Як самка вибирає самця

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

Ми обираємо, нас обирають

Кандидат біологічних наук Василь Колбін. Фото автора

Більшість тварин вибором партнера, з яким можна зачати потомство, займаються самки. Завдання самця - знайти самку і удостоїтися її уваги.

З теорії еволюції ми знаємо, що природний відбір відсіває погано пристосованих особин. Але вектор статевого відбору далеко не завжди збігається з набуттям найбільш корисних для організму ознак.

Роги бика сибірської косулі, як та інших видів копитних, виникли під час еволюції як турнірну зброю боротьби з іншими самцями. Це результат конкуренції між самцями.

Самець скопи несе рибу у гніздо для самки. Ще на стадії догляду він підносив своїй обраниці рибку, а самка за його турботливістю «прикидала», яким він буде батьком сімейства.

У багатьох горобцеподібних птахів статевий відбір діє у двох напрямках: помітна зовнішність та вокальні дані.

У деяких видів горобцеподібних, таких як піночка-таловка, плямистий коник (фото справа), статевий відбір діє тільки у напрямку вокалу.

Великі роги з численними відростками говорять про неабиякий вік їхнього володаря — самця північного оленя, але граційний біг із такою турнірною зброєю демонструє його чудову фізичну форму.

Наприкінці квітня самці далекосхідних жаб виконують призовні пісні вдень та вночі. Найневтомніші вокалісти користуються найбільшою прихильністю у самок.

Селезні багатьох видів качок відрізняються яскравим і химерним забарвленням оперення. Це результат статевого відбору.На фото: селезні качок касаток та мандаринок, що мешкають у Приамур'ї.

Сімейну ідилію порушено — чужий качар відразу намагається переслідувати самку. Законний чоловік (на передньому плані) ще не зрозумів, у чому справа.

Більшість тварин вибором партнера, з яким можна зачати потомство, займаються самки. Завдання самця - знайти самку і удостоїтися її уваги. Питання «підходить – не підходить», «хороша – не хороша» для них, як правило, не актуальне, принаймні на першому етапі.

Щоправда, іноді самці «вимикають» статевий відбір, діючи з позиції сили: виявивши самку, де вони питають її згоди. Так, самки хижих клопів-водомірок Aquarius remigis докладають значних зусиль, щоб уникнути наполегливих домагань, але зрештою припиняють опір і несуть самця після копуляції на своїй спині. Хоча, можливо, самка здається не тільки від втоми і не першому зустрічному. Простежити у такій ситуації механізм статевої переваги важко.

Упередженість у виборі партнера може бути виявлена ​​у всіх видів, де особи діляться за ознакою статі. Самки бабки Hetaerina americana достовірно віддають перевагу більшим самцям. Але для успішного спарювання самцям потрібно утримувати територію, а найкраще це роблять не гіганти, а самці, які мають великі або численні червоні плями на крилах. Самки ж до червоних плям абсолютно байдужі. Так що ключова ознака життєстійкості самців залишається поза їхньою увагою.

На відміну від бабок самки одного з видів павуків-вовків Hygrolycosa rubrifasciata не звертають уваги на малоістотні зовнішні дані самців. Їх спокушає чарівне постукування ногами.Як з'ясувалося, вибираючи таких самців, самки віддають перевагу кращим генам, оскільки «стукають» самці мають вищу виживання.

У амфібій самки роблять вибір на слух. Коли навесні чи влітку звучать жаб'ячі хори, багато що можна зрозуміти по криках. Наприклад, самка домового веслонога Polypedates leucomystax в Індії на крик соліста, що зацікавив її, відгукується слабким сигналом, на що останній реагує посиленням інтенсивності звуку і може підтримувати заданий тон протягом усієї ночі. Це свідчить про його чудову фізичну форму.

Гіпотезу про те, що самки, дотримуючись своїх переваг, вибирають самця з найкращим генотипом, розробив у 30-х роках минулого століття англійський біолог Рональд Фішер, який розвинув відповідну концепцію Чарлза Дарвіна. Великий дослідник висунув її в книзі «Походження людини і статевий відбір» (1871). Але, як показав приклад зі бабками, самки іноді можуть спокушатися несуттєвою ознакою.

Природа не визнає однотипних рішень. В одних видів явно в результаті статевого відбору формується статевий диморфізм, коли самці і самки значно різняться за розмірами або забарвленням - формуються вторинні статеві ознаки. В інших видів зовнішні відмінності між статями виявити дуже складно, очевидно, статевий відбір у таких випадках не діє.

Формування вторинних статевих ознак відбувається як шляхом статевого відбору. Вагомий внесок у їх розвиток робить конкуренція між самцями. Приклад – роги чи інша турнірна зброя у копитних. Переможець у внутрішньостатевій боротьбі, як правило, має вражаючу турнірну зброю і, природно, має успіх у протилежної статі.Якість його генотипу не викликає сумнівів і, своєю чергою, підтверджується статевим відбором.

Самки вибирають не «найкращих», а тих, хто відрізняється від інших?

Вибір партнера для парування – потужний механізм статевого відбору. І самки бувають дуже перебірливими, щоб уникнути спарювання з «неякісним» самцем, що буде дорогою помилкою у справі продовження роду. Однак вплив такої поведінки на еволюцію досліджено погано, хоча вибір, який робить самка, важливий для майбутнього виду

Сучасні теорії статевого відбору припускають, що тварини вибирають партнера з «хорошими генами», а точніше, з показниками, асоційованими з добрим здоров'ям та високою здатністю до виживання. Візьмемо, наприклад, великий гарний хвіст самця павич, який так привабливий для його партнерок. З одного боку, з таким хвостом непросто врятуватись від хижака. Але, з іншого боку, якщо навіть за наявності такої перешкоди самець успішно виживає, це вірний знак, що з спадковістю в нього все гаразд.

Предметом оцінки «якості» самця може бути не лише його зовнішній вигляд, а й запах, поведінкові характеристики, такі як пісня та танець у деяких птахів або візерунки, які «малює» плавцями на донному піску самець риби фугу.

Однак існуючі на сьогодні моделі вибору партнера не можуть пояснити, чому, наприклад, зовнішність самців одного виду така різноманітна або чому переваги самок змінюються з часом. Відомо, що тварини здатні вчитися, спостерігаючи за родичами. І шлюбні переваги у молодих недосвідчених самок формуються з урахуванням спостережень за вибором інших, досвідченіших особин. Чому ж тоді всі самці не стають «на одну особу»?

Вчені зі США розробили математичну модель гіпотези передбачуваної привабливості (inferred atractiveness hypothesis), в рамках якої у самців птахів розрізнялися дві ознаки: забарвлення оперення (яскраве або тьмяне) і довжина хвоста (довгий або короткий).

У результаті з'ясувалась цікава закономірність: коли молоді самки вибирають самців на основі ознак, кращих для досвідчених особин, ці ознаки, вихідно рідкісні, спочатку закріплюються в популяції. Згодом ці особливості стають більш поширеними та… менш привабливими для самок! Уподобання самок змінюються, і вони починають вибирати партнерів, які найбільше відрізняються від інших. Механізм цього явища простий: молода самка-спостерігач, побачивши вибір досвідченої самкою яскравого самця, що має ще довгий хвост, може помилково зробити висновок, що самець обраний саме по довжині хвоста. І надалі вже ця ознака зустрічатиметься у популяції ширше.

Відбір за таким принципом може змінюватися за силою та напрямом і викликати швидкі еволюційні зміни зовнішнього вигляду або поведінки самців. Причому в невеликому часовому масштабі (менше 10 поколінь) результати такого відбору будуть відповідати тим, що очікуються в рамках інших моделей. Так, більшість самок можуть віддавати перевагу ознакі, тісно пов'язані з гарною життєздатністю, і зовні ситуація нагадуватиме вибір «хороших генів». З іншого боку, нова модель правдоподібно пояснює, чому самки часто віддають перевагу партнеру, який несе рідкісну або нову ознаку, яка не дає явної переваги для виживання.

Але, звичайно, не треба забувати, що поки йдеться саме про модель - як все відбувається в реальному житті, вченим ще доведеться з'ясувати.

Наші уявлення про статеві відмінності, можливо, докорінно невірні

Колись вважалося, що у тварин процес залицяння виглядає приблизно як у романі англійської письменниці Барбари Картленд. Зухвалі самці борються за прихильність цнотливої ​​самки, яка обирає найкращого батька для свого потомства.

Коли ж сини народжуються, самець може скільки завгодно грішити за, поки самка терпляче піклуватися про них.

Вважалося, що ролі самок та самців, за рідкісними винятками, практично однаково розподілені у всьому тваринному світі.

Вчені вважали, що самці полігамні, домінантні та агресивні, тоді як самки - моногамні та пасивні. Для багатьох це було природним порядком речей.

Але, мабуть, ми дивилися світ тварин крізь призму своїх культурних забобонів, приписуючи тваринам ті ролі, які бачили у суспільстві.

Саме такої думки дотримуються деякі біологи, і їхні погляди знаходять все більшу підтримку у науковій спільноті.

"Все зводилося до конкуренції між самцями, за аналогією з чоловіками, які міряються своїми достоїнствами в роздягальні", - каже Джоан Рафгарден із Гавайського інституту морської біології.

Рафгарден та її прихильники заявляють, що у цьому випадку мав місце класичний випадок необ'єктивного підтвердження своєї точки зору.

Багато біологів бачили те, що хотіли бачити, а результати своїх досліджень використовували для підкріплення існуючих культурних норм.

"Це взаємовигідне співробітництво: наука підтримує моральні підвалини суспільства, а ті, у свою чергу, надають переконливості висновкам вчених", - каже Зулейма Танг-Мартінес з Університету Міссурі у Сент-Луїсі.

Танг-Мартінес і Рафгарден сходяться на думці, що через це вчені часто ігнорували неймовірно різноманітні моделі сексуальної поведінки, які зустрічаються у тваринному світі.

В даний час виявлено безліч прикладів, що повністю спростовують цю теорію - від особин-гермафродітів серед кенгуру до риб, що одночасно мають чотири окремі "статі".

Якщо вони мають рацію, нам доведеться переглянути свої погляди на статеві відмінності.

Як і у випадку з людьми, межа між самкою і самцем може бути розпливчастою або легко переборною.

Автор фото, Axel Gornille

Сучасне уявлення про статеві відмінності багато в чому ґрунтується на висновках, зроблених Чарльзом Дарвіном щодо походження розкішного павича хвоста.

Яким чином така громіздка та яскрава прикраса могла сприяти виживанню цього виду?

У 1860-му році в листі колезі Ейсі Грею він написав: "Кожного разу, коли я бачу павиче пір'я, мені стає погано!"

Зрештою Дарвіну все ж таки вдалося сформулювати відповідь на це питання.

Результатом його стала теорія " статевого відбору " : форми еволюції, безпосередньо що з боротьбою можливість розмноження.

Коли за самку бореться кілька самців, кожен із новачків має показати себе у кращому світлі - або виграти пряму сутичку з конкурентом, або продемонструвати, що він буде найкращим батьком для майбутнього потомства.

Через цю безперервну гонку у самців певних видів розвинулися видатні ознаки, що дозволяють їм хвалитися своїм здоров'ям перед самками. Прикладом цього може бути той самий павич хвіст.

Дарвін помітив подібні моделі поведінки у всьому тваринному світі: для самців характерна "пристрасність", а для самок - "скромність".

Пізніше еволюційний біолог Ангус Джон Бейтман заявив, що це може бути обумовлено практичною вигодою.

Автор фото, Denis-Huot

Підпис до фото, сомалійський страус (Struthio molybdophanes), що вилупився з яйця. Щоб це сталося, його матері довелося витратити чимало сил

На думку Бейтмана, яйцеклітина має значні розміри і містить безліч поживних речовин, і для її створення потрібні суттєві витрати енергії.

Сперматозоїди, навпаки, настільки малі, що можуть вироблятися мільйонами.

Це означає, що у шлюбних іграх для самки ставки набагато вищі, і їй потрібно ретельно підходити до вибору партнера.

Самець може вступати в цю гру, коли йому заманеться, адже його запас генетичного матеріалу набагато багатший.

Ще більший внесок у процес розмноження робить самка, яка виношує і вирощує потомство. Саме тому їй необхідно вибрати партнера, який передасть потомству найкращі гени, тим самим підвищивши ймовірність виживання нащадків.

"Напрошується висновок: в результаті еволюції самці стали більш розбещеними, а самки - більш розбірливими, тому що повинні спарюватись тільки з найкращим самцем", - каже Танг-Мартінес.

Автор фото, Solvin Zankl

Перші наукові докази цієї теорії Бейтман вдалося отримати в 1948 році в результаті експерименту на плодових мушках.

Він виявив, що можливість передати свої гени у самців збільшувалася, якщо вони спарювалися з кількома самками, тоді як самки, спарившись лише одного разу, більше не давали потомства.

З того часу вчені почали використовувати його висновки, щоб пояснити поведінку представників різних видів: від бабок та тетеруків до павіанів та морських слонів.

Так, фундаментальна праця Роберта Трайверса на цю тему, опублікована в 1972 році, на сьогодні була процитована 11 тисяч разів, що свідчить про те, наскільки сильно ці переконання вплинули на розвиток еволюційної біології.

Звісно ж, не обійшлося без винятків. Наприклад, у деяких видів морських голок самка активно доглядає самця, а вибравши партнера, приклеює до нього свої ікринки.

Потім вона вирушає на пошуки нового партнера, тоді як самець піклується про потомство.

І тут батьківський внесок самця більше, ніж в самки. Тим не менш, подібні випадки зміни статевих ролей вважалися рідкісними.

Домінувала думка, що ці винятки лише підтверджують правило. Подібно до павичів, в результаті статевого відбору самки морських голок набули яскравого забарвлення. Вони також більші за самців, а всередині популяцій існує строга ієрархія підпорядкування, що визначає порядок доступу до "гарему".

Проте за самцями переважної більшості видів міцно закріпився образ мачо, а за самками – образ пасивної істоти.

Нині деякі біологи заперечують цю думку, вважаючи, що вона сформувалася під впливом культурних переваг.

Автор фото, Tim Laman

Особливе занепокоєння викликає використання теорії статевого добору пояснення поведінки людей.

Наприклад, деякі дослідники заявляють, що у багатьох чоловіків почуття гумору більш розвинене, ніж у жінок, і може бути такою ж визначною ознакою, як і яскраве оперення.

При цьому вони не беруть до уваги те, що ці здається різниці між статями - швидше результат сексистських стереотипів, а не еволюції.

Можливо, біологи ніколи до ладу не намагалися зрозуміти, наскільки складною може бути взаємодія між самцями та самками.

"Ми ніколи не ставили питання про вплив статевого відбору на самок, - каже Патріція Говаті з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. - Ми практично нічого не знаємо про конкуренцію між самками. Навіть ті, хто цікавиться цією темою, думають, що на самок статевий відбір таке ж вплив, як і самців " .

Навіть перший експеримент на плодових мушках - цей наріжний камінь теорії батьківського вкладу - був підданий сумніву.

У 2012 році Говаті спробувала відтворити його результати, проте не знайшла переконливих доказів того, що полігамна поведінка самців дає їм певну перевагу.

Автор фото, Anup Shah

У своїй роботі, опублікованій у квітні 2016 року, Танг-Мартінес наводить багато прикладів того, як самки порушують правила, встановлені теорією статевого відбору.

Наприклад, вважалося, що самки багатьох видів птахів виключно моногамні і зберігають вірність одному партнеру протягом усього життя. Однак насправді виявилось, що це дуже далеко від правди.

Самки птахів часто заводять інтрижки на стороні, навіть маючи постійного партнера.

Серед розписних малярів, наприклад, від одного партнера народжуються трохи більше 5% пташенят.

Як ще один доказ Танг-Мартінес наводить той факт, що левиці можуть спаровуватися з різними партнерами до ста разів на день.

Такі ж, здавалося б, нерозбірливі статеві зв'язки характерні і для багатьох приматів: не тільки для бонобо, відомих своєю сексуальною активністю, а й для лангурів, лемурів та капуцинів.

І це крім результатів численних досліджень жуків, цвіркунів, саламандр, змій, геконів і мишей. Всі вони показали, що самки не сидять і не чекають на прекрасного принца, як колись припустив Бейтман.

Але навряд чи варто вважати, що ці висновки однозначно спростовують твердження Бейтмана.

Автор фото, Andy Sands

Трайверс визнає, що здивувався деякими даними, отриманими в ході досліджень співчих птахів.

Проте він стверджує, що зібрані ним матеріали в сукупності все ж таки свідчать на користь теорії батьківського вкладу.

"Немає жодних сумнівів у тому, що загальна теорія має вагомі підстави", - каже він.

У дослідженні, яке побачило світ у лютому 2016 року, вчені порівняли поведінку 60 різних видів, і його результати підтверджують висновки Трайверса.

"Згідно з отриманими нами даними, це вірно для переважної більшості видів", - говорить один з авторів наукової роботи Нільс Антес з Тюбінгенського університету (Німеччина). Проте він визнає, що є безліч винятків.

Але, як зазначає Танг-Мартінес, навіть за результатами цього масштабного дослідження загальні відмінності між статями виявились недостатньо яскраво вираженими: за деякими мірками вони навіть не були статистично значущими.

Більше того, вона вважає, що кількість вивчених видів була відносно невеликою.

У дослідженні також був врахований той факт, що статеві відмінності можуть змінюватися в залежності від обставин (наприклад, співвідношення кількості самців і самок в популяції), які можуть впливати на статеву поведінку особин.

Як би там не було, Танг-Мартінес не стверджує, що треба відмовитись від усієї теорії. Поза всяким сумнівом, вона здатна пояснити поведінку деяких тварин.

Натомість вчений пропонує уникати широких узагальнень, коли йдеться про поведінку самок і самців.

"Прості пояснення поведінки всіх видів можуть призвести до небезпечних наслідків", – каже вона.

Автор фото, Anup Shah

Джоан Рафгарден повністю поділяє її думку. Колись її звали Джонатаном, і вона вперше задумалася про еволюцію статей на гей-параді в Сан-Франциско, незадовго до зміни статі.

Рафгарден задалася питанням: як з біологічної точки зору пояснити наявність такої великої кількості людей, яких вчені-теоретики вважають лише прикрим винятком із правил?

"Якщо наукова теорія стверджує, що з усіма цими людьми щось не так, можливо, проблема в самій теорії, а не в людях", - сказала вона.

Результатом її роздумів стала книга "Райдуга еволюції", опублікована 2004 року. У ній Джоан досліджує численні форми прояву статей, які у природі, відмовившись від однозначних визначень " самка " і " самець " .

"Для біолога логічно припустити, що існує кілька - можливо, близько десятка - випадків відхилення від гетеронормативної бінарної ґендерної моделі, - каже Рафгарден. - Але, заглибившись у дослідження, я була просто вражена тим розмаїттям, яке мені вдалося виявити".

Автор фото, Matthew Maran

Відповідно до загальноприйнятої думки вчених, стать визначається наявністю або відсутністю певних хромосом. Людина це X- і Y-хромосоми.

Проте відповідні гени можуть виражатися по-різному, у результаті будь-якого виду в багатьох особин можуть розвиватися ознаки обох статей.

Гермафродитизм зустрічається у цілого ряду безхребетних. Великий придорожній слимачок - лише один із численних прикладів.

Рафгарден також виявила, що це явище також поширене серед ссавців, у тому числі великих рудих кенгуру, кенгуру Євгенії, свиней, що мешкають на островах Вануату, а також північноамериканських чорних та бурих ведмедів.

Згідно з дослідженням 1988 року, від 10 до 20% самок ведмедів замість традиційних жіночих геніталій мають орган, за своєю будовою схожий з геніталіями самця.

"Цей орган бере участь і в процесі спарювання, і в процесі пологів", - каже Рафгарден.

Це скоріше виняток, ніж правило.

Однак багатьох інших тварин не можна просто розділити на "самців" та "самок" з характерним зовнішнім виглядом та поведінкою.

Автор фото, Alex Mustard

У книзі "Райдуга еволюції" Рафгарден наводить приклади багатьох видів, представники яких мають три, чотири або навіть п'ять окремих "статей".

Це означає, що тварини можуть належати до однієї й тієї ж біологічної статі, але мати відмінності у зовнішньому вигляді та статевому поведінці.

Наприклад, у синєжаберних сонячників є три чоловічі статі, у кожної з яких своя стратегія розмноження.

Найбільші та агресивні самці мають яскраве помаранчеве забарвлення і активно доглядають самки, щоб ті відклали ікру на їх території.

Найдрібніші самці, навпаки, не можуть похвалитися яскравим кольором луски та не мають власної території. Вони швидко проникають на територію домінантного самця, щоб запліднити ікру самки.

Однак найбільший інтерес становлять самці середнього розміру. Вони активно доглядають великих самців, виконуючи танець у воді.

Якщо великий самець приймає їхню пропозицію, вони можуть утворити потрійний союз із самкою, що наближається. При цьому обидва самці запліднюють її ікру.

Навіщо ж великому самцю поєднуватися з слабшим конкурентом?

Можливо, його присутність показує самці, що великий самець не надто агресивний. З цієї причини Рафгарден називає самців середнього розміру "шлюбними посередниками".

В інших видів наявність кількох "статей" сприяє виникненню різних моделей виховання потомства.

Автор фото, Gerrit Vyn

Наприклад, у білошийних гороб'ячих вівсянок можна виділити два види самців і два - самок.

Кожен їх визначається кольором смужок на пір'ї, відносним домінуванням чи агресією, і навіть ступенем турботи про потомство. Крім того, спостерігаються суттєві відмінності у структурі їх мозку.

Як наслідок, виникає кілька варіантів взаємодії статей, кожен із яких передбачає різні способи поділу обов'язків з виховання потомства.

У книзі Рафгарден описано багато подібних прикладів поділу особин більш ніж на дві статі, виявлених їй серед колібрі, губанів та деревних ящірок.

Крім того, зростає кількість видів, представники яких були помічені у гомосексуальній поведінці.

Враховуючи існуючу в природі різноманітність, обговорення поведінки самок і самців втрачає сенс, адже для окремих видів і навіть особин усередині одного виду це не те саме.

Автор фото, Yukihiro Fukuda

Рафгарден каже, що теорія еволюції не приділяє належної уваги широкому спектру моделей статевої поведінки.

Навіть якщо біологи помічають ці винятки, їх описи використовують терміни з негативним підтекстом.

Так, наприклад, самця, що має більш жіночні риси, в літературі часто називають "ошуканцем".

"Тут простежується та ж логіка, що й у прикладі з чоловічою роздягальнею: ви приходите в бар, бачите симпатичну дівчину, а в результаті вона виявляється хлопцем, і ви відчуваєте, що вас обдурили", - каже вона.

Тим не менш, Рафгарден визнає, що підходи до вивчення цієї теми нехай повільно, але змінюються.

Вчені все частіше звертають увагу на гомосексуальну поведінку тварин, і вона сподівається, що незабаром те саме можна буде сказати і про сексуальні і гендерні ролі в цілому.

"Питання про існування небінарних гендерних систем лише нещодавно почало обговорюватися науковою спільнотою", - каже вона.

Ігноруючи різноманітність статевих ролей, ми спрощуємо історію еволюції і не приділяємо належної уваги таким дивовижним механізмам пристосування.

"Живий світ складається з безлічі веселок, що перетинаються між собою", - підсумовує Рафгарден.

Прочитати оригінал цієї статті англійською мовою можна на сайті BBC Earth.