captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.
Obraz "American Gothic" Granta Wooda

Obraz “American Gothic” Granta Wooda

Właściwie dlaczego u ludzi (i wielu innych zwierząt) podział płci wynosi 50% do 50%, skoro bardziej oszczędnie dla gatunku byłoby “wyprodukować” wiele samic i nielicznych samców? Czy większość samców jest bezużyteczna?

Czy obie płcie są sobie równe? Cóż, z perspektywy ewolucji możemy stwierdzić co najmniej jeden pewnik: zazwyczaj są sobie równe pod względem liczebności. Ale w zasadzie dlaczego? Czy zastanawialiście się, dlaczego liczba kobiet i mężczyzn, łani i byków, odyńców i loch jest zawsze równa? Oczywiście – każdy z nas uczył się w szkole, że to kwestia chromosomów. U ssaków chromosomy płci oznaczane są jako X lub Y. Jeśli w biologicznej loterii otrzymałeś chromosomy XY – jesteś mężczyzną. Jeśli natomiast w spadku po rodzicach przypadły ci dwa iksy – jesteś kobietą. Takie to proste? Ale dlaczego tak jest?

Jelenie na straty

Zastanówmy się. Z punktu widzenia ewolucji liczy się tylko jedno: przekazanie swoich genów kolejnym pokoleniom, które będą na tyle dobrze przystosowane, by również się rozmnożyć. Ale przecież nie każdy osobnik będzie w stanie tego dokonać. Za przykład niech posłuży nam nasz polski jeleń. Jesienią u tego gatunku zwierząt odbywa się tak zwane rykowisko – samce zmagają się ze sobą, a ten, który okaże się lepszy od przeciwników zyskuje prawo do rozmnażania się [1]. W efekcie mamy do czynienia z sytuacją, w której na jednego rozmnażającego się samca przypada – powiedzmy – dziesięć rozmnażających się samic (przyjmijmy tę liczbę tylko na potrzeby naszych rozważań). A zatem, w naszym hipotetycznym stadzie 10% wszystkich samców rozmnaża się ze 100% samic. Jeśli wszystko dobrze pójdzie, w tym stadzie urodzi się dziesięcioro cieląt (czyli młodych jeleni) i wszystkie będą potomkami jednego byka.

Ale co się dzieje z pozostałymi 90% samców jeleni – z tymi, które przegrały zmagania podczas rykowiska? Te samce zużywają zasoby całej populacji, a jednocześnie nie przyczyniają się do przekazywania genów kolejny pokoleniom, czyli z perspektywy ewolucji (podkreślam – z perspektywy ewolucji!) są bezużyteczne. A zatem „nadmiar” samców jest rozwiązaniem niepraktycznym dla całego gatunku. Najbardziej efektywnym rozwiązaniem byłyby więc populacje składające się z relatywnie dużej liczby samic i relatywnie niewielkiej liczby samców (na przykład, w stosunku 9:1). Gdyby bowiem odwrócić tę relację i stworzyć hipotetyczne stado składające się z dziewięciu samców i jednej samicy, liczba potomstwa w danym cyklu rozrodczym mogłaby wynosić zaledwie jeden.

Sceny z życia minionków

No dobrze – powiecie – ale nie każde zwierzę to jeleń, prawda? Przedstawiciele poszczególnych gatunków wykazują bardzo różnorodne strategie rozrodcze. Część z nich jest poligamiczna, część poliandryczna; część opiekuje się swoim potomstwem, a część porzuca je na pastwę losu; część par pozostaje sobie wierna przez całe życie (a przynajmniej przez kilka cykli rozrodczych), a część współżyje z wieloma partnerami [2, 3, 4]. No właśnie. I mimo tak różnorodnych strategii, niemal u wszystkich gatunków rozkład przedstawicieli obojga płci wynosi 1:1 [5]. Dlaczego?

Przyjmijmy, że w jakiejś populacji (niech to będzie populacja zwierząt, które nazwiemy minionkami) występuje potencjalnie korzystny rozkład płci, czyli na każdego samca przypada dziewięć samic. Oznacza to, że w danym cyklu rozrodczym każdy pan minionek będzie kopulował z dziewięcioma paniami. Przyjmijmy, że z każdego takiego spółkowania uzyskamy dwójkę potomstwa (razem 18 małych minionków w tym cyklu rozrodczym). Ponieważ w tej populacji stosunek samców do samic wynosi 1:9, wśród potomków będą tylko 2 samce i aż 16 samic. Jednocześnie, oznacza to, że w tym pokoleniu każdy samiec przekazuje swoje geny aż 18 potomkom, zaś każda z samic ma jedynie po 2 potomków, czyli przekazuje geny jedynie dwojgu dzieci (a zatem, z perspektywy ewolucji – odnosi znacznie mniejszą korzyść). Ponieważ samce minionków odnoszą teraz większy sukces ewolucyjny, rodzice, którzy wydali na świat więcej minionkowych chłopców będą mieli więcej wnuków, niż rodzice wydający na świat minionkowe dziewczynki. W efekcie, geny przodków minionkowych chłopców będą się szerzyły, a na świat będzie przychodziło coraz więcej panów minionków. Taki proces będzie zachodził aż do momentu, w którym stosunek reprezentantów obojga płci będzie równy 1:1.

Co więcej, jeżeli w pierwotnej sytuacji (w której stosunek panów minionków do pań minionków wynosi 1:9) doszłoby do jakiejś zmiany (na przykład, mutacji), która sprawiłaby, że częściej rodzą się samce, to osobniki te byłyby bardzo uprzywilejowane i posiadałyby około 4,5 razy więcej potomstwa niż samce w populacji ich dziadków. W efekcie, w kolejnych pokoleniach stosunek samców do samic drastycznie by wzrastał. Innymi słowy, skład populacji zmieniłby się – teraz to samice byłyby znacznie rzadziej reprezentowaną płcią. Powyższe procesy (przewaga liczby samców nad liczbą samic i odwrotnie) następowałyby po sobie wielokrotnie aż do momentu, w którym na scenę wkroczyłaby mutacja, dzięki której stosunek liczebności panów minionków do pań minionków wynosiłby 1:1. Mechanizm ten jest zgodny z tak zwaną regułą Fishera [6] i jest strategią stabilną ewolucyjnie [7].

Na koniec mam do Was dwa pytania. Po pierwsze – czy przychodzą Wam do głowy inne przyczyny, dla których równy stosunek samic do samców może być korzystny? I po drugie – czy znacie jakiś gatunek zwierząt, u którego występuje przewaga liczebna którejś z płci?

 

Bibliografia 

  1. Zachos, F. E., & Hartl, G. B. (2011). Phylogeography, population genetics and conservation of the European red deer Cervus elaphus. Mammal Review, 41(2), 138-150.
  2. Liker, A., Freckleton, R. P., & Székely, T. (2013). The evolution of sex roles in birds is related to adult sex ratio. Nature Communications, 4, 1587.
  3. Roulin, A., Altwegg, R., Jensen, H., Steinsland, I., & Schaub, M. (2010). Sex‐dependent selection on an autosomal melanic female ornament promotes the evolution of sex ratio bias. Ecology letters, 13(5), 616-626.
  4. Meiklejohn, C. D., & Tao, Y. (2010). Genetic conflict and sex chromosome evolution. Trends in Ecology & Evolution, 25(4), 215-223.
  5. Postma, E., Heinrich, F., Koller, U., Sardell, R. J., Reid, J. M., Arcese, P., & Keller, L. F. (2011). Disentangling the effect of genes, the environment and chance on sex ratio variation in a wild bird population. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, rspb20102763.
  6. Carvalho, A. B., Sampaio, M. C., Varandas, F. R., & Klaczko, L. B. (1998). An experimental demonstration of Fisher’s principle: evolution of sexual proportion by natural selection. Genetics, 148(2), 719-731.
  7. Cowden, C. C. (2012) Game Theory, Evolutionary Stable Strategies and the Evolution of Biological Interactions. Nature Education Knowledge 3(10):6

Dlaczego mężczyzn i kobiet jest tyle samo? Czy większość samców jest bezużyteczna?
3.7 (74.67%) 15 głosów

Czego u nas szukaliście?

11
Dodaj komentarz

avatar
 
11 Comment threads
0 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
10 Comment authors
Henryk GutPawełAdam LachowiczAdamcccscs Recent comment authors

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

  Subscribe  
najnowszy najstarszy oceniany
Powiadom o
Adam
Gość
Adam

Interesujące wytłumaczenie. IMHO ewolucyjnie równie istotne jest ryzyko. W stadzie 1:9 (niezależnie od strony) mamy sytuację, kiedy strata tej wyjątkowej płci (np. drapieżniki) oznacza całkowitą stratę szansy na potomstwo. W układzie przewagi samic ciężarne mają też mniejszą ochronę przed drapieżnikami, która wypływa z zachowania stada.

Walki jeleni służą rozpropagowaniu korzystnych mutacji i praktycznemu przełożeniu sprawności samca na przekazywanie genów. Podobnie jest z penalizacją niekorzystnych. Dla podtrzymania puli genetycznej istotna jest różnorodność doboru.

cccscs
Gość
cccscs

Przecież stosunek 50 na 50 jest tyko w momencie urodzenia. Jeśli spojrzymy na stosunek liczby kobiet od liczby mężczyzn w wieku 25, 30, 40, 50 lat będzie się zmieniał na korzyść kobiet. Jeśli spojrzymy na to co było 100, 200, 300 lat wstecz to przecież samotna kobieta w wieku 25 lat to były wdowy. Zatem raczej zrozumiałe jest dlaczego zatem jest 50 na 50, prawda?

Dominika Bar
Gość
Dominika Bar

Zgadzam się z Adamem i myśę, że nie tylko u jeleni następuje selekcja dostępnego materiału genetycznego poprzez wybór samca z zespołem określonych cech. U niektórych gatunków ptasich ten samczyk uwije sobie gniazdko z samiczką, który jest najbarwniejszy – skoro widoczny dla drapieżników bardziej a wciąż żyje to i pewnie mądrzejszylub najzwinniejszy.

Dominika Bar
Gość
Dominika Bar

U ryb rzecznych (jednym z pierwszych przypadków opisanych były populacje w Tamizie) zaburzona jest równowaga płuciowa. Samczyki są osłabione, niepłodne iz jest ich mniej. Rzeki są odbiornikiem oczyszczonych ścieków ale z leków, w tym z hormonów, które z moczem dostają się do oczyszczalni i później do wód płynących nic się nie robi…. a może już gdzieś się robi? 🙂

Al Kocha-Hol
Gość
Al Kocha-Hol

odp na pytania
1 Bug, ale czy to znaczy ze korzystny to nie wiem
2 Mejstupy

Karolina Likus
Gość
Karolina Likus

Pszczoły? 🙂 Ale tam dziedziczenie jest jeszcze bardziej pokręcone.

ladybu9 - Skrawek Sieci
Gość
ladybu9 - Skrawek Sieci

“czy znacie jakiś gatunek zwierząt, u którego występuje przewaga liczebna którejś z płci?” — jasne, patyczaki! Za wikipedią: “Patyczak wietnamski (Ramulus artemis) (…) Partenogenetyczny, samce nie występują.”

Paweł Wolniewicz
Gość
Paweł Wolniewicz

Moja koncepcja jest taka (nie jestem biologiem więc wybaczcie język):

Pod wpływem
bodźców zewnętrznych (np. liczby kobiet lub mężczyzn w otoczeniu) choć
także wewnętrznych (sprawność seksualna) materiał genetyczny rodziców
jest modyfikowany, przez co zwiększane jest ukierunkowanie na
daną płeć już na poziomie materiału genetycznego.

Adam Lachowicz
Gość
Adam Lachowicz

Wśród ryb, na przykład błazenków (Nemo) jest jeszcze inaczej – całe stado to samce a największy osobnik jest samicą. W przypadku śmierci samicy największy z pozostałych osobników zmienia płeć i stado dalej ma jedną samicę.

Paweł
Gość
Paweł

Dzień dobry, Chciałem przetestować tezę zawartą w drugim akapicie pod nagłówkiem “Sceny z życia minionków”, czyli w skrócie, że w populacji, gdzie rozkład samców do samic wynosi 1:9 w końcu i tak populacja samców zwiększy się na tyle, że stosunek wyniesie 1:1. Według moich obliczeń tak nie jest, poniżej przedstawiam pierwsze 16 pokoleń. Do obliczeń użyłem excela. Zasymulowałem 1000 pokoleń i stosunek cały czas wynosi mniej więcej 1:9. Proszę o pomoc w zidentyfikowaniu błędu. Dane algorytmu, który przyjąłem, to Liczba dzieci = liczba samic * 2 Liczba samców wśród tych dzieci = Liczba dzieci / 9 zaokrąglona w górę Liczba… Czytaj więcej »

Henryk Gut
Gość
Henryk Gut

“urodzi się dziesięcioro cieląt (czyli młodych jeleni) i wszystkie będą potomkami jednego byka” – w praktyce nigdy tak nie jest – gdyż (późniejsze) kazirodztwo, powoduje degenerację gatunku.

Nie ma więcej wpisów