Есть ли доказательства того, что половой отбор может привести к вымиранию видов?

TL;DR :

• Существует недостаток фактических экспериментальных данных. Однако:

  • есть по крайней мере одно исследование, которое подтвердило этот процесс ([ ИССЛЕДОВАНИЕ № 7 ] - Myxococcus xanthus; Fiegna and Velicer, 2003).

  • Другое исследование также экспериментально подтвердило более высокий риск исчезновения ([ ИССЛЕДОВАНИЕ №8 ] — исследование Пола Ф. Доэрти о диморфных видах птиц и [ ИССЛЕДОВАНИЕ №9 ] — Денсон К. Маклейн).

• Теоретические исследования дают несколько неопределенные результаты - некоторые модели поддерживают эволюционное самоубийство, а некоторые нет - основное различие, по-видимому, заключается в изменчивости давления окружающей среды.

• Кроме того, если вы включаете человеческое хищничество, основанное исключительно на половом признаке, примеры определенно существуют, например, аравийский орикс.

Во-первых, это может быть мошенничеством, но одним из примеров является вымирание, потому что вид-хищник специально выбирает вид из -за выбранных для него признаков.

Самый очевидный случай — это когда хищником является человек. В качестве случайного примера, аравийский орикс был почти истреблен именно из-за его рогов.

Обратите внимание, что это НЕ простой вопрос - например, часто цитируемый в ненаучной литературе пример ирландского лося, который предположительно вымер из-за размера его рогов, может не быть хорошим кристально чистым примером. Подробный анализ см.: « Сексуальность, за которую можно умереть? Половой отбор и риск исчезновения » Ханны Кокко и Роберта Брукса, Энн. Зоол. Фенники 40: 207-219 . [ ИССЛЕДОВАНИЕ №1 ]

В частности, они обнаруживают, что эволюционное «самоубийство» маловероятно в детерминированной среде, по крайней мере, если затраты на эту особенность несет сам отдельный организм.

Другое исследование, давшее отрицательный результат, было « Половой отбор и риск вымирания у млекопитающих », Эдварда Х. Морроу и Клаудии Фрике; Труды Королевского общества: биологические науки, опубликовано в Интернете 4 ноября 2004 г., стр. 2395-2401 [ ИССЛЕДОВАНИЕ № 2 ]

Таким образом, цель этого исследования состояла в том, чтобы изучить, был ли уровень полового отбора (измеряемый как остаточная масса семенников и половой диморфизм размеров) связан с риском вымирания, которому в настоящее время подвергаются млекопитающие. Мы не нашли доказательств взаимосвязи между этими факторами, хотя наш анализ мог быть сбит с толку возможным доминирующим влиянием современных антропогенных факторов.

Однако, если принять во внимание изменения в окружающей среде, вымирание становится теоретически возможным. От « Беглой эволюции к самовымиранию в условиях асимметричной конкуренции » — Хироюки Мацуда и Питер А. Абрамс; Эволюция Том. 48, № 6 (декабрь 1994 г.), стр. 1764–1772 : [ ИССЛЕДОВАНИЕ № 3 ]

Мы показываем, что чисто внутривидовая конкуренция может привести к развитию экстремальных конкурентных способностей, которые в конечном итоге приведут к вымиранию без какого-либо влияния со стороны других видов. Единственное изменение в модели, необходимое для этого результата, — это предположение о ненормальном распределении ресурсов разного размера, измеряемых в логарифмической шкале. Это говорит о том, что циклы таксонов, если они существуют, могут быть обусловлены конкуренцией внутри, а не между видами. Самоугасание не происходит, когда преимущество, обеспечиваемое большим значением конкурентного признака (например, размера), относительно невелико или когда несущая способность снижается сравнительно быстро с увеличением значения признака. Обсуждаются доказательства относительно этих предположений.

Что касается подтверждающих доказательств, некоторые исследования перечислены в « Может ли адаптация привести к вымиранию? » Даниэля Дж. Рэнкина и Андре Лопес-Сепулькре, OICOS 111:3 (2005) . [ ИССЛЕДОВАНИЕ №4 ]

Они цитируют 3:

Первый пример — это исследование японской рыбы медака Oryzias latipes (Мьюир и Ховард, 1999 г. — [ИССЛЕДОВАНИЕ № 5]) .. Трансгенные самцы, которые были модифицированы для включения гена гормона роста лосося, крупнее, чем их аналоги дикого типа, хотя их потомство имеет более низкую плодовитость (Muir and Howard 1999). Самки предпочитают спариваться с более крупными самцами, что дает более крупным трансгенным самцам преимущество в приспособленности по сравнению с самцами дикого типа. Однако потомство, полученное от трансгенных самцов, имеет более низкую плодовитость, и, следовательно, средняя плодовитость самок снизится. Пока самки преимущественно спариваются с более крупными самцами, плотность популяции будет снижаться. Модели этой системы предсказывают, что если трансгенную рыбу выпустить в популяцию дикого типа, трансген распространится из-за своего преимущества в спаривании над самцами дикого типа, и популяция вымрет (Muir and Howard 1999).Хотя эволюционное самоубийство было предсказано на основе экстраполяции, а не наблюдалось в природе, это первое исследование, делающее такое предсказание на основе эмпирических данных .

У трески Gadus morhua коммерческий промысел крупных особей привел к отбору в сторону более раннего созревания и меньших размеров тела ( Коновер и Мунк, 2002 [ИССЛЕДОВАНИЕ № 6] ). При эксплуатации высокая смертность снижает преимущества отсроченного созревания. В результате этого более мелкие взрослые особи, которые взрослеют быстрее, имеют более высокую приспособленность по сравнению со своими более крупными, медленно взрослеющими собратьями (Olsen et al. 2004). Несмотря на то, что быстро созревающие взрослые особи более успешны по сравнению с медленно созревающими особями, в среднем они производят меньше потомства. Эта адаптация, обусловленная избирательным давлением, вызванным промыслом, по-видимому, предотвратила коллапс рыболовства у атлантического побережья Канады (Olsen et al. 2004).По мере того, как треска становилась быстро созревающей, размер популяции постепенно сокращался, пока она не стала нежизнеспособной и уязвимой для стохастических процессов.

Единственное строго экспериментальное доказательство эволюционного самоубийства исходит от микробиологии. У социальной бактерии Myxococcus xanthus особи могут совместно развиваться в сложные структуры плодоношения (Fiegna and Velicer 2003 - [ ИССЛЕДОВАНИЕ №7 ]). Затем особи в плодовом теле высвобождаются в виде спор, образуя новые колонии. Искусственно отобранные читерские штаммы производят большее количество спор, чем дикие типы. Было обнаружено, что эти мошенники вторгаются в штаммы дикого типа, что в конечном итоге приводит к исчезновению всей популяции (Fiegna and Velicer 2003). Мошенники вторгаются в популяцию дикого типа, потому что они имеют более высокую относительную приспособленность, но по мере их распространения в популяции они уменьшают общую плотность, тем самым приводя себя и популяцию, в которой они живут, к исчезновению.

Другое экспериментальное исследование было « Половой отбор влияет на локальное вымирание и оборот в птичьих сообществах » — Пол Ф. Доэрти-младший, Габриэле Сорчи и др.; 5858–5862 PNAS 13 мая 2003 г., том. 100 нет. 10 [ ИССЛЕДОВАНИЕ №8 ]

Популяции, подвергающиеся сильному половому отбору, испытывают ряд издержек, начиная от усиления хищничества и паразитизма и заканчивая повышенной чувствительностью к экологической и демографической стохастичности. Эти результаты привели к предсказанию, что локальные темпы вымирания должны быть выше для популяций видов с интенсивным половым отбором. Мы проверили этот прогноз, проанализировав динамику естественных сообществ птиц в континентальном масштабе за период в 21 год (1975–1996 гг.) с использованием соответствующих статистических инструментов. В соответствии с теоретическим предсказанием мы обнаружили, что половой отбор увеличивает риск локального вымирания (дихроматические птицы имели скорость локального вымирания в среднем на 23% выше, чем монохроматические виды) . Однако, несмотря на более высокую вероятность локального вымирания,количество дихроматических видов за рассматриваемый период не уменьшилось. Эта закономерность была вызвана более высокой скоростью местного оборота дихроматических видов , что привело к относительно стабильным сообществам для обеих групп видов. Наши результаты показывают, что эти сообщества функционируют как метасообщества с частыми локальными вымираниями, за которыми следует колонизация.

Этот результат аналогичен другому исследованию, посвященному птицам: « Половой отбор и риск исчезновения интродуцированных птиц на островах Океании »: Денсон К. Маклейн, Майкл П. Моултон и Тодд П. Редферн. OICOS, том 74, № 1 ( октябрь 1995 г.), стр. 27-34 [ ИССЛЕДОВАНИЕ № 9 ]

Мы проверяем гипотезу о том, что реакция на половой отбор увеличивает риск вымирания, исследуя судьбу видов птиц с мономорфным и диморфным оперением, интродуцированных на тропические острова Оаху и Таити. Мы предполагаем, что диморфизм оперения является реакцией на половой отбор, и предполагаем, что самцы видов с диморфным оперением испытывают более сильное давление полового отбора, чем самцы мономорфных видов. На Оаху скорость вымирания диморфных видов, 59%, значительно выше, чем мономорфных видов, 23%. На Таити сохранилось только 7% интродуцированных диморфных видов по сравнению с 22% интродуцированных мономорфных видов .

...

Оперение в значительной степени связано с повышенным риском исчезновения воробьиных, но незначительно связано с фрингиллидами. Таким образом, гипотеза о том, что реакция на половой отбор увеличивает риск вымирания, подтверждается как для воробьиных, так и для набора данных в целом. Вероятность исчезновения коррелировала с количеством уже интродуцированных видов. Таким образом, виды, отреагировавшие на половой отбор, могут быть более слабыми межвидовыми конкурентами, если в их сообщества входит много других видов.

Что касается вашего последнего комментария о случайных колебаниях выживаемости, недавняя теоретическая статья Lee et al. 2011 изучает влияние систем спаривания на демографическую стохастичность в небольшой популяции. Хотя эмпирических данных нет. Их основной вывод состоит в том, что полигиния (в отношении соотношения полов) может привести к высокой демографической дисперсии, что приведет к снижению стохастической скорости роста населения и увеличению риска исчезновения. Общий эффект известен как демографическая стохастичность , эффект выборки, приводящий к случайным изменениям реализованных демографических показателей из-за небольшого размера населения.