Miks on isaslindudel heledam sulestik kui emaslindudel? Lindudel, erinevalt roomajatest, evolutsiooniprotsessis
Mõne linnuliigi puhul on isaslindude värvus heledam kui emastel, teistel on mõlemad sugupooled erksavärvilised, teistel on nii isas- kui ka emaslinnu värvus pleekinud. Suure pääsulindude andmete kogumi analüüs on selgitanud selle mitmekesisuse põhjuseid. Selgus, et mõlema soo sulestiku heledus on positiivses korrelatsioonis keha suuruse, troopikas pesitsemise ja kaugrände puudumisega. Polügüünia (isane paaritumine paljude emasloomadega) ja isaste järglaste eest hoolitsemise puudumine on korrelatsioonis isasloomade heledusega, kuid need tegurid aitavad veelgi enam kaasa emasloomade tuhmumisele, mis lõppkokkuvõttes põhjustab värvuse tugevat seksuaalset dimorfismi. Ühine järglaste eest hoolitsemine aitab kaasa ereda sulestiku kujunemisele emastel. Saadud tulemused näitavad, et emase ilu lindudel tuleneb mõnikord ainult isastele kasuliku tunnuse passiivsest ülekandmisest emasloomadele, kuid paljudel juhtudel on sellel ka oma adaptiivne tähtsus, mis on seotud emastevahelise konkurentsiga. sotsiaalne staatus ja abielupartnerid.
Seksuaalse valiku teooria kohaselt on sigimisedukuse ja seksuaalpartnerite arvu vaheline korrelatsioon isastel tavaliselt tugevam kui emastel (vt linke uudise lõpus). Seetõttu on isasloom "huvitatud" võimalikult paljude emaste rasestumisest, samal ajal kui emasel on reeglina tähtsamatki teha kui partnerite arvu maksimeerimise poole püüdlemine. Selle tulemusena napib naiste reproduktiivset ressurssi, samas kui meeste reproduktiivressurss on ülemäärane. See põhjustab isaste vahel tihedat konkurentsi emaste pärast. Seksuaalne valik, mille ajendiks on see võistlus, viib kohanemiste väljatöötamiseni, mis suurendavad meeste atraktiivsust naiste jaoks ja ähvardamist konkurentide jaoks. Sageli säilitatakse sellised tunnused selektsiooniga isegi siis, kui need vähendavad elujõulisust (vt Handicap printsiip).
Seetõttu pole üllatav, et paljudel loomadel, sealhulgas lindudel, on isasloomad heledamad kui emased. Särav värv (nagu laul) täidab kahte olulist signaalimisfunktsiooni: annab emastele teada, et neil on hea potentsiaalne partner, ja isastele, et neil on tugev konkurent, kellega on parem mitte sekkuda.
Teisalt on paljudel lindudel ka emased väga erksavärvilised. Selle põhjused pole nii ilmsed (naistelaulude sarnasest olukorrast lugege uudistest, “Elements”, 25.03.2015).
Üks neist võimalikud põhjused- ainult meestele kasuliku tunnuse passiivne ülekandmine emasloomadele. Fakt on see, et seksuaalselt dimorfse tunnuse geneetiline määramine on üldiselt keerulisem kui monomorfse tunnuse oma. Näiteks selleks, et värv muutuks mõlema soo puhul heledamaks, võib piisata mõnest värvitooni mõjutava geeni mutatsioonist. Kuid selleks, et uus tunnus ilmneks ainult meestel, peab see geen ikkagi jääma geneetilise lüliti kontrolli alla (vt cis-regulatiivsed elemendid), mida kontrollib näiteks testosteroon. See muudab seksuaalse dimorfismi arengu keeruliseks. Teisisõnu seab ühele soole toimiv valik teatud piirangud teise soo evolutsiooni võimalustele. Isaste valik nende värvi heleduse põhjal võib automaatselt endaga kaasa tõmmata emase sulestiku heleduse.
Kuid see raskus on muidugi ületatav, kuna looduses näeme nii palju värvilise seksuaalse dimorfismi juhtumeid. Lisaks võib heledal naisteriietusel olla oma kohanemisvõimeline tähendus. Paljude liikide emased konkureerivad ju omavahel ka teatud ressursside pärast – alates toidust ja territooriumist kuni sotsiaalse staatuse ja hoolivate isasteni. Sel juhul võib neil olla kasulik näidata oma ületamatuid eeliseid rivaalidele ja härrasmeestele ereda sulestiku abil.
Et saada ülevaade hämmastavatest lindude mustrite mitmekesisusest, analüüsisid Uus-Meremaa, Austraalia ja Saksamaa bioloogid andmeid kõigi 5983 pääsulindude liigi kohta (passeriformes hõlmab 61% tänapäevaste lindude liigilisest mitmekesisusest), mida on kujutatud monumentaalses käsiraamatus. maailma linnud.
Autorid töötasid välja universaalse meetodi värvide heleduse kvantitatiivseks hindamiseks, mis võimaldab võrrelda üksteisest erinevaid liike (joonis 2). Nagu on näidatud joonisel 2, ei hinnatud tegelikult mitte heledust ega meeldejäävust, vaid värvi “mehelikkust”, st seda, kui iseloomulik on konkreetne värviskeem isastele, kuid mitte emasloomadele. Kui autorid seejärel kontrollisid, millised värvid osutusid “mehelikeks” ja millised “naiselikeks”, selgus, et kõik oli kooskõlas: esimesse rühma kuulusid erksad, meeldejäävad värvid ja teist esindas peamiselt tagasihoidlik kollakas- pruun vahemik.
Nii saadi iga liigi isaste ja emaste kohta üks number, mis iseloomustas värvi heledust. Et teada saada, millest sõltub emaste ja isaste sulestiku heledus, võrreldi neid numbreid omavahel ning elustiili, käitumise, perekonna ja parameetritega. ühiskondlik organisatsioon linnud.
Mõned saadud tulemused on näidatud joonisel fig. 3. Keerukas statistiline analüüs, mis võttis arvesse fülogeneetilise puu struktuuri ja kohandati seoseid, võimaldas meil rekonstrueerida kõige tõenäolisemad põhjuse-tagajärje seosed (joonis 4).
1. Meeste ja naiste värvuse heleduse vahel on positiivne korrelatsioon, mida ei saa täielikult seostada mõlema sugupoole sarnase valikuga. See tähendab, et eelpool käsitletud evolutsioonilised geneetilised piirangud, mis viivad ühele sugupoolele (tavaliselt isastele) kasulike tunnuste passiivsele ülekandumisele teisele (tavaliselt emastele), mängivad pääsulindude värvuse kujunemisel olulist rolli. Seda illustreerib kõige paksem must nool joonisel fig. 4.
2. Olemas selge suhtlus värvi heleduse ja keha suuruse vahel. Kas rohkem suured liigid mõlemad sugupooled on keskmiselt heledamat värvi. Seda võib seletada asjaoluga, et pääsulindudel vähendab kehasuuruse suurenemine tõenäosust, et kiskja neid sööb. Kiskjate selektsioon soodustab kamuflaaživärvi kujunemist, samas kui seksuaalne (või laiemalt öeldes sotsiaalne) selektsioon toimib vastupidises suunas, suurendades sulestiku heledust. Väikestel lindudel kaalub esimene tendents üles, suurtel lindudel teine tendents.
3. Tugev asümmeetriline seksuaalne valik, mis toimib valdavalt isastel (mis on tüüpiline polügüünsetele liikidele, kes ei hoolitse järglaste eest ja kelle suurused on terava dimorfismiga), ei aita mitte ainult (ja isegi mitte nii palju) kaasa isase riietuse heleduse suurenemisele. , vaid emase heleduse vähenemisele. Selle tulemusena saavutab seksuaalne dimorfism värvides maksimumi (joonis 3d näitab, et liikidel, millel on heledad isased ja tuhmid emased, seksuaalne valik on kõige intensiivsem). On selge, miks asümmeetriline seksuaalne valik muudab isased säravaks. Aga miks emased tuhmuvad? Võib pakkuda kaks seletust, mis ei välista üksteist. Esiteks, sellises olukorras ei pea emased reeglina lihtsalt särama. Polügüünia ja puhtalt naissoost järglaste eest hoolitsemine teevad emasloomadest sedavõrd “nahakauba”, et abielupartnerite ligimeelitamise ülesanne lakkab olemast: ka kõige nürimal ja kodusemal on kosilasi siiski ülearu. Emasloomade vaheline konkurents toidu ja muude ressursside pärast on selliste liikide puhul samuti reeglina nõrgalt väljendunud. Teiseks on selles olukorras kahe soo "evolutsioonilised huvid" (st isastele ja naistele mõjuv selektsiooni suund) niivõrd erinevad, et valik peab toetama geneetiliste lülitite teket, mis võimaldavad tunnuseid, mis on kasulikud ainult meestele. mitte väljendada end naisfenotüübis . Seega aitab asümmeetriline seksuaalne valik kaasa mehe ja naise värvuse vahelise seose katkestamisele, millest oli juttu eespool punktis 1.
4. Liikides, mis pesitsevad troopikas ja ei rända pikki vahemaid, on nii isas- kui ka emasloomad sageli erksavärvilised. Selle põhjuseks võib olla asjaolu, et troopilistele lindudele (ja paljudele teistele troopilistele loomadele) on iseloomulik tihedam liigisisene konkurents. Seetõttu on troopiliste liikide hulgas kõrgem K-strateegide protsent (vt r/K-valiku teooria): paljudel neist on väikesed sidurid, mõlemad vanemad osalevad järglaste eest hoolitsemises ning abikaasade vaheline suhe on kehv. pikk ja südamlik. Tiheda konkurentsi tingimustes võib ere värvus täita kasulikke signaalimisfunktsioone mõlema soo puhul.
5. Mõned linnud moodustavad kooslusi, kus tibude eest hoolitsevad mitte ainult nende bioloogilised vanemad (ühistuline aretus). Sellistes kooslustes sõltub mõlema soo sigimisedu tugevalt sotsiaalsest staatusest ja võimest seda tõsta ja säilitada, sh erinevate signaalide abil. Varem märgiti, et emaslinnud, kes praktiseerivad ühist järglaste eest hoolitsemist, laulavad mõnikord isegi aktiivsemalt kui isaslinnud (vt: Emaslinnud laulavad isastest aktiivsemalt ja mitmekesisemalt, “Elements”, 25.03.2015). Nüüd võime siia lisada, et oma sulestiku heleduse poolest ei kipu nad isastele alla jääma. Selle kõige usutavam seletus on jällegi naiste suurenenud konkurents sotsiaalse staatuse, meeste tähelepanu ja muude püsivate väärtuste pärast.
Seega selgitas uuring suuresti isas- ja emaslindude hämmastava mitmekesisuse taga olevaid evolutsioonimehhanisme. On iseloomulik, et kõik avastatud faktid sobivad ideaalselt seksuaalse valiku teooriasse ja teistesse klassikalistesse evolutsioonimudelitesse.
Paljud linnud kannavad erksaid värve. Erinevat värvi suled moodustavad kõige fantastilisemad mustrid, mille värvid sädelevad, säravad või heidavad paljudesse toonidesse.
Selliseid optilisi efekte loovad mitmed värvained ja sule sisemine struktuur (mikrostruktuur). Sarvjas aine värvained kuuluvad kahte ühendite rühma. Sulgedele annavad kõikvõimalikud pruunid toonid melaniinid – mustad või pruunid pigmendid ning kollasest sügavpunaseni – karotenoidid. Melaniine toodab organism ise ja linnud saavad karotenoide toidust. Seetõttu sõltub sulestiku värvus toitumisest. Melaniine ja karotenoide saab kombineerida kõige uskumatumates kombinatsioonides. Paljudel meie laululindudel on kollakasroheline kuni oliivne värvus, mis saadakse kollase segamisel pruuni või mustaga.
Kõige silmatorkavama efekti loovad aga mitte värvained, vaid nn struktuurvärvid. Valge päikesevalgus, nagu te ilmselt füüsikast teate, koosneb kõigist vikerkaarevärvidest koosnevatest valguslainetest. Kui osa neist lainetest neeldub või peegeldub pinnalt, tajub silm seda värvilisena. Kui pinna lugematud pisikesed osakesed peegeldavad täielikult valgust, näeme veatut valget värvi. Näiteks lumes on minipeeglite (minihelkurite) roll jääkristallidel. Sulel peegeldavad ja neelavad valgust tugevalt lahtilõigatud barbulid ja õhuga täidetud sarvjas aine rakud ja varre. Sinise värvi annab tera sees olev poorne keratiinikiht. Kui need sisaldavad karotenoide, tekib nende värvipalett helekollasest-rohelisest sügavlillani. Kui valgus tabab sulgi, sädelevad need nagu sinised, rohelised, punased, lillad, kuldkollased kalliskivid.
Niipea kui lind ümber pöörab, muutub tema värv või läige kaob. Selline värvide mäng toimub läbipaistvatel õhukestel keratiinikihtidel, kui valgus peegeldub nii ülemiselt kui alumiselt pinnalt. Vikerkaarevärvid drake peas ja kaelas või bensiinikiledes lompidel on sama iseloomuga. Lindude värvikas sulestik aitab neil vaenlaste eest peitu pugeda, sugulasi leida ja vastassoost isendeid ligi meelitada.
Troopiliste vihmametsade asukad riietuvad tavaliselt heledatesse riietesse. Kahjuks on paljude linnuliikide värviline sulestik halvasti teeninud. Näiteks Kuubal on kolmevärviline ara kadunud. Indiaanlased kaunistasid end lennu- ja sabasulgedega ning kinnitasid need noolte külge. Emased ja isased papagoid, papagoid, loon, pööris ja tiib on sama sulestik. Mitte paljudel liikidel, eriti paaritumisperioodil, see erineb: isasloomade riietus on palju heledam kui nende naissoost sõpradel. Tuntud punarindlased on isased, tagasihoidlikud pruunikashallid aga emased.
Vaenlastel ei ole lihtne märgata pilliroo ja pillirooga kokku värvitud kibedat: ohu korral sirutab ta kaela vertikaalselt, tõstab pea ja selles asendis külmununa muutub ta kuivanud pilliroo varte kimbuks. Kui puudutate, siis see ei liigu. Värvimine annab sulgedele jõudu. Enamikul valgetel või väga heledatel lindudel, näiteks kajakatel, on mustad lennusuled või nende tipud. See ääris kulub palju vähem kui valged alad.
Miks on isaslinnud emaslindudest heledamad?
Selleks, et mõista, miks see juhtub, peate kõigepealt mõistma, miks linnud vajavad värvi?
Selle kohta on antud palju selgitusi, kuid teadus pole seda küsimust veel täielikult ammendanud. Raskuse põhjuseks on see, et mõnel linnul on ebatavaline mitmevärviline sulestik, teistel aga mitte. Mõned on nagu eredad bännerid, samas kui teisi on raske märgata.
Kõik, mida saame teha, on püüda leida mõned reeglid, mis kehtivad enamiku lindude puhul. Üks neist on see, et heleda sulestikuga linnud veedavad suurema osa ajast puulatvades, õhus või vees. Mittekirjeldavad linnud elavad maapinnal või selle läheduses.
Teine reegel, kuid paljude eranditega, on see, et lindude ülemised osad on tumedamad kui alumised.
Need faktid on pannud teaduse väitma, et sulestiku värv mängib kaitsvat rolli, nii et linnud on oma vaenlastele võimalikult nähtamatud. Seda nimetatakse "kaitsevärvimiseks". Snaipide värv maskeerib nad suurepäraselt nende elukoha soode rohus. Metskukklaste värvus on väga sarnane langenud lehtedega.
Aga kuna värvid kaitsevad linde, siis kellel seda rohkem vaja on – isasel või emasel? Loomulikult on see emane, kuna ta haudub mune pesas. Seetõttu andis loodus talle silmapaistmatuma värvi, et paremini kaitsta vaenlaste eest.
Isaste heleda sulestiku teine põhjus on see, et see aitab paaritumishooajal paarilist meelitada. Siis muutub isaste värvus kõige heledamaks. Isegi lindudel, nagu näete, on armastus esimesest silmapilgust!
Selleks, et mõista, miks see juhtub, peate kõigepealt mõistma, miks linnud vajavad värvi?
Selle kohta on antud palju selgitusi, kuid teadus pole seda küsimust veel täielikult ammendanud. Raskuse põhjuseks on see, et mõnel linnul on ebatavaline mitmevärviline sulestik, teistel aga mitte. Mõned on nagu eredad bännerid, samas kui teisi on raske märgata.
Kõik, mida saame teha, on püüda leida mõned reeglid, mis kehtivad enamiku lindude puhul. Üks neist on see, et heleda sulestikuga linnud veedavad suurema osa ajast puulatvades, õhus või vees. Mittekirjeldavad linnud elavad maapinnal või selle läheduses.
Teine reegel, kuid paljude eranditega, on see, et lindude ülemised osad on tumedamad kui alumised.
Need faktid on pannud teaduse väitma, et sulestiku värv mängib kaitsvat rolli, nii et linnud on oma vaenlastele võimalikult nähtamatud. Seda nimetatakse "kaitsevärvimiseks". Snaipide värv maskeerib nad suurepäraselt nende elukoha soode rohus. Metskukklaste värvus on väga sarnane langenud lehtedega.
Aga kuna värvid kaitsevad linde, siis kellel seda rohkem vaja on – isasel või emasel? Loomulikult on see emane, kuna ta haudub mune pesas. Seetõttu andis loodus talle silmapaistmatuma värvi, et paremini kaitsta vaenlaste eest.
Isaste heleda sulestiku teine põhjus on see, et see aitab paaritumishooajal paarilist meelitada. Siis muutub isaste värvus kõige heledamaks. Isegi lindudel, nagu näete, on armastus esimesest silmapilgust!
Ülesanded ühe õige vastuse valikuga.
A1. Märk lindude kohta, mis on lennuks kohanenud:
neljakambrilise südame välimus,
sarvilised tõmblused jalgadel,
õõnsate luude olemasolu,
koksinäärme olemasolu.
kehatemperatuur on muutunud ebastabiilseks,
on moodustunud sarvjas kate,
moodustub neljakambriline süda,
paljunemine hakkas toimuma munade abil.
toidu kogus
päevavalgustundide pikkus,
õhuniiskus,
õhutemperatuur.
koosneb pagasiruumist ja ventilaatorist,
nendevahelisel õhul on kõrge soojusjuhtivus,
nendevahelisel õhul on madal soojusjuhtivus,
neid määrib õline vedelik, mis moodustub koksinäärmes.
tibude arv pesas,
asjaolu, et nende tibud on sündinud nägevatena, pubekana, saavad ise joosta ja toitu leida,
aja jooksul pikenenud munemine, mille tibud ilmuvad peaaegu üheaegselt,
Kuna nende tibud kooruvad pimedad, peaaegu alasti, peavad nende vanemad neid toitma ja kaitsma.
pikk kaudaalne selg,
rinnaku puudumine,
kiil rinnakule,
ribide olemasolu kõhu selgroos.
kopsude välimus,
kaks vereringe ringi,
püsiv kehatemperatuur,
ajukoore välimus.
linnud,
kahepaiksed,
roomajad,
imetajad.
rinna luud,
rangluu,
esimese paari ribid,
varese luud.
emakakaela selgroog,
sakraalne selg,
rind,
tarsus.
kahe vereringe ringi olemasolu,
arteriaalse ja venoosse vere täielik eraldamine,
südame rütmiline töö ja automatiseerimine,
ventiilide olemasolu kodade ja vatsakeste vahel.
linnud,
imetajad,
lendav kala,
roomajad.
köidab oma liigi emaste tähelepanu,
peletab eemale teise liigi emased,
muudab need heledal taustal vähem märgatavaks,
tõrjub teise liigi isaseid.
ei mõjuta keha mahtu ja tihedust,
aitab suurendada keha mahtu ja vähendada selle keskmist tihedust,
põhjustab kehamahu ja selle keskmise tiheduse suurenemist,
viib linnu keha mahu vähenemiseni ja keskmise tiheduse suurenemiseni.
tarbivad lennu ajal palju energiat,
asustanud maa-õhu elupaika,
elada erinevates looduslikes tsoonides,
toituvad taimsest ja loomsest toidust.
Õigete vastuste valikvastustega ülesanded.
IN 1. Millised on Archeopteryxi ja roomajate sarnasused?
a) keha on kaetud sulgedega,
B) tal on pikk saba,
C) tagajäsemetel on piklik tars,
D) jalgadel on 4 varvast (kolm ettepoole, üks tagasi),
D) lõualuudel on hambad,
E) küünistega sõrmed esijäsemetel.
Vastavusülesanded.
AT 2. Looge vastavus vereringesüsteemi tunnuste ja loomade klasside vahel.
FUNKTSIOONIDE KLASS
1. südames on venoosne veri, A) Kalad,
2. südamel on neli kambrit, B) Linnud.
3. kaks vereringeringi,
4. üks vereringe ring,
5. südame venoosne veri siseneb kopsudesse,
6. Südamel on kaks kambrit.
Vaba vastuse küsimus
(C1 – lühike, C2-C5 – täispikendus).
C1. Leidke antud tekstist vead. Märkige lausete arv, milles vigu tehti, ja selgitage neid.
Linde roomajatest eristavad tunnused hõlmavad nägemis-, kuulmis- ja liigutuste koordineerimise organite järkjärgulist arengut.
Lindude termoregulatsioon on mõnevõrra halvemini arenenud kui roomajatel.
Lindude neljakambrilisel südamel on vatsakeses mittetäielik vahesein.
Lindude lennuks kohandumised hõlmavad järgmist: voolujooneline kuju kehad, tiheda luumaterjaliga täidetud tiivad, gaasivahetuse olemasolu nii kopsudes kui ka õhukottides.
C3. Osades metsabiotsenoosides viidi kanalindude kaitseks läbi päevaste röövlindude massiline mahalaskmine. Selgitage, kuidas see sündmus kanapopulatsiooni mõjutas.
C4. Nimetage avatud pesitsevate lindude emaslindude vaenlaste eest kaitsva värvuse tüüp. Selgitage selle tähendust ja suhtelist olemust.
C5. Keskvööndisse jõuavad putuktoidulised linnud palju hiljem kui taimtoidulised linnud. Kuidas seda seletada?
C6. Millised kohandused lendudeks toimuvad lindude luustiku struktuuris?
A-osa ülesannete vastused
| № | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| vastama | 3 | 3 | 2 | 2 | 4 | 3 | 3 | 1 |
| № | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
| vastama | 2 | 4 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 |
Vastused B-osa ülesannetele
| Töö nr. | 1 | 2 |
| vastama | BDE | ABBABA |
C-osa ülesannete vastused
C2. Vastuse elemendid:
sulamine, paksu sulgkatte kujunemine;
rasva ladustamine,
sööda varumine ja vahetamine;
migratsioonid ja lennud.
Algul kanade arv kasvas, kuna nende vaenlased hävitati (loomulikult reguleerides arvukust);
siis kanade arv vähenes toidupuuduse tõttu;
haigete ja nõrgenenud isendite arv suurenes haiguste leviku ja kiskjate vähesuse tõttu, mille tulemusena nende arvukus vähenes.
