful ejaculate substances, or infection by parasites/pathogens ( Stockley, 1997 Reinhardt et al., 2003 ).

The costs of remating in eqn (8) is weighted by the ratio ?0/μ0, which is the life-time fitness i.e. the oviposition rate (?0) times the life-span (1/μ0), of an average female in a population without remating. This puts the absolute fitness benefit ? in relation to the average population fitness at the point Q = 0.


Bishop, D.T., Cannings, C., 1976: Models of animal conflict. avv. Appl. Prob. 8, 616–621

Hofbauer, J., Schuster, P., Sigmund, K., 1979: A note on evolutionary stable strategies and game dynamics. J. theor. Biol. 81, 609–612

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Mechanisms and evolution of deceptive pollination in orchids

The orchid family is renowned for its enormous diversity of pollination mechanisms and unusually high occurrence of non-rewarding flowers compared to other plant families. The mechanisms of deception in orchids include generalized food deception, food-deceptive floral mimicry, brood-site imitation, shelter imitation, pseudoantagonism, rendezvous attraction and sexual deception. Generalized food deception is the most common mechanism (reported in 38 genera) followed by sexual deception (18 genera). Floral deception in orchids has been intensively studied since Darwin, but the evolution of non-rewarding flowers still presents a major puzzle for evolutionary biology. The two principal hypotheses as to how deception could increase fitness in plants are (i) reallocation of resources associated with reward production to flowering and seed production, and (ii) higher levels of cross-pollination due to pollinators visiting fewer flowers on non-rewarding plants, resulting in more outcrossed progeny and more efficient pollen export. Biologists have also tried to explain why deception is overrepresented in the orchid family. These explanations include: (i) efficient removal and deposition of pollinaria from orchid flowers in a single pollinator visit, thus obviating the need for rewards to entice multiple visits from pollinators (ii) efficient transport of orchid pollen, thus requiring less reward-induced pollinator constancy (iii) low-density populations in many orchids, thus limiting the learning of associations of floral phenotypes and rewards by pollinators (iv) packaging of pollen in pollinaria with limited carry-over from flower to flower, thus increasing the risks of geitonogamous self-pollination when pollinators visit many flowers on rewarding plants. All of these general and orchid-specific hypotheses are difficult to reconcile with the well-established pattern for rewardlessness to result in low pollinator visitation rates and consequently low levels of fruit production. Arguments that deception evolves because rewards are costly are particularly problematic in that small amounts of nectar are unlikely to have a significant effect on the energy budget of orchids, and because reproduction in orchids is often severely pollen-, rather than resource-limited. Several recent experimental studies have shown that deception promotes cross-pollination, but it remains unknown whether actual outcrossing rates are generally higher in deceptive orchids. Our review of the literature shows that there is currently no evidence that deceptive orchids carry higher levels of genetic load (an indirect measure of outcrossing rate) than their rewarding counterparts. Cross-pollination does, however, result in dramatic increases in seed quality in almost all orchids and has the potential to increase pollen export (by reducing pollen discounting). We suggest that floral deception is particularly beneficial, because of its promotion of outcrossing, when pollinators are abundant, but that when pollinators are consistently rare, selection may favour a nectar reward or a shift to autopollination. Given that nectar-rewardlessness is likely to have been the ancestral condition in orchids and yet is evolutionarily labile, more attention will need to be given to explanations as to why deception constitutes an 'evolutionarily stable strategy'.


Why do men have beards? An inquiry from an evolutionary biology perspective

One of the most easily recognizable features of sexual dimorphism in humans is the fact that males grow beards whereas women don’t. But what is the point of having a beard in the first place, evolutionary-speaking?

Do beards make men more attractive?

Whenever there are important physiological differences between males and females of a species, these features are more often than not due to the evolutionary pressure of sexual selection — the process that favors traits that promote mating opportunities.

Charles Darwin proposed the concept of sexual selection 150 years ago in Sull'origine delle specie per mezzo della selezione naturale, but his definitive work on sexual selection was undoubtedly covered in ones of his lesser-known works: L'origine dell'uomo e la selezione in relazione al sesso, which was published in 1871. Although Darwin wrote extensively about sexual selection and offered ample evidence to support his thesis, this simple quote from the book illustrates the concept quite clearly:

“We are, however, here concerned only with that kind of selection, which I have called sexual selection. This depends on the advantage which certain individuals have over other individuals of the same sex and species, in exclusive relation to reproduction.”

Essentially, Darwin argued that sexual selection drove variation in traits such as skin and hair color, and also shaped many differences between men and women. According to Darwin, such traits help, not with the struggle for survival (natural selection), but with the struggle for reproduction.

However, determining the effects of sexual selection in humans is very tricky because our behavior is also largely driven by culture. It may be difficult to identify a human complex behavior that is completely independent of culture or social learning. For instance, we dress in fashionable clothes to attract the opposite sex — and fashion always changes with the times and varies depending on the geographical location. Footbinding in ancient China and neck rings in the Kayan are some extreme examples of such behavior.

So what does all of this have to do with beards? Being a defining feature of men, it stands to reason that beards evolved to attract mates. However, studies have been rather inconclusive in this respect.

It’s not the beard, bro. Credit: Pixabay.

One 2013 study found that “women judged faces with heavy stubble as most attractive and heavy beards, light stubble and clean-shaven faces as similarly less attractive.” However, a 1996 study reached the opposite conclusion, finding that men with “facial hair were perceived as more aggressive, less appeasing, less attractive, older, and lower on social maturity than clean-shaven faces.”

To complicate things even further, research suggests that in times when beards are fashionable, being clean-shaven is more attractive, while if there are many clean-shaven men, beards become more attractive simply by contrast.

Some women really like beards, while others can’t stand them. There’s no universal preference for beards across the board.

The lack of consistent evidence and the fact that most studies are performed with Westerner participants makes a poor case that men’s beards serve to attract females. However, we’re not out of sexual selection territory yet.

Beards as a signal of dominance for other men rather than an attraction cue for women

Traits favored by sexual selection do not necessarily serve to attract, they can also improve reproductive outcomes by making men appear more dominant, hence more able to fend off competition for mates.

Studies suggest that men with beards are perceived as older, stronger, and more aggressive than those that are clear-shaven.

Credit: Pixabay.

One interesting study that assessed British facial hair styles between 1842 and 1971 found that beards and moustaches became more fashionable during times when there was a great proportion of single men competing for fewer women.

A 2015 study, which was published in the journal Behavioral Ecology, found that perceptions of men’s dominance increased with features of masculinity (lower-pitched voices and greater beard growth). Beards didn’t appear to affect a man’s attractiveness rating.

“Together, these results suggest that the optimal level of physical masculinity might differ depending on whether the outcome is social dominance or mate attraction. These dual selection pressures might maintain some of the documented variability in male physical and behavioral masculinity that we see today,” the authors wrote.

Beards to soften the punch?

Aside from enhancing traits of dominance (and providing the perfect breeding grounds for bacteria and other germs), beards may also serve a very practical purpose.

A recent study, which was published in April 2020 in the journal Integrative Organismal Biology, suggests that growing a thick beard offers protection for the human jaw from the impact of blunt force.

Previous research suggested that human hands evolved to be used as weapons and the human face is naturally developed to withstand blunt force.

The new study suggests that the beard can also offer men an edge during physical confrontations with other males. The researchers covered a human skull with fiber epoxy composite and grafted a beard made of untrimmed sheepskin.

Their trials found that the faux beard absorbed 37% more energy than hairless models. What’s more, beard-covered skulls broke bones only 45% of the time, compared to hair-free skulls that broke almost all of the time.

“These differences were due in part to a longer time frame of force delivery in the furred samples. These data support the hypothesis that human beards protect vulnerable regions of the facial skeleton from damaging strikes,” the authors wrote.

Linea di fondo: it’s highly unlikely that beards are some fluke of evolution. Instead, they’re likely the result of evolutionary pressures meant to enforce dominance hierarchies, perhaps enabling some men to intimidate competitors for mates. They may also aid in physical confrontations with other men by softening the impact of blunt force. In the end, unfortunately (or maybe fortunately for you), there is limited evidence that beards make men more attractive.


Astratto

The female reproductive tract is where competition between the sperm of different males takes place, aided and abetted by the female herself. Intense postcopulatory sexual selection fosters inter-sexual conflict and drives rapid evolutionary change to generate a startling diversity of morphological, behavioural and physiological adaptations. We identify three main issues that should be resolved to advance our understanding of postcopulatory sexual selection. We need to determine the genetic basis of different male fertility traits and female traits that mediate sperm selection identify the genes or genomic regions that control these traits and establish the coevolutionary trajectory of sexes.


Extra–pair mating, male plumage coloration and sexual selection in yellow warblers (Dendroica petechia)

Extra–pair mating has been proposed as a source of sexual selection responsible for secondary sexual traits that are common among socially monogamous birds, although supporting evidence is scant. In the socially monogamous yellow warbler, males are larger than females, and unlike females, have extensive reddish streaking on their breasts. Using DNA fingerprinting we show that within–pair parentage was positively related to male size, and that extra–pair mating success was positively related to the amount of streaking on the breast. To our knowledge, this is the first intraspecific evidence of an association between a male plumage ornament and gains of extra–pair paternity that is apparently independent of age. This study confirms that extra–pair mating can be an important mechanism of sexual selection even when the most successful sires are commonly cuckolded, and refutes a previous hypothesis that the variation in plumage and behaviour among male yellow warblers is an example of alternative, equally successful, evolutionarily stable strategies (ESS). More generally, the demonstrated independence of within–pair and extra–pair success and their associated traits indicates that where animals have multiple secondary sexual traits, different traits may be selected by different mechanisms that contribute to total reproductive success.


Guarda il video: Perché siamo come siamo? La selezione sessuale in Homo sapiens (Agosto 2022).