Frage:
Gibt es Hinweise darauf, dass sexuelle Selektion zum Aussterben von Arten führen kann?
Marta Cz-C
2011-12-20 01:46:37 UTC
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Darwin schlug vor, dass sexuelle Selektion, insbesondere durch weibliche Wahl, der natürlichen Selektion entgegenwirken könnte. Theoretische Modelle wie ein außer Kontrolle geratener Prozess der Fischer legen nahe, dass sich die Entwicklung der Präferenz und der bevorzugten Phänotypen in immer höherer Geschwindigkeit gegenseitig antreiben kann.

Da ein Mann viele Frauen befruchten kann, könnte man sich vorstellen, dass die natürliche Selektion gegen bevorzugte, aber energetisch kostspielige Phänotypen schwach ist und der gesamte Prozess möglicherweise nicht schnell genug verlangsamt wird (dh ausreichend selbstlimitierend ist). . Wenn die männliche Mortalität hoch und ihre Anzahl niedrig ist, können die zufälligen Schwankungen leicht zum Aussterben der Bevölkerung führen.

Gibt es fossile oder experimentelle Beweise dafür, dass dies tatsächlich passieren kann?

Zwei antworten:
#1
+53
DVK
2011-12-20 21:02:27 UTC
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TL; DR :

  • Es gibt einen Mangel an tatsächlichen experimentellen Beweisen. Allerdings:

    • gibt es mindestens eine Studie, die den Prozess bestätigt ([ STUDIE Nr. 7 ] - Myxococcus xanthus; von Fiegna und Velicer, 2003).

    • Eine andere Studie bestätigte experimentell auch ein höheres Aussterberisiko ([ STUDIE 8 ] - Paul F. Dohertys Studie über dimorphe Vogelarten und [ STUDIE Nr. 9 ] - Denson K. McLain).

  • Theoretische Studien führen zu etwas ungeklärten Ergebnissen - einige Modelle unterstützen die Evolution Selbstmord und einige Modelle nicht - der Hauptunterschied scheint die Variabilität der Umweltbelastungen zu sein.

  • Wenn Sie menschliche Raubtiere einbeziehen, die ausschließlich auf sexuell ausgewählten Merkmalen beruhen, gibt es definitiv Beispiele. z.B Arabischer Oryx


  • Zuallererst mag dies Betrug sein, aber ein Beispiel ist das Aussterben, weil eine Raubtierart die Art spezifisch auswählt, weil der ausgewählten Funktion.

    Der offensichtlichste Fall ist, wenn die Raubtierart ein Mensch ist. Als zufälliges Beispiel wurde Arabian Oryx speziell wegen seiner Hörner fast vom Aussterben bedroht.


    Bitte beachten Sie, dass dies KEINE einfache Frage ist - zum Beispiel das in unwissenschaftlicher Literatur häufig zitierte Beispiel von Irischer Elch, der angeblich aufgrund seiner Geweihgröße ausgestorben ist, ist möglicherweise kein gutes kristallklares Beispiel. Eine sehr gründliche Analyse finden Sie unter: " Sexy zum Sterben? Sexuelle Selektion und Aussterberisiko " von Hanna Kokko und Robert Brooks, Ann. Zool. Fennici 40: 207-219. [ STUDIE 1 ]

    Sie stellen insbesondere fest, dass evolutionärer "Selbstmord" in deterministischen Umgebungen unwahrscheinlich ist, zumindest wenn die Kosten des Merkmals vom einzelnen Organismus selbst getragen werden.

    Eine weitere Studie, die zu einem negativen Ergebnis führte, war " sexuelle Selektion und das Risiko des Aussterbens bei Säugetieren ", Edward H. Morrow und Claudia Fricke; The Royal Society Proceedings: Biological Sciences, online veröffentlicht am 4. November 2004, S. 2395-2401 [ STUDIE 2 ]

    Das Ziel dieser Studie war Daher sollte untersucht werden, ob das Ausmaß der sexuellen Selektion (gemessen als Restmasse der Hoden und Dimorphismus der sexuellen Größe) mit dem Risiko des Aussterbens zusammenhängt, das Säugetiere derzeit erleben. Wir haben keine Hinweise auf eine Beziehung zwischen diesen Faktoren gefunden, obwohl unsere Analysen möglicherweise durch die mögliche dominierende Wirkung zeitgenössischer anthropogener Faktoren verwechselt wurden.


    Berücksichtigt man jedoch Änderungen in der Umwelt wird das Aussterben theoretisch möglich. Von " außer Kontrolle geratener Evolution zum Selbstaussterben unter asymmetrischem Wettbewerb " - Hiroyuki Matsuda und Peter A. Abrams; Evolution Vol. 6 (Dezember 1994), S. 1764-1772 : [ STUDY # 3 ]

    Wir zeigen, dass eine rein intraspezifische Konkurrenz zu einer Entwicklung extremer Wettbewerbsfähigkeiten führen kann, die letztendlich zum Aussterben führen, ohne dass andere Arten Einfluss darauf haben. Die einzige Änderung im Modell, die für dieses Ergebnis erforderlich ist, ist die Annahme einer nicht normalen Verteilung von Ressourcen unterschiedlicher Größe, gemessen auf einer logarithmischen Skala. Dies deutet darauf hin, dass Taxon-Zyklen, falls vorhanden, eher durch den Wettbewerb innerhalb als zwischen den Arten gesteuert werden können. Selbstauslöschung tritt nicht auf, wenn der Vorteil, der durch einen großen Wert des Wettbewerbsmerkmals (z. B. Größe) verliehen wird, relativ gering ist oder wenn die Tragfähigkeit mit zunehmendem Merkmalwert vergleichsweise schnell abnimmt. Die Beweise bezüglich dieser Annahmen werden diskutiert. Die Ergebnisse legen nahe, dass mehr Daten zur Ressourcenverteilung und zum Größenvorteil benötigt werden, um die Entwicklung von Wettbewerbsmerkmalen wie der Körpergröße zu verstehen.


    Soweit Belege vorliegen, sind einige Studien in " Kann Anpassung zum Aussterben führen? " von Daniel J. Rankin und Andre aufgeführt Lo´pez-Sepulcre, OICOS 111: 3 (2005) . [ STUDIE 4 ]

    Sie zitieren 3:

    Das erste Beispiel ist eine Studie über den japanischen Medaka-Fisch Oryzias latipes ( Muir und Howard 1999 - [STUDIE Nr. 5]) . Transgene Männchen, die so modifiziert wurden, dass sie ein Lachswachstumshormon-Gen enthalten, sind größer als ihre Wildtyp-Gegenstücke, obwohl ihre Nachkommen eine geringere Fruchtbarkeit aufweisen (Muir und Howard 1999). Frauen bevorzugen es, sich mit größeren Männern zu paaren, was den größeren transgenen Männern einen Fitnessvorteil gegenüber Wildtyp-Männern verschafft. Nachkommen, die mit transgenen Männern produziert wurden, haben jedoch eine geringere Fruchtbarkeit, und daher wird die durchschnittliche weibliche Fruchtbarkeit abnehmen. Solange sich Frauen bevorzugt mit größeren Männern paaren, nimmt die Bevölkerungsdichte ab. Modelle dieses Systems haben vorausgesagt, dass, wenn die transgenen Fische in einen Wildtyp freigesetzt würden Population würde sich das Transgen aufgrund seines Paarungsvorteils gegenüber Wildtyp-Männchen ausbreiten und die Population würde aussterben (Muir und Howard 1999). Eine kürzlich erfolgte Erweiterung des Modells hat gezeigt, dass alternative Paarungstaktiken von Wildtyp-Männchen die Ausbreitungsrate von Transgenen verringern könnten, dies jedoch immer noch nicht ausreicht, um das Aussterben der Population zu verhindern (Howard et al. 2004). Obwohl der evolutionäre Selbstmord eher durch Extrapolation vorhergesagt als in der Natur beobachtet wurde, stellt dies die erste Studie dar, die eine solche Vorhersage anhand empirischer Daten macht.

    In Kabeljau, Gadus morhua, der kommerziellen Fischerei von großen Individuen hat zu einer Selektion in Richtung früherer Reifung und kleinerer Körpergrößen geführt ( Conover und Munch 2002 [STUDIE 6] ). Bei Ausbeutung verringert eine hohe Sterblichkeit die Vorteile einer verzögerten Reifung. Infolgedessen haben kleinere Erwachsene, die schneller reifen, eine höhere Fitness im Vergleich zu ihren größeren, langsam reifenden Gegenstücken (Olsen et al. 2004). Obwohl die schnell reifenden Erwachsenen im Vergleich zu langsam reifenden Individuen erfolgreicher sind, bringen sie im Durchschnitt weniger Nachkommen hervor. Diese Anpassung, angetrieben durch den durch die Ernte ausgeübten selektiven Druck, scheint einen Zusammenbruch der Fischerei vor der Atlantikküste Kanadas verhindert zu haben (Olsen et al. 2004). Als sich der Kabeljau zu einer schnell reifenden Entwicklung entwickelte, wurde die Populationsgröße allmählich verringert, bis er unempfindlich und anfällig für stochastische Prozesse wurde.

    Der einzige streng experimentelle Beweis für evolutionären Selbstmord kommt aus der Mikrobiologie. Im sozialen Bakterium Myxococcus xanthus können sich Individuen kooperativ zu komplexen Fruchtstrukturen entwickeln (Fiegna und Velicer 2003 - [ STUDIE # 7 ]). Individuen im Fruchtkörper werden dann als Sporen freigesetzt, um neue Kolonien zu bilden. Künstlich ausgewählte Betrügerstämme produzieren eine höhere Anzahl von Sporen als Wildtypen. Es wurde festgestellt, dass diese Betrüger in Wildtyp-Stämme eindringen und schließlich zum Aussterben der gesamten Bevölkerung führen (Fiegna und Velicer 2003). Die Betrüger dringen in die Wildtyp-Population ein, weil sie eine höhere relative Fitness haben, aber wenn sie sich über die Population ausbreiten, verringern sie die Gesamtdichte und treiben sich selbst und die Bevölkerung, in der sie leben, zum Aussterben.


    Eine weitere experimentelle Studie war " Sexuelle Selektion beeinflusst das lokale Aussterben und den Umsatz in Vogelgemeinschaften " - Paul F. Doherty, Jr., Gabriele Sorci et al.; 5858–5862 PNAS 13. Mai 2003 vol. 100 nr. 10 [ STUDIE # 8 ]

    Bevölkerungsgruppen mit starker sexueller Selektion erleiden eine Reihe von Kosten, die von erhöhter Raubtierhaltung und Parasitismus bis hin zu einer erhöhten Sensibilität für Umwelt und Demografie reichen Stochastizität. Diese Ergebnisse haben zu der Vorhersage geführt, dass die lokale Extinktionsrate bei Artenpopulationen mit intensiver sexueller Selektion höher sein sollte. Wir haben diese Vorhersage getestet, indem wir die Dynamik natürlicher Vogelgemeinschaften auf kontinentaler Ebene über einen Zeitraum von 21 Jahren (1975–1996) mit relevanten statistischen Instrumenten analysiert haben. In Übereinstimmung mit der theoretischen Vorhersage fanden wir, dass die sexuelle Selektion das Risiko des lokalen Aussterbens erhöhte (dichromatische Vögel hatten im Durchschnitt eine um 23% höhere lokale Aussterberate als monochromatische Arten). Trotz höherer lokaler Extinktionswahrscheinlichkeiten nahm die Anzahl dichromatischer Spezies im in dieser Studie betrachteten Zeitraum nicht ab. Dieses Muster wurde durch höhere lokale Fluktuationsraten dichromatischer Arten verursacht, was zu relativ stabilen Gemeinschaften für beide Artengruppen führte. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass diese Gemeinschaften als Metacommunities fungieren, mit häufigem lokalen Aussterben, gefolgt von Kolonisierung.

    Dieses Ergebnis ähnelt einer anderen vogelzentrierten Studie: Sexuelle Selektion und das Risiko des Aussterbens eingeführter Vögel auf ozeanischen Inseln ": Denson K. McLain Michael P. Moulton und Todd P. Redfearn. OICOS Vol. 74, Nr. 1 (Okt. 1995), S. 27-34 [ STUDY # 9 ]

    Wir testen die Hypothese, dass die Reaktion auf sexuelle Selektion das Risiko des Aussterbens erhöht, indem wir das Schicksal von Gefieder-monomorphen gegenüber Gefieder-dimorphen Vogelarten untersuchen, die auf den tropischen Inseln Oahu und Tahiti eingeführt wurden. Wir gehen davon aus, dass Gefieder-Dimorphismus vorliegt ist eine Reaktion auf die sexuelle Selektion und wir gehen davon aus, dass die Männchen von gefiederdimorphen Arten einem stärkeren sexuellen Selektionsdruck ausgesetzt sind als die Männchen von monomorphen Arten. Auf Oahu ist die Extinktionsrate für dimorphe Arten mit 59% signifikant höher als für monomorphe Arten, 23%. Auf Tahiti sind nur 7% der eingeführten dimorphen Arten erhalten geblieben, verglichen mit 22% beim eingeführten Monomo rphische Arten .

    ...

    Gefieder ist signifikant mit einem erhöhten Aussterberisiko für Passeriden verbunden, jedoch nur unwesentlich für Fringilliden. Somit wird die Hypothese, dass die Reaktion auf sexuelle Selektion das Risiko des Aussterbens erhöht, für Passeriden und für den gesamten Datensatz unterstützt. Die Wahrscheinlichkeit des Aussterbens korrelierte mit der Anzahl der bereits eingeführten Arten. Daher können Arten, die auf sexuelle Selektion reagiert haben, schlechtere interspezifische Konkurrenten sein, wenn ihre Gemeinschaften viele andere Arten enthalten.

    Vielen Dank für alle Artikel! Ich werde es mir ansehen (obwohl es einige Zeit dauern würde).
    Diese Antwort ist eine Inspiration für alle in Stack Exchange. Vielen Dank!
    #2
    +5
    fileunderwater
    2013-06-06 16:21:11 UTC
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    In Bezug auf Ihren letzten Kommentar zu zufälligen Überlebensschwankungen wurde in einem kürzlich erschienenen theoretischen Artikel von Lee et al. 2011 untersucht die Auswirkungen von Paarungssystemen auf die demografische Stochastizität in kleinen Populationen. Keine empirischen Daten dort. Ihre Hauptschlussfolgerung ist, dass Polygynie (in Bezug auf das Geschlechterverhältnis) zu einer hohen demografischen Varianz führen kann, wodurch die stochastische Bevölkerungswachstumsrate gesenkt und das Aussterberisiko erhöht wird. Der allgemeine Effekt ist als demografische Stochastizität bekannt, ein Stichprobeneffekt, der aufgrund der geringen Bevölkerungsgröße zu zufälligen Schwankungen der realisierten demografischen Raten führt.



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