Fuglvitenskap: En vanlig oppfatning om en fuglesang oppe i ny studie

Hvordan velger enkeltpersoner sine kompiser? Hvorfor er noen mer vellykkede å tiltrekke seg vennene enn andre?

Disse gamle spørsmålene er stort sett relevante for alle dyr, inkludert mennesker. Darwins teori om naturlig utvalg gir en måte å svare på. Noen ganger uttrykt som "overlevelse av de fitteste", kan teorien også gjelde for kompis valg, forutsi at det er gunstig å velge kompisen som er best tilpasset å overleve i sitt miljø - den raskeste løperen, den beste jegeren, bonden med høyeste utbytter.

Se også: Ekstremt Sad Birds Vis hvordan en befolkning kan dø av ensomhet

Det er litt forenklet som et sammendrag av menneskelig seksualitet, selvfølgelig, siden folk kobles sammen i sammenheng med komplekse sosiale normer og kjønnsroller som er unikt menneskelige. Forskere som oss tror imidlertid at det parretes valg i andre dyr er påvirket av slike oppfattede tilpasninger. Den passer med forskernes forståelse av evolusjon: Hvis kvinner velger å parre seg med godt tilpassede hanner, kan deres avkom også ha en bedre sjanse til å overleve. Fordelaktig trekk vindes opp og bevares i fremtidige generasjoner.

Men i mange arter prøver menn å tiltrekke seg vennene ved å vise egenskaper som synes å være avgjort ikke-adaptive. Disse signalene - som en blendende hale på en påfugl eller en vakker melodi fra en sangfugl - var opprinnelig en stor skiftenøkkel kastet inn i Darwins teori om naturlig utvalg. Egenskaper som disse synes å gjøre det motsatte av å gjøre et dyr mer sannsynlig å overleve i sitt miljø. En prangende halevisning eller en prangende melodi er tungvint, og den kunngjør deg til rovdyr og kjærlighetsinteresser. Darwin ble så opprørt av denne inkonsekvensen at han sa: "Synet av en fjær i en påfuglens hale, når jeg ser på den, gjør meg syk."

Å tenke på denne konfrontasjonen førte Darwin til en annen stor teori: seksuell utvelgelse. I stedet for direkte å vise tilpasninger, kan menn kanskje produsere kostbare, ikke-adaptive signaler hvis kvinner foretrekker disse funksjonene når de velger kompis. For hunnene kan disse signalene indirekte kommunisere at en mann ville være en god venn, fordi han er i stand til å overleve og lykkes - til tross for ornamentet, ikke på grunn av det. Under denne modellen er de kostbare egenskapene mest attraktive.

Men hva om innsatsen er hevet, som hos polygynøse arter, med menn prøver å tiltrekke seg og danne bindinger med flere kvinner? Et logisk neste skritt til denne teorien kan forutsi at presset til å produsere vakre signaler vil skyrocket, forene belønningene for enkeltpersoner med forseggjorte ornamenter. Hvis de mest vellykkede mennene har de mest ekstraordinære trekkene, kan et påfølgende våpenløp over mange generasjoner skifte befolkningen mot mer ekstreme egenskaper. Dette er en intuitiv teori - økt konkurranse for kompisene ville føre til stadig mer utførlige seksuelt utvalgte egenskaper - men det har ikke blitt testet over livets tre.

Går ikke-monogamiske parringssystemer virkelig seksuelt utvalg i ekte dyr? Når styrken av seksuell utvalg øker, blir seksuelt utvalgte karakteristikker mer ekstreme? Går haler lenger? Sanger vakrere? Som to biologer med ekspertise i beregningsmetoder, utviklingen av atferd og sangfugler bestemte vi oss for å undersøke.

Bygg opp fugledatabasen

Evolusjonen er like kompleks som livet selv. Nye beregningsevner gjør det mulig for forskere som oss å gå utover å teste om visse trekk bare har en tendens til å skje sammen. I stedet kan vi dykke inn i fortiden og prøve å skille veien som artene har reist gjennom historien for å komme fram der de er i dag.

For å teste teorien om at menn prøver å tiltrekke seg flere medmennesker, vil forsterke seksuelt utvalg og drive utviklingen av stadig mer utførlige skjermer, trengte vi både et nytt datasett og innovative metoder.

Sangfugler er et utmerket system for å studere dette spørsmålet. For det første er mange arter sosialt (men ikke nødvendigvis seksuelt) monogamiske, som ellers er svært sjeldne i dyreriket, men det har vært mange uavhengige overganger til polygyni i løpet av deres historie. Det gjør det enkelt for oss å sammenligne sangene til fugler som søker etter en enkelt partner til sangene til de som ser etter flere kompiser. Sangfugler har også et utrolig mangfold av sang, fra de enkle tweets av huset sparrow til de utførlige cadenzas av mockingbird.

Ved å søke publisert litteratur og feltguider samlet vi sammen parringssystemdata på nesten 700 arter og sangdata for over 350 arter, den største databasen av sitt slag til dags dato. Vi har oppnådd en nylig publisert fylogeni - i hovedsak et "familietre" som strekker seg helt tilbake til forfederen til alle fugler - som dekket all aviær evolusjonær historie. Dette ville tjene som vårt kart gjennom sangfugllinjene.

Vi fusjonerte våre egenskapsdata med fylogenien for å spore bakover i tide og anslå hvordan forfedrene til hver gruppe sangfugler kunne ha hørt og opptrådt.

Denne tilnærmingen er som om vi droppet inn på en menneskelig familiegjenforening og la merke til at det store flertallet av familiemedlemmer har blondt hår og snakket svensk - vi vil gjette at en langvarig matriark av familien trolig også hadde blondt hår og sannsynligvis snakket svensk. Deretter kunne vi besøke en annen familiegjenforening, fjernt slektninger til de første, for å finne blonde folk som snakker mest norsk. På enda en samling vil vi kanskje se brunhårede folk som snakker spansk. Ved å gjøre dette hundrevis av ganger, kunne forskere finne ut om det var noen sammenheng mellom hårfarge og språk i disse familiens historier.

Ved hjelp av liknende metoder med fuglfamilietreet, kunne vi ikke bare teste hvordan sammenpassende atferd korrelerer med sanger av levende arter, men også hvordan disse oppføringene påvirket hverandre over tusenvis og til og med millioner av år med sangfuglens evolusjonære historie. Ved å estimere den sannsynlige oppførselen til forfedrene til dagens sangfugler, kunne vi beregne utviklingshastigheten for disse egenskapene, inkludert hvordan sangerutvikling kan påvirkes av parringsadferd, eller omvendt.

Seksuell utvelgelse, men ikke i en retning

Da vi utførte denne dype analysen, overrasket resultatene oss. Vi fant ikke det forventede forholdet at sanger ble mer forseggjort i arter der menn søker flere sammenkomster. I stedet fant vi et interessant evolusjonært mønster: Sanger syntes å utvikle seg raskere polygynøse linjer, men ikke i noen bestemt retning.

I stedet for at disse forfedrene prøvde å konkurrere hverandre med mer utførlige sanger, så syntes sanger å svinge mellom enkle og komplekse som en svingende pendel over generasjonene - forandret seg raskt i øyeblikket, men ikke i konsekvent retning på lang sikt. Hvis disse polygynøse artens sanger ble for enkle eller for omfattende, begynte de å bevege seg tilbake til midten.

Se også: Ny plateselskap for verdens største fugl var engang en 1,700 pund gigant

Disse resultatene utfordrer våre første brede intuksjoner om reproduktiv suksess og evolusjonære press. Ved å studere sangene til mange monogamiske og polygynøse fuglearter over evolusjonært tre, fant vi resultater som stod i kontrast til den rådende visdom: Arter som tiltrekker seg flere kompiser hadde ikke mer kompliserte sanger, men deres sanger utviklet seg raskere. Dette er et nytt bevis som kan forandre klassiske hypoteser om ikke-monogami og seksuelt utvalg i evolusjonen.

Vårt arbeid viser at når forskere studerer seksuelt utvalg i fremtiden, trenger vi ikke bare å tenke på omfanget av egenskapene som studeres, men også hvor raskt de endres.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Nicole Creanza og Kate Snyder. Les den opprinnelige artikkelen her.