성적 선택 기회의 시간적 변화 원인 풀기

Nature Communications 14권, 기사 번호: 1006(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

원칙적으로, 성적 선택 가능성의 시간적 변동은 생식 성공(즉, 선택 기회)의 성적 내 차이의 변화로 추정할 수 있습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 기회 측정이 어떻게 달라지는지, 그리고 그러한 역학이 확률론에 의해 영향을 받는 정도에 대해서는 거의 알지 못합니다. 우리는 성적 선택 기회의 시간적 변화를 조사하기 위해 여러 종의 발표된 짝짓기 데이터를 사용합니다. 첫째, 우리는 사전 성적인 선택의 기회가 일반적으로 남녀 모두에서 연속적으로 감소하고 샘플링 기간이 짧아지면 상당한 과대평가가 발생한다는 것을 보여줍니다. 둘째, 무작위 널 모델을 활용함으로써 우리는 이러한 역학이 무작위 짝짓기의 축적에 의해 크게 설명되지만 성내 경쟁이 시간적 쇠퇴를 늦출 수 있음을 발견했습니다. 셋째, 붉은야계(Gallus gallus) 개체군의 데이터를 사용하여 번식 기간 동안의 교미 전 조치의 감소가 교미 후 및 전체 성적 선택의 기회 감소로 반영되었음을 보여줍니다. 종합적으로, 우리는 선택의 분산 기반 측정항목이 빠르게 변화하고 샘플링 기간에 매우 민감하며 성적 선택의 지표로 사용되는 경우 상당한 오해로 이어질 가능성이 있음을 보여줍니다. 그러나 시뮬레이션은 생물학적 메커니즘에서 확률론적 변화를 풀기 시작할 수 있습니다.

생식 기회에 대한 성내 경쟁에 의해 주도되는 성적 선택은 공간과 시간에 따라 크게 달라지는 강력한 진화 메커니즘입니다1,2,3,4,5,6,7,8,9. 그러한 변이의 원인과 결과를 이해하는 것은 진화 생물학에서 지속적인 과제입니다. 성적 선택의 시간적 변동은 적응 속도, 대체 생식 전술의 진화, 경쟁적 특성의 변이 유지, 성적 표현형의 가소성 및 진화적 성 역할의 역동성에 영향을 미쳐 생식 기간 전반에 걸쳐 순 선택을 궁극적으로 결정하는 과정에 영향을 미칠 수 있습니다. ,11,12,13. 생태학적4,10,14,15,16,17,18,19,20 또는 사회적 환경8,11,21,22,23,24,25,26의 변화로 인해 시간적 변동이 발생할 수 있으며, 이는 짝짓기 역학을 크게 변화시킵니다8 ,27. 이러한 환경 변화 중 일부는 장기적일 수 있지만, 다른 것들은 번식기9,11와 같이 더 급속할 수 있습니다. 성적 수용성, 구애 노력, 짝짓기 성향 및 배우자 선택 선호도는 종종 몇 시간 또는 며칠 만에 급격하게 변합니다30,31,32,33,34,35. 연구에서는 여러 번식기 또는 연도에 걸쳐 성적 선택의 변화를 평가했지만4,10,36,37,38,39,40, 훨씬 더 짧지만 여전히 생물학적으로 관련된 규모에 대한 성적 선택의 급격한 변동 가능성에 대해서는 알려진 바가 적습니다. .

성선택의 강도는 한 집단 내 동성 구성원들 사이에서 주어진 표현형 척도에 대한 생식 성공의 회귀 척도를 통해 측정됩니다(즉, 선택 구배41). 그러나 성내 경쟁의 결과 및 생식 성공의 변화와 인과적으로 관련된 특성(예: 장식 표현, 구애 행동 또는 정자 품질)을 식별하고 측정하는 것은 종종 매우 어려운 일입니다. 따라서 널리 사용되는 대체 접근법은 인구 집단의 성적 선택의 강도보다는 생식 성공의 표준화된 성내 차이로 잠재성을 추정합니다. '선택 기회'로 알려진 이 측정 기준은 성내 경쟁을 중재하는 표현형 특성에 대해 거의 알려지지 않은 경우에도 인구 집단에서 성적 선택의 최대 잠재적 강도를 포착합니다47,48. 또한 선택 기회를 활용하여 성적 파트너 수(교합 전 성 선택)와 수정된 배우자 비율(교합 후 성 선택)의 차이에 따라 성 선택 가능성을 구성 요소로 분석할 수 있습니다. 그러나 이러한 분산 기반 측정항목의 가치는 성내 경쟁으로 인해 발생하는 변이와 확률적 과정으로 인한 생식 성공의 변이를 구별할 수 없기 때문에 여전히 논쟁의 여지가 있습니다. 예를 들어, Klug et al.42는 조작적 성비가 편향될수록 교배되지 않은 개체의 수가 증가하는 경향이 있으므로 개체가 무작위로 교배하더라도 성적 선택의 기회도 증가한다는 것을 보여주었습니다. 더욱이, 분산 기반 측정법은 샘플링 노력(즉, 샘플링이 발생하는 기간)에 특히 민감할 수 있으며, 평균 생식 성공과 관련된 분산 패턴을 측정하기 때문에 이러한 측정법은 평균 생식 능력의 일시적인 증가에 큰 영향을 받을 수 있습니다. 성공50. 예를 들어, 불충분한 기간 동안의 샘플링은 짝짓기하지 않는 개인의 수를 부풀려 기회 측정을 과대평가할 수 있습니다. 또는 성적 선택 기회의 일시적인 변화는 경쟁적인 생물학적 과정에 의해 주도될 수 있습니다. 원칙적으로, 시간이 지남에 따라 일부일처제 증가, 난잡함, 배우자 독점 또는 정자 경쟁 증가로의 행동 변화는 모두 성적 선택의 기회를 동적으로 변화시킬 수 있습니다. 그러나 성적 선택의 기회는 성적 선택의 최대 잠재력만을 측정하고 경쟁적 프로세스와 확률론적 프로세스를 차별하지 않기 때문에 시간이 지남에 따라 이 측정항목의 체계적인 변화가 실제 변화로 잘못 해석될 수 있는 위험이 있습니다. 성적 선택. 따라서 성적 선택의 시간적 역학을 이해하기 위한 중요한 단계는 분산 기반 측정항목이 번식 기간에 걸쳐 어떻게 변화하는지, 그리고 이러한 패턴이 생물학적 대 방법론적 및 확률론적 과정(예: 샘플링 기간의 변화, 무작위 교배)을 반영하는 정도를 해결하는 것입니다. ). 그러나 현재 성적 선택의 기회가 시간이 지남에 따라 어떻게 작용하는지, 그리고 그러한 역학에 기여하는 방법론적, 생물학적 과정에 대한 정보는 거의 없습니다. 번식 성공의 차이는 성적 선택의 전제조건이기 때문에 분산 기반 측정항목이 결정론적 및 확률론적 과정과 관련하여 시간에 따라 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 중요합니다.