WikiDer > Гипотеза о стоимости воспроизводства

Cost of reproduction hypothesis

В теория истории жизни, то стоимость гипотезы воспроизводства это идея о том, что воспроизводство обходится дорого с точки зрения выживания и воспроизводства в будущем. Это опосредуется различными механизмами, из которых два наиболее заметных - гормональная регуляция и дифференцированное распределение внутренних ресурсов.

Определение и прогнозы

Гипотеза о стоимости воспроизводства предполагает, что воспроизводство (и усиление репродуктивных усилий) обходится дорого с точки зрения выживания и воспроизводства в будущем.[1] Эти затраты могут быть очень высокими у некоторых организмов, например, у заводчиков-новичков.[2] Наряду с идеей, что организмы отбираются таким образом, чтобы добиться максимального репродуктивного успеха в течение всей жизни,[3] эта гипотеза приводит к компромиссу между текущим воспроизводством и будущей пригодностью, что имеет решающее значение для теория истории жизни.[1] Этот компромисс можно проанализировать на трех уровнях: генетическом (который анализирует генетическую основу ковариации между признаками), фенотипическом (который оценивает, как признаки напрямую связаны с коварией приспособленности) и промежуточном уровне (который включает анализ механизмы, связывающие генетический и фенотипический уровни, как физиологические механизмы).[4]

Основное предсказание гипотезы стоимости воспроизводства состоит в том, что важность стоимости снижается по мере старения организма, что приводит к увеличению репродуктивных усилий у более старых организмов (этот прогноз является наиболее вероятным). гипотеза терминальных инвестиций). Гипотеза стоимости воспроизводства также предсказывает, что оптимальное репродуктивное усилие в сезон меньше, чем усилие, которое позволило бы максимизировать количество потомства, произведенного в этот сезон.[3] Это особенно верно для организмов с большой продолжительностью жизни, поскольку их остаточная репродуктивная ценность (измеренная как общая репродуктивная ценность за вычетом текущих репродуктивных инвестиций) будет выше по сравнению с организмами с более короткой жизнью.[5]

Компромиссы и причины

Издержки воспроизводства возникают из-за множества факторов, включая физиологические, экологические и поведенческие факторы.[6] Двумя наиболее важными физиологическими факторами являются гормоны и дифференцированное распределение внутренних ресурсов. Гормоны влияют на компромисс между текущей репродуктивной и будущей пригодностью благодаря своим многочисленным эффектам. Например, в Drosophila melanogaster, самки с мутацией в гене рецептора инсулина (DInR) выпущено меньше экдистероиды и произвел меньше ювенильный гормон; сокращение последних приводит к снижению яйценоскости и увеличению продолжительности жизни. В другом насекомом, Gryllus firmus, самки с короткими крыльями больше плодородный в раннем возрасте и имеют повышенный уровень экдистероидов и ювенильных гормонов в их гемолимфа (жидкость у беспозвоночных, похожая на кровь), но они менее способны рассеиваться, чем их длиннокрылые собратья. Это показывает, как гормоны могут опосредовать стоимость репродукции: связывая увеличение воспроизводства с уменьшением соматический функция (снижение функции в остальной части тела). Кроме того, время, в течение которого титр (концентрация) ювенильного гормона превышает определенный уровень, вероятно, влияет на стоимость воспроизводства, о чем свидетельствует циркадный ритм титра ювенильного гормона у длиннокрылых морф и постоянный уровень у короткокрылых морф.[1]

Традиционный взгляд на стоимость воспроизводства гласит, что стоимость вызвана дифференцированным распределением ограниченных внутренних ресурсов. Эта точка зрения видна в Y-модели стоимости воспроизводства, где ресурсы могут быть выделены либо на воспроизводство, либо на сому. Доказательства этого можно увидеть в G. firmus, где у короткокрылых самок рост яичников увеличивается на 400%, а соматических сокращений - на 30-40%. триглицерид резервы (используемые для передвижения) по сравнению с длиннокрылыми самками. Короткокрылые самки также отвлекают меньше ресурсов (в виде жирные кислоты и аминокислоты) для синтеза триглицеридов и дополнительных ресурсов для производства белков яичников. Дифференциальное распределение ресурсов может быть опосредовано гормонами; аналог ювенильного гормона, даваемый длиннокрылым самкам, снижал синтез триглицеридов и увеличивал яйценоскость, показывая, как гормоны и дифференцированное распределение ресурсов могут работать в тандеме. Снижение иммунной функции и снижение защиты от стресса окружающей среды также являются важными факторами, влияющими на стоимость воспроизводства. Первый особенно хорошо изучен у самцов птиц. Снижение иммунной функции может принимать форму повышенной восприимчивости к болезням и паразитам или снижения иммунного ответа. Эта пониженная функция может регулироваться гормонами; в Тенебрио Молиторнапример, иммуносупрессия была вызвана повышением уровня ювенильного гормона в результате спаривания. Снижение защиты от стресса окружающей среды может действовать либо через соматический ущерб в результате репродукции, либо через перенаправление ресурсов, необходимых для защиты от такого ущерба.[1]

Экологические факторы, такие как хищничество, также влияют на стоимость воспроизводства.[6] Хищничество непропорционально влияет на размножающиеся организмы из-за множества факторов. К ним относятся повышенная подверженность хищникам из-за поиска партнера, привлекательность хищников заметными проявлениями спаривания и снижение подвижности во время совокупления и беременности. Риск хищничества во время размножения может вызвать множество эволюционных реакций. В гупписамцы в местах с высоким напором хищников обычно менее красочны и реже ухаживают за ними. Когда они появляются, это чаще происходит в более темные периоды дня. Самцы также склонны больше полагаться на невизуальные совокупления. Самки в подобных местах обычно предпочитают менее ярких самцов. Они также выделяют больше ресурсов на развитие потомства, в результате чего молодняк становится меньше и многочисленнее. Коэволюция может происходить между хищниками и их добычей. Светлячки из род Photurisнапример, приманить других светлячков различными способами, в том числе имитируя самку жертвы. Некоторые виды могут отреагировать на это, испустив бессмысленный сигнал, на который ответят только хищники.[7]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d Харшман, Лоуренс Дж .; Зера, Энтони Дж. (2007). «Стоимость репродукции: дьявол в деталях». Тенденции в экологии и эволюции. 22 (2): 80–86. Дои:10.1016 / j.tree.2006.10.008. ISSN 0169-5347. PMID 17056152.
  2. ^ Санс-Агилар, Ана; Тавеккья, Джакомо; Прадель, Роджер; Мингес, Эдуардо; Оро, Даниэль (2008). «Стоимость воспроизводства и жизненные показатели небольшого буревестника зависят от опыта». Экология. 89 (11): 3195–3203. Дои:10.1890/08-0431.1. HDL:10261/99246. ISSN 0012-9658. PMID 31766808.
  3. ^ а б Крейтон, Дж. Кертис; Хефлин, Николас Д .; Белк, Марк К. (2009). «Стоимость воспроизводства, качества ресурсов и конечных вложений в жука-кладезя». Американский натуралист. 174 (5): 673–684. Дои:10.1086/605963. ISSN 0003-0147. PMID 19775240.
  4. ^ Стернс, С. С. (1989). «Компромиссы в эволюции истории жизни». Функциональная экология. 3 (3): 259–268. CiteSeerX 10.1.1.377.2661. Дои:10.2307/2389364. ISSN 0269-8463. JSTOR 2389364.
  5. ^ Уильямс, Джордж К. (1966). «Естественный отбор, издержки воспроизводства и уточнение принципа Лака». Американский натуралист. 100 (916): 687–690. Дои:10.1086/282461. ISSN 0003-0147.
  6. ^ а б Зера, Энтони Дж .; Харшман, Лоуренс Г. (2001). «Психология компромиссов в истории жизни животных». Ежегодный обзор экологии и систематики. 32 (1): 95–126. Дои:10.1146 / annurev.ecolsys.32.081501.114006. ISSN 0066-4162.
  7. ^ Магнхаген, Карин (1991). «Риск хищничества как цена воспроизводства». Тенденции в экологии и эволюции. 6 (6): 183–186. Дои:10.1016 / 0169-5347 (91) 90210-О. ISSN 0169-5347. PMID 21232452.