Pemilihan seksual boleh membawa kepada kepupusan • Alexander Markov • Berita sains mengenai "Unsur" • Evolusi, Paleontologi

Pemilihan seksual boleh membawa kepada kepupusan

Rajah. 1. Dimorphism seksual dalam ostracod moden Vestalenula cornelia. Pandangan kanan, sayap kanan dikeluarkan. Di atas – perempuan, turun di bawah – lelaki yang mempunyai organ kopulatif yang besar. Dimorphism seksual juga mempengaruhi struktur pasangan kelima anggota badan (L5), yang digunakan oleh lelaki untuk menjaga wanita semasa perkalian. Imej dari H. Ozawa, 2013. Sejarah Dimorphism Seksual di Ostracoda (Arthropoda, Crustacea) Sejak Palaeozoic

Selepas menganalisis pengedaran 93 spesies ostracods (udang shell) di sedimen Cretaceous Upper di tenggara Amerika Syarikat, paleontolog Amerika mendapati hubungan antara pemilihan seksual dan kemungkinan kepupusan spesies. Pemilihan seksual dinilai oleh tahap perbezaan interseksual dalam ukuran dan bentuk cangkang. Dasar perbezaan ini di ostracod adalah hipertropi organ genital lelaki, yang disebabkan oleh "peperangan sperma." Ternyata kebarangkalian (dan laju) kepupusan dalam spesies dengan dimorphism maksimum adalah urutan magnitud yang lebih tinggi daripada spesies dengan perbezaan interseksual yang minimum. Hasilnya konsisten dengan anggapan bahawa pemilihan seksual dapat mempercepat kepupusan spesies, merangsang pembangunan penyesuaian yang rumit, "mahal" yang meningkatkan daya saing dalam perjuangan untuk pasangan seksual dengan biaya mengurangi penyesuaian terhadap perubahan lingkungan.

Pemilihan seksual memainkan peranan penting dalam evolusi spesies. Akibat evolusinya dapat sangat beragam, tetapi para ahli masih jauh dari pemahaman sepenuhnya semua faktor yang mempengaruhi akibat tersebut (lihat link di akhir berita). Tiada kejelasan dalam persoalan bagaimana pemilihan seksual memberi kesan kepada risiko kepupusan spesies semasa perubahan persekitaran.

Di satu pihak, pilihan seksual menggalakkan penolakan mutasi yang berbahaya, dengan itu mengurangkan beban genetik. Kesan ini telah disahkan dalam beberapa karya, termasuk eksperimen evolusi elegan pada kumbang, yang diterangkan dalam berita Pemilihan seksual melindungi terhadap kepupusan (Elemen, 05/23/2015). Mengurangkan beban genetik, dalam teori, harus mengurangkan kemungkinan kepupusan spesies.

Di sisi lain, pemilihan seksual sering menyokong pembangunan penyesuaian yang mahal yang mengurangkan daya maju sama ada seks yang memiliki penyesuaian ini (seperti halnya dengan hiasan rumit dan senjata kejohanan lelaki) atau sebaliknya (dalam hal ini mereka bercakap tentang "konflik jender", lihat Konflik seksual). Ia boleh dianggap bahawa ini harus meningkatkan kemungkinan kepupusan.

Adalah lebih baik untuk memeriksa andaian ini mengenai bahan paleontologi, yang memungkinkan untuk menilai kadar kepupusan sebenar spesies (tentu saja, jika kronologi paleontologi cukup lengkap). Dalam haiwan moden, risiko kepupusan perlu dinilai secara tidak langsung – contohnya, oleh status perlindungan atau dengan nilai beban genetik, yang, pada gilirannya, dianggarkan oleh indikasi tidak langsung lain, seperti kadar penurunan kecergasan dalam garis inbred.

Masalahnya, bagaimanapun, adalah sangat sukar untuk mencari haiwan fosil yang sesuai untuk analisis sedemikian. Pertama, mereka mesti besar-besaran, dan mereka mesti mempunyai rekod fosil terperinci, supaya momen penampilan dan kepupusan spesies dapat tepat bertarikh. Kedua, mereka mesti mempunyai dimorphism seksual yang jelas, keparahan yang boleh dinilai berdasarkan kekuatan pemilihan seksual. Selain itu, dimorphism harus memberi kesan bukan hanya tisu lembut, yang jarang dipelihara dalam keadaan fosil, tetapi juga rangka. Adalah juga diingini bahawa kumpulan itu tidak sepenuhnya pupus (sebagai contoh, ammonit) dan mempunyai wakil hidup yang akan membolehkan kita memastikan bahawa perbezaan yang kita anggap sebagai interseks adalah semacamnya (dan tidak bersifat khusus atau, misalnya, berkaitan dengan usia).

Hampir satu-satunya kumpulan yang memenuhi kriteria ini adalah ostracods, atau kerang-kerangan, crustaceans kecil di mana-mana yang mendiami lautan dan perairan segar dari Kemboja sampai sekarang. Tubuh ostracod dilampirkan dalam shell berlapis padat, dengan sempurna dipelihara dalam keadaan fosil. Pada masa yang sama, di banyak ostracod, dimorphism seksual sangat jelas (Rajah 1).

Dalam perwakilan semasa ostracod cyteroid (Cytheroidea superfamily), luka-luka lelaki lebih diperluaskan dalam arah anteroposterior. Ini disebabkan oleh fakta bahawa sebuah alat kopulatif yang besar diletakkan di belakang cengkerang lelaki. Walaupun peralatan itu sendiri tidak dipelihara dalam keadaan fosil, bentuk risalah dengan jelas menandakan kehadirannya atau ketiadaannya. Ini membolehkan kita membezakan lelaki dengan yakin dari bahan fosil (Rajah 2).

Rajah. 2 Dimorphism seksual dalam dua spesies Late Cretaceous citeroid ostracods, Krithe cushmani (a, cawan pada carta) dan Veenia ponderosana (b, segi tiga). Pada carta (c) pada paksi menegak tahap pemanjangan cangkang telah diplot (logaritma nisbah panjang ke ketinggian), secara mendatar – saiz perisai (kawasan log sash).Dapat dilihat bahawa dalam kedua-dua spesies, lelaki mempunyai kulit yang lebih panjang daripada betina (ini berlaku untuk semua ostracods siteroid lain). Bagi saiz dimorphism, ia boleh mempunyai arah yang berbeza: K. cushmani lelaki lebih kecil daripada perempuan V. ponderosana – sebaliknya. Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Dalam ostracod saraf moden, saiz organ genital lelaki tidak berkaitan dengan sebarang keunikan tingkah laku perkahwinan (pacaran atau isyarat yang diberikan kepada wanita), tetapi hanya berkaitan dengan jumlah sperma yang dihasilkan dan kekuatan otot yang dikeluarkan oleh sperma ini semasa kawin. Ternyata hipertrofi genital pada lelaki adalah hasil daripada "peperangan sperma" (lihat persaingan Sperma).

Jika lelaki perlu membelanjakan sumber pada penanaman organ kemaluan besar, maka dia, semua perkara lain yang sama, sepatutnya kurang kuasa pada segala yang lain. Peperangan sperma melibatkan persaingan sengit antara lelaki, yang boleh membahayakan kesihatan wanita. Dalam kes ini, wanita yang bertindak balas dapat mengembangkan penyesuaian perlindungan, juga mahal. Untuk Ostracods, tidak ada data semacam itu, tetapi ini adalah dari pertimbangan umum dan ditunjukkan dalam arthropod yang lain (lihat: Pilihan berkaitan menggalakkan kerjasama antara jantina, "Unsur", 03/20/2017).Mengubah morfologi dan fisiologi lelaki dan perempuan, pemilihan seks yang kuat, jelas, membawa mereka jauh dari struktur optimum yang mana pemilihan semulajadi biasa mereka akan menyebabkan ketiadaan seks. Dalam erti kata lain, organisma memperoleh struktur yang tidak optimum dari segi kelangsungan hidup dan keupayaan untuk menanggung kesulitan yang tidak berkaitan dengan hubungan antara jantina. Oleh itu, adalah logik untuk menganggap bahawa spesies ostracod dengan dimorphism seksual yang kuat akan mati secara purata lebih kerap daripada spesies dengan dimorphism yang lemah.

Untuk menguji andaian ini, paleontologi Amerika telah memproses data terperinci mengenai pengedaran 93 jenis ostracods siteroid di sedimen Upper Cretaceous di tenggara Amerika Syarikat. Spesies yang dikaji berbeza-beza dalam keterukan dimorphism seksual. Data yang paling terperinci telah dianalisis untuk dua kawasan di negeri-negeri Mississippi dan Alabama (lingkaran biru dan segitiga merah dalam Rajah 3, a), di mana rekod fosil Ostracods Cretaceous Atas sangat terperinci dan semua lapisan dengan Ostracods dapat diamanahkan (Rajah 3). Usia lapisan yang dikaji adalah dari 84 hingga 66 juta tahun.

Rajah. 3 Peta lokasi yang dipelajari (a) dan pengedaran stratigrafik daripada 93 spesies ostracods di timur Mississippi (b). Lokasi yang termasuk dalam rajah bditunjukkan dalam kalangan biru di peta a. Bagi setiap 93 spesies ostracod (spesies diberi label empat singkatan huruf) lingkaran kelabu Umur lapisan di mana spesies ini hadir adalah diperhatikan (skala ditunjukkan satu juta tahun yang lalu di sebelah kanan). Analisis serupa dijalankan untuk lokasi di Alabama yang ditandai segi tiga merah. Lokasi ditandakan salib hitamdigunakan untuk menganggarkan kekerapan kejadian spesis. Gambar dari artikel dibincangkan di Alam

Penampilan dan kepupusan spesis dianalisis di dalam setiap dua wilayah secara berasingan. "Kepupusan" difahami bukan sebagai kepupusan global spesies, tetapi sebagai kehilangan dari rekod fosil di kawasan itu (walaupun fakta bahawa lapisan dengan ostracods terus lebih tinggi di bahagian). Ini adalah pendekatan yang munasabah, memandangkan kita bercakap tentang dua "halaman" yang sangat berkualiti dan terperinci dalam kronik.

Penulis menganalisis 576 model yang berbeza yang menghubungkan dinamika diperhatikan penampilan dan kepupusan spesies dengan pelbagai kombinasi parameter seperti bentuk shell,ukurannya, dimorphism seksual dalam bentuk, ukuran dimorphism, kekerapan berlakunya spesies, kedudukan taksonomi dan masa kewujudannya. Tahap kesesuaian model dengan data yang ada dianggarkan menggunakan kriteria maklumat Akaike.

Analisis itu dilakukan secara berasingan untuk Mississippi dan Alabama, dan hasilnya sama. Telah didapati bahawa kebarangkalian kepupusan spesies berkait rapat dengan dimorphism seksual dalam bentuk cangkang dan sedikit lemah – dengan ukuran dimorphism. Kadar kepupusan rata-rata untuk spesies dengan dimorphism maksimum kira-kira sepuluh kali lebih tinggi (dan purata seumur hidup spesies, masing-masing, lebih rendah) daripada spesies yang mempunyai dimorphism minimum. Pada masa yang sama, saiz dimorphism meningkatkan kemungkinan kepupusan hanya jika lelaki lebih besar daripada wanita. Dalam keadaan terbalik – apabila laki-laki lebih kecil daripada perempuan – dimorphism tidak bertambah besar, tetapi bahkan sedikit mengurangkan kemungkinan kepupusan. Sama ada bentuk cangkang, atau saiznya sendiri, memberi kesan kepada risiko kepupusan: hanya magnitud perbezaan antara lelaki dan perempuan mempengaruhi.

Oleh itu, yang paling cenderung kepada kepupusan adalah spesies dengan tanda-tanda yang menunjukkan bahawa lelaki melabur dalam pembiakan banyak sumber.

Sebagai tambahan kepada dimorphism, kebarangkalian kepupusan spesies dipengaruhi oleh identitas taksonominya: dalam beberapa keluarga, spesies mati lebih sering, di lain-lain kurang kerap. Ini bermakna terdapat "isyarat filogenetik" dalam data kadar kepupusan. Dalam erti kata lain, spesies yang berasal dari spesis jangka pendek lebih cenderung berubah menjadi jangka pendek, dan sebaliknya. Walau bagaimanapun, ini bukan berita, tetapi corak umum dalam paleontologi. Taksonomi yang berbeza mempunyai kadar kepupusan ciri-ciri genera dan spesies. Contohnya, dalam moluska cephalopod, purata genus seumur hidup semasa Phanerozoik hanya 6-7 juta tahun, manakala dalam moluska bivalve, ia adalah kira-kira satu perintah magnitud lebih lama.

Satu lagi parameter yang menjejaskan kebarangkalian kepupusan spesies ostracod adalah kekerapan kejadian. Spesies besar yang berkisar luasnya kurang daripada beberapa spesies dengan rentang kecil. Sekali lagi, ini bukanlah berita, tetapi salah satu corak yang paling jelas dan ketat dalam dinamika biodiversiti sejarah.

Oleh itu, keputusan yang diperoleh adalah konsisten dengan andaian bahawa pemilihan seksual yang kuat, yang membawa kepada dimorphism seksual yang jelas dalam bentuk dan saiz shell, meningkatkan kemungkinan kepupusan dalam ostracod citeroid.

Secara teorinya, pemilihan seksual boleh menyumbang kepada spesiasi dipercepatkan (lihat: Pemantauan wanita menyumbang kepada spesiasi, "Unsur", 12/25/2009). Walau bagaimanapun, data di atas Ostracods Cretaceous Atas di tenggara Amerika Syarikat tidak mengesahkan idea ini: penulis tidak menemukan hubungan yang boleh dipercayai antara kadar kemunculan spesies baru dan keparahan dimorphism seksual mereka.

Adakah hasil yang diperoleh bermakna bahawa pemilihan seksual tidak pernah membantu spesies untuk menahan kepupusan (yang mana beberapa data tentang haiwan moden kelihatannya menunjukkan), tetapi selalu hanya menggangu? Hampir tidak. Kemungkinan besar, pengaruh pemilihan seksual terhadap nasib evolusi spesies boleh menjadi positif dan negatif. Kesan positif mungkin dikaitkan dengan penolakan yang lebih baik terhadap mutasi lemah dan, mungkin, dengan percepatan perbezaan dan spesiasi. Negatif – dengan "konflik jantina" dan pembangunan penyesuaian mahal yang meningkatkan peluang untuk memenangi persaingan untuk pasangan seksual dengan kos daya maju dan penyesuaian yang dikurangkan.

Mari kita berharap penyelidikan lanjut akan menjelaskan tentang faktor-faktor yang menentukan mana dari kedua-dua kesan itu akan menjadi lebih kuat dalam setiap kes tertentu.Walau bagaimanapun, rekod fosil mungkin dapat memberi kita hanya contoh-contoh kesan negatif pemilihan seksual yang kuat terhadap kelangsungan spesies. Lagipun, jika pemilihan seks bertindak "lembut" dan tidak menjadi punca perbezaan intergender yang mengerikan, kita tidak dapat melihatnya mengenai bahan fosil.

Sumber: Maria João Fernandes Martins, T. Markham Puckett, Rowan Lockwood, John P. Swaddle & Gene Hunt. Pelaburan seksual lelaki yang tinggi sebagai pemecah kepupusan dalam ostracod fosil // Alam. Diterbitkan dalam talian: 11 April 2018. DOI: 10.1038 / s41586-018-0020-7.

Lihat juga mengenai pemilihan seksual:
1) Pemilihan seksual melindungi dari kepupusan, "Unsur", 05/23/2015.
2) Placental tidak menyumbang kepada kecantikan lelaki, "Elements", 09/16/2014.
3) Lelaki dan perempuan menukar peranan apabila cuaca berubah, "Unsur", 12/27/2012.
4) Pilihan seksual menyumbang kepada evolusi komposisi hidrokarbon kutikula di Drosophila, "Unsur", 11/15/2012.
5) Pemangsa mengurangkan keberkesanan pemilihan seksual di atas, "Elemen", 13.11.2012.
6) Pemilihan seksual membiakkan ilusi, "Unsur", 01/24/2012.
7) Pakar ilmu pengetahuan telah mengetahui mengapa lelaki mempunyai janggut, "Elemen", 01.07.2010.
8) Buat pertama kali berjaya mengesan kesan pemilihan dalam populasi semula jadi serangga, "Elements", 06/09/2010.
9) Ketetapan wanita menyumbang kepada spesiasi, "Unsur", 12/25/2009.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: