Bird Science: een veel voorkomende conceptie over een vogellied dat in een nieuwe studie wordt belaagd

Hoe kiezen individuen hun partners? Waarom zijn sommigen meer succesvol in het aantrekken van partners dan anderen?

Deze eeuwenoude vragen zijn grotendeels relevant voor alle dieren, inclusief de mens. Darwin's theorie van natuurlijke selectie biedt een manier om ze te beantwoorden. Soms geformuleerd als 'survival of the fittest', kan de theorie ook van toepassing zijn op partnerkeuze, en voorspellen dat het goed is om de partner te kiezen die het best is aangepast om te overleven in zijn omgeving - de snelste hardloper, de beste jager, de boer met de hoogste opbrengsten.

Zie ook: Extreem trieste vogels laten zien hoe een bevolking kan sterven aan de eenzaamheid

Dat is een beetje simplistisch als een samenvatting van de menselijke seksualiteit, natuurlijk, aangezien mensen paren in de context van complexe sociale normen en genderrollen die uniek menselijk zijn. Onderzoekers zoals wij denken echter dat de partnerkeuze bij andere dieren wordt beïnvloed door dit soort gepercipieerde aanpassingen. Het past bij het inzicht van wetenschappers in de evolutie: als vrouwen kiezen om te paren met goed aangepaste mannetjes, hebben hun nakomelingen mogelijk ook een betere overlevingskans. Gunstige eigenschappen worden naar boven gehaald en bewaard in toekomstige generaties.

Maar bij veel soorten proberen mannetjes partners aan te trekken door kenmerken te vertonen die beslist niet adaptief lijken. Deze signalen - zoals een verblindende staart op een pauw of een mooie melodie van een zangvogel - waren oorspronkelijk een grote sleutel die in Darwin's theorie van natuurlijke selectie werd gegooid. Zulke eigenschappen lijken het tegenovergestelde te doen om een ​​dier meer kans te geven om te overleven in zijn omgeving. Een flitsende staartweergave of een opzichtige melodie is omslachtig, en het kondigt je aan zowel roofdieren als liefdesbelangen. Darwin raakte zo van streek door deze inconsistentie dat hij zei: "Het zien van een veer in de staart van een pauw, wanneer ik ernaar kijk, maakt me ziek."

Denken aan dit raadsel leidde Darwin naar een andere belangrijke theorie: seksuele selectie. In plaats van aanpassingen direct weer te geven, moeten mannen mogelijk dure, niet-adaptieve signalen produceren als vrouwen deze functies prefereren bij het kiezen van partners. Voor de vrouwen kunnen deze signalen indirect communiceren dat een man een goede partner zou zijn omdat hij in staat is om te overleven en te slagen - ondanks het ornament, niet daarom. Onder dit model zijn de duurste eigenschappen het aantrekkelijkst.

Maar wat als de inzet verhoogd is, zoals bij soorten die polygyn zijn, met mannen die proberen te binden en banden vormen met meerdere vrouwen? Een logische volgende stap naar deze theorie zou kunnen voorspellen dat de druk om prachtige signalen te produceren omhoog zou schieten, waardoor de beloningen voor individuen met uitgebreide ornamenten zouden toenemen. Als de meest succesvolle mannetjes de meest buitengewone eigenschappen hebben, kan een volgende wapenwedloop gedurende vele generaties de bevolking naar meer extreme kenmerken doen verschuiven. Dit is een intuïtieve theorie - meer concurrentie voor partners zou leiden tot steeds uitgebreidere seksueel geselecteerde eigenschappen - maar het is niet getest aan de andere kant van de boom des levens.

Verbeteren niet-monogame paringsystemen de seksuele selectie echt bij echte dieren? Naarmate de kracht van seksuele selectie toeneemt, worden seksueel geselecteerde kenmerken extremer? Worden staarten langer? Liederen mooier? Als twee biologen met expertise in computationele methoden, de evolutie van gedrag en zangvogels, besloten we om het te onderzoeken.

De vogeldatabase opbouwen

Evolutie is net zo complex als het leven zelf. Nieuwe computationele vaardigheden stellen onderzoekers als wij in staat verder te gaan dan het testen of bepaalde eigenschappen eenvoudig samen voorkomen. In plaats daarvan kunnen we ons verdiepen in het verleden en proberen de weg te vinden die soorten door de geschiedenis hebben afgelegd om te komen waar ze nu zijn.

Om de theorie te testen dat mannen die meerdere partners proberen aan te trekken, de seksuele selectie zouden versterken en de evolutie van steeds gedetailleerdere beeldschermen zouden aansturen, hadden we zowel een nieuwe dataset als innovatieve methoden nodig.

Zangvogels zijn een uitstekend systeem om deze vraag te bestuderen. Ten eerste zijn veel soorten sociaal (hoewel niet noodzakelijk seksueel) monogaam, wat overigens buitengewoon zeldzaam is in het dierenrijk, maar er zijn in de loop van hun geschiedenis talloze onafhankelijke overgangen naar polygynie geweest. Dat maakt het voor ons gemakkelijk om de liedjes van vogels die op zoek zijn naar een enkele partner te vergelijken met de liedjes van degenen die op zoek zijn naar meerdere partners. Zangvogels hebben ook een ongelooflijke diversiteit aan liedjes, van de eenvoudige tweets van de huismus tot de uitgebreide cadensen van de spotvogel.

Door gepubliceerde literatuur en veldgidsen te doorzoeken, verzamelden we paringsysteemgegevens over bijna 700 soorten en songgegevens voor meer dan 350 soorten, de grootste database in zijn soort tot nu toe. We hebben een recent gepubliceerde fylogenie verkregen - in wezen een 'stamboom' die zich helemaal uitstrekt tot aan de voorouder van alle vogels - die alle evolutionaire geschiedenis van vogels omvatte. Dit zou als onze kaart dienen door de zangvogellinies.

We hebben onze kenmerkgegevens samengevoegd met de fylogenie om achterwaarts in de tijd te traceren, en schatten hoe de voorouders van elke groep zangvogels mogelijk hebben geklonken en zich gedroegen.

Deze benadering lijkt op een menselijke familiereünie en merkte op dat de overgrote meerderheid van de familieleden blond haar heeft en Zweeds spreekt - we veronderstellen dat een al lang overleden matriarch van de familie waarschijnlijk ook blond haar had en sprak waarschijnlijk Zweeds. Daarna konden we een andere familiereünie bezoeken, verre familieleden van de eerste, om blonde mensen te vinden die voornamelijk Noors spreken. Bij nog een andere bijeenkomst, zouden we misschien mensen met een bruin haar Spaans zien spreken. Door dit honderden keren te doen, konden onderzoekers erachter komen of er een verband was tussen haarkleur en taal in de geschiedenis van deze families.

Met behulp van vergelijkbare methoden met de stamboom van de vogel konden we niet alleen testen hoe het paargedrag correleert met de liederen van levende soorten, maar ook hoe deze gedragingen elkaar beïnvloedden gedurende duizenden en zelfs miljoenen jaren van evolutionaire geschiedenis van zangvogels. Door het waarschijnlijke gedrag van de voorouders van hedendaagse zangvogels te schatten, konden we de snelheid van evolutie van deze kenmerken berekenen, inclusief hoe snelheidsvariaties van de song kunnen worden beïnvloed door het paargedrag, of omgekeerd.

Seksuele selectie, maar niet in één richting

Toen we deze diepe analyse uitvoerden, verrasten de resultaten ons. We hebben de verwachte relatie niet gevonden dat liedjes uitgebreider werden in soorten waarbij mannetjes op zoek waren naar meerdere partners. In plaats daarvan vonden we een interessant evolutionair patroon: liedjes leken sneller polygone lijnen te ontwikkelen, maar niet in een bepaalde richting.

In plaats van dat deze voorouderlijke mannetjes elkaar probeerden te overtreffen met meer uitgebreide liedjes, leken liedjes te oscilleren tussen eenvoudig en ingewikkeld als een slingerende slinger over de generaties - snel veranderend in het moment maar niet in een consistente richting op de lange termijn. Als de liedjes van deze polygone soorten te eenvoudig of te uitgebreid werden, begonnen ze terug te gaan naar het midden.

Zie ook: Nieuwe recordhouder voor 's werelds grootste vogel ooit Was een reus van 1700 pond

Deze resultaten dagen onze aanvankelijke brede intuïties uit over reproductief succes en evolutionaire druk. Door de liederen van veel monogame en polygone vogelsoorten over de evolutionaire boom te bestuderen, vonden we resultaten die in contrast stonden met de heersende wijsheid: soorten die meerdere partners aantrekken hadden over het algemeen geen complexere nummers, maar hun nummers evolueerden sneller. Dit is een nieuw bewijsstuk dat de klassieke hypotheses over niet-monogamie en seksuele selectie in evolutie kan veranderen.

Ons werk laat zien dat wanneer wetenschappers seksuele selectie in de toekomst bestuderen, we niet alleen moeten nadenken over de omvang van de kenmerken die worden bestudeerd, maar ook over hoe snel ze veranderen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation van Nicole Creanza en Kate Snyder. Lees hier het originele artikel.