Поведенческая экология
-
Поведенческая экология
- Изучение эволюционных основ поведения животных
- Возникла из этологии после вопросов Тинбергена
-
Адаптивная значимость
- Признаки, обеспечивающие селективное преимущество
- Адаптивные признаки создают больше копий генов
- Неадаптивные черты оставляют меньше следов
-
Конкуренция за ресурсы
- Особи конкурируют за пищу, территории и партнеров
- Конфликт между хищниками и добычей, соперниками за пару
-
Эволюционно стабильная стратегия
- Стратегии, не захватываемые альтернативными, поддерживаются в популяции
- ESS считается конечной точкой эволюции
-
Экономическая защищенность
- Защита ресурса сопряжена с затратами и преимуществами
- Территориальное поведение возникает при превышении выгод над издержками
-
Идеальное бесплатное распространение
- Модель предсказывает распределение ресурсов
- Пользователи чередуют использование патчей разного качества
-
Стратегии и тактики спаривания
- Виды участвуют в соревнованиях за спаривание
- Стратегии и тактики различаются у разных видов
-
Половой отбор
- Самки выбирают самцов по ресурсам
- Самцы защищают территории, самки выбирают самцов по качеству ресурсов
-
Выбор партнера с помощью генов
- Самки выбирают самцов с высоким генетическим качеством.
- Гипотеза Захави: самки предпочитают украшенные черты, так как они являются недостатками и показателем генетических качеств самца.
- Гипотеза Зука и Гамильтона: сексуальные проявления являются показателями устойчивости к болезням.
- Гипотеза Фишера: предпочтение самок генетически коррелирует с мужскими чертами.
-
Сенсорное предубеждение
- Предпочтение признака развивается вне контекста спаривания.
- Самцы используют ранее существовавшие предубеждения самок для получения большего количества возможностей для спаривания.
- Пример: гуппи предпочитают оранжевые предметы, что позже используется самцами для привлечения самок.
- Пример: водяной клещ Neumania papillator использует вибрационные стимулы для ухаживания.
-
Сексуальный конфликт
- Самки больше заботятся о потомстве, что приводит к конкуренции между самцами.
- Самки выбирают самцов для лучшего доступа к ресурсам и хорошим генам.
- Сексуальный конфликт возникает из-за различий в целях спаривания.
-
Конфликт из-за спаривания
- Самцы ограничены доступом к партнершам, самки — к ресурсам.
- Самцы соревнуются за лучшую территорию для спаривания.
- Самцы защищают самок от других самцов.
- Самцы могут принуждать самок к совокуплению, что выгодно для них, но дорого для самок.
- Самки могут пытаться получить дополнительные спаривания, что выгодно для их потомства.
-
Сексуальные конфликты после спаривания
- Мужчины используют различные тактические приемы для борьбы за сперматозоиды.
- Примеры включают удаление спермы других самцов, создание пробок в половых путях самок и опрыскивание антиафродизиаками.
- Самки также контролируют результаты спаривания, выбирая сперматозоиды.
-
Родительская забота и семейные конфликты
- Родительская забота включает защиту, кормление и подготовку нор.
- В животном мире существует разнообразие форм родительской заботы.
- Конфликты внутри семьи включают сексуальные, конфликты между родителями и потомками и конфликты между братьями и сестрами.
-
Сексуальный конфликт
- Родители решают, кто должен обеспечивать уход и в каком объеме.
- Исследования показывают, что родители компенсируют усилия друг друга.
- Сексуальные конфликты могут приводить к антагонистической коэволюции.
-
Конфликт между родителями и потомками
- Потомки эгоистично пытаются получить больше от родителей.
- Примеры включают асинхронное вылупление у птиц и конфликт из-за соотношения полов у социальных перепончатокрылых.
- Геномный импринтинг также является результатом конфликта.
-
Разрешение конфликта между родителями и потомками
- Родителям нужен честный сигнал от потомства для распределения ресурсов.
- Издержки чрезмерного попрошайничества заставляют потомство быть честными.
- Обеспечение родителей и спрос потомства могут развиваться параллельно.
-
Пожизненные родительские инвестиции
- Фиксированный объем ресурсов для всех детей одного родителя
- Конкуренция между братьями и сестрами за ресурсы
-
Примеры соперничества между братьями и сестрами
- Галапагосский морской котик: старший детеныш убивает младшего
- Синелапая олуша: старший птенец нападает на младшего при нехватке пищи
-
Родственная связь и конфликт
- Воробьиные птицы: птенцы с высоким уровнем отцовства от дополнительных пар
-
Гнездовой паразитизм
- Обыкновенная кукушка: откладывает яйцо в гнездо хозяина, выбрасывая яйца и птенцов
- Другие примеры: медоеды, коровьи птицы, большая синяя бабочка
-
Стратегии потомства выводковых паразитов
- Вокальная мимика кукушки
- Визуальный обман с помощью крыльев
- Ложные зевы для привлечения пищи
-
Системы спаривания
- Моногамия, полигиния, многомужество, беспорядочные половые связи
- Влияние доступности партнеров и отсутствия родительской заботы
-
Системы спаривания без родительской заботы мужчины
- Прямая и косвенная конкуренция самцов за самок
- Примеры: синеголовые губаны, серобокие полевки, Euglossa imperialis
-
Системы спаривания с мужской родительской заботой
- Моногамия: самцы кормят самок и участвуют в высиживании
- Полигиния: самцы контролируют ресурсы, самки страдают
- Порог многомужества: самцы делят женщин при нехватке пищи
-
Дезертирство женщин и смена половых ролей
- Дезертирство при избытке пищи
- Смена половых ролей у птиц и лягушек
-
Эволюция альтруизма и родственного отбора
- Животные сотрудничают для увеличения своей приспособленности.
- Правило Гамильтона объясняет альтруистическое поведение: rB-C > 0.
- Родственный отбор — эволюционная стратегия, когда индивид действует в пользу репродуктивного успеха родственников.
-
Математическое описание родственного отбора
- Термин введен Джоном Мэйнардом Смитом в 1964 году.
- Математические описания предложены Р. А. Фишером, Дж. Б. С. Холдейном и У. Д. Гамильтоном.
- Индивиды действуют в пользу родственников, чтобы максимизировать генетический вклад в будущие поколения.
-
Инклюзивная приспособленность
- Инклюзивная приспособленность учитывает репродуктивный успех индивида и его родственников.
- Естественный отбор предсказывает поведение, максимизирующее инклюзивную приспособленность.
-
Распознавание родства
- Генетические сигналы: амёбы формируют плодовые тела с членами своей линии.
- Генетически определяемые запахи: пчелы распознают родственников по запахам.
- Экологические сигналы: птицы кормят птенцов в своём гнезде.
-
Кооперация
- Кооперация — поведение, приносящее пользу другому индивиду.
- Внутривидовое сотрудничество: совместное размножение, охота, защита.
- Межвидовое сотрудничество: азотфиксирующие микроорганизмы, муравьи и тли.
-
Спесивые поведения
- Спесивые поведения — действия, вредные для обоих участников.
- Спесивые действия выгодны, если индивид менее связан с реципиентом, чем с другими членами популяции.
- Примеры: стерильные солдаты паразитических ос.
-
Стерильные осы-солдаты и бактерии
- Стерильные осы-солдаты нападают на неродственных личинок для обеспечения доступа к пище.
- Бактерии выделяют бактериоцин, который убивает неродственных особей, но не вредит близким родственникам.
-
Альтруизм и конфликты у общественных насекомых
- Эусоциальные насекомые выполняют специализированные задачи для выживания колонии.
- Размножение монополизировано королевой, что приводит к высокому родству между сестрами-работницами.
- Некоторые виды, такие как Polistes dominula, имеют неродственных партнеров по гнезду, что свидетельствует об альтруизме.
-
Экологические факторы эусоциальности
- Эусоциальность может быть выгодна для страхования жизни и обороны крепости.
- Распределение ресурсов также способствует развитию эусоциальности.
-
Конфликты у общественных насекомых
- Конфликты возникают из-за асимметрии родства и контроля со стороны рабочих.
- Рабочие и королева могут конкурировать за размножение, что приводит к конфликтам.
-
Гипотеза моногамии
- Моногамия у насекомых важна для возникновения эусоциальности из-за правила Гамильтона.
- Моногамия наблюдается у термитов, муравьев, пчел и ос.
-
Связь и сигнализация
- Коммуникация разнообразна и включает сигналы, подсказки и феромоны.
- Сигналы должны быть информативными и интерпретируемыми получателем.
- Эволюционные проблемы включают обман и манипуляции, но существуют способы борьбы с ними.
-
Индексы и их значение
- Индексы показывают желаемое качество организмов, такие как здоровье, фертильность или боеспособность.
- Недостатки накладывают ограничительные расходы на организмы, что делает их менее конкурентоспособными.
-
Честность в общении
- В ситуации общих интересов выгодно общаться честно для максимальной выгоды.
- Сигналы часто бывают честными, но бывают исключения.
-
Примеры нечестных сигналов
- Люминесцентная приманка рыбы-удильщика привлекает добычу.
- Мимикрия неядовитых бабочек имитирует ядовитые виды.
- Эволюция обычно способствует отбору против нечестных сигналов, но в этих случаях получатель получает больше пользы.
-
Дополнительные темы
- Автономный поиск пищи.
- Поведенческая пластичность.
- Эволюционные модели совместного использования продуктов питания.
- Геноцентричный взгляд на эволюцию.
- Экология поведения человека.
- Теория истории жизни.
- Теорема о предельном значении.
- Усилие спаривания.
- Родительские усилия.
- Филогенетические сравнительные методы.
- Сбалансированный выбор.
- Выбор направления.
- Разрушительный отбор.
- Стабилизирующий отбор.
- Теория отбора r/K.
- Соматическое усилие.
-
Рекомендации для дальнейшего чтения
- Олкок, Дж. (2009). Поведение животных: эволюционный подход (9-е издание).
- Бейтсон, П. (2017). Поведение, развитие и эволюция.
- Данчен, Э., Гирладо, Лос-Анджелес. и Сезилли, Ф. (2008). Поведенческая экология: Эволюционный взгляд на поведение.
- Кребс, Дж.Р. и Дэвис, Н. Введение в поведенческую экологию.
- Кребс, Дж.Р. и Дэвис, Н. Поведенческая экология: эволюционный подход.
- Вайнберг Э., Бернштейн Э. и Ван Альфен, Э. (2008). Поведенческая экология насекомых–паразитоидов — от теоретических подходов к практическому применению.