systemy rozrodcze

systemyrozrodcze

STRATEGIE ROZRODCZE

r vs K

STRATEGIE ROZRODCZE

"r" strategia

• Dominuje w zmiennych środowiskach
• Adaptacje dają minimalną przewagę
• Cechy charakterystyczne
• Bakterie, okrzemki, głowonogi, owady, ryby,
• płazy, gady, małe ssaki (gryzonie)

STRATEGIE ROZRODCZE

"K" strategia

• W środowiskach gęsto zasiedlonych
• W stabilnych lub przewidywalnych środowiskach
• Cechy charakterystyczne
• Duże ssaki i ptaki

STRATEGIE ROZRODCZE

"r" i "K" strategia

STRATEGIE ROZRODCZE

"r" i "K" strategia

ROZMNAŻANIE PŁCIOWE KOSZTY VS ZYSKI PARADOKS BIOLOGII EWOLUCYJNEJ

ZYSKI

KOSZTY

• wydatki energetyczne ponoszone przez organizmy w związku z aktem płciowym
• ryzyko rozpowszechnienia chorób przenoszonych drogą płciową
• cechy osobnicze preferowane przy wyborze potencjalnych partnerów seksualnych często redukują szanse przeżycia organizmu
• koszty związane są ze zjawiskiem rekombinacji genetycznej prowadzące do rozbicia” istniejących korzystnych kompleksów genowych

• zwiększenie zmienności genetycznej w populacji skutkuje bardziej efektywnym działaniem selekcji naturalnej i w konsekwencji szybszym przystosowaniem się organizmu do danych warunków (skuteczniejszą obronę przed pasożytami, zmieniającym się środowiskiem, niekorzystnymi mutacjami, innymi współzawodniczącymi grupami)

SAMICA vs SAMIEC

NAKŁADY ENERGII

• różnica między samcami i samicami sprowadza się do wielkości nakładów czasu i energii niezbędnych do wyprodukowania pojedynczej gamety
• samice
• koszt wysoki -jaja są duże, mała liczba, długi cykl - powszechna u samic tendencja do opieki rodzicielskiej
• pojedyncza lub kilka zaledwie kopulacji wystarcza do zapłodnienia wszystkich rozwijających się jaj
• samica nie odnosi zysków z kojarzenia się z większą liczbą samców. Sukces rozrodczy samic jest znacznie bardziej wyrównany niż samców
• strategia rozrodcza samic jest nastawiona na jakość produkowanego potomstwa
• sukces reprodukcyjny samic jest ograniczany zwykle dostępnością zasobów, takich jak pokarm, przestrzeń, miejsca rozrodu. Stąd rozmieszczenie samic jest najczęściej warunkowane rozmieszczeniem dostępnych zasobów

NAKŁADY ENERGII

SAMICA vs SAMIEC

• samce
• przeznaczają nikłe nakłady czasu i energii na produkcję jednej gamety, wytwarzają wiele bardzo drobnych plemników w krótkim cyklu produkcyjnym
• rzadziej angażują się w opiekę nad potomstwem
• odnoszą wysokie zyski z kojarzenia się z wieloma samicami

• sukces rozrodczy jest silnie zróżnicowany, część samców osiąga sukces bardzo wysoki, a część w ogóle nie bierze udziału w rozrodzie
• Strategia rozrodcza samców jest nastawiona na liczbę płodzonego potomstwa
• U samców natomiast sukces reprodukcyjny jest limitowany dostępnością i rozmieszczeniem samic
• Kontrolując atrakcyjne dla samic zasoby samce przejmują kontrolę nad samicami.

MONOGAMIA

STRATEGIE ROZRODCZE

• Występuje u większości ptaków i nielicznych ssaków
• udział obojga rodziców w opiece nad potomstwem u części gatunków bardzo podobny (np. gołębie), u innych zaś ma miejsce wyraźny rozdział obowiązków (np. gęsi)
• Brane są pod uwagę dwie hipotezy interpretujące utrzymywanie się systemu monogamicznego. Pierwsza, mówi, że występuje ona tam, gdzie opieka samca może istotnie podnieść sukces reprodukcyjny samicy.

• Hipoteza alternatywna zakłada, że samce mimo wszystko zyskiwałyby na poligynii, a monogamia jest wymuszana przez samice. Mogą to robić na różne sposoby, na przykład uniemożliwiając przyłączanie się innym samicom, poprzez przepędzanie ich z terytorium samca, psychofizjologiczną blokadę rozrodu samic podporządkowanych, niszczenie ich lęgów i uśmiercanie miotów

• U ssaków monogamia przybiera różne formy, które można podzielić na trzy kategorie

MONOGAMIA

STRATEGIE ROZRODCZE

kategorie u ssaków- Samica i samiec tworzą stałą lub okresową parę. Oba osobniki bronią wspólnego terytorium, a młode szybko opuszczają areał zajmowany przez rodziców (koziołek skalny)- opóźnione opuszczanie terytorium rodziców przez młode osobniki -powstają 2-3 pokoleniowe grupy rodzinne. Młode zwierzęta często włączają się do pomocy w opiece nad kolejnym miotem, w utrzymywaniu porządku, budowienor, zdobywaniu pożywienia (bóbr) -grupy składające się z wielu samców i samic, przy czym tylko dominująca para bierze udział w rozmnażaniu. U reszty zwierząt o niższej randze socjalnej udział w rozrodzie jest blokowany na drodze behawioralnej lub psychosomatycznej (feromony). Angażują się one w różnorodną pomoc świadczoną na rzecz grupy (wilk)

POLIGAMIA

STRATEGIE ROZRODCZE

POLIGYNIA

• terytorialna
• haremowa
• tokowiskowa
• mieszana

POLIANDRIA

• symultaniczna
• sekwencyjna

POLIGYNARDIAPROMISKUIZM

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA STRATEGIE ROZRODCZE

MONOGAMIAPOLIGYNIA POLIANDRIA

• uwarunkowania taksonomiczne (tendencja do określonego systemu np. poligynia u kuraków czy monogamia u gęsi)
• wyjątek pokrzywnica
• model rozwoju młodych osobników
• czas trwania sezonu rozrodczego i rozkład w czasie dostępnych (gotowych do rozrodu) samic
• Stopień zróżnicowania siedliska, sposób rozmieszczenia pokarmu, a tym samym samic i możliwości zmonopolizowania ich przez samce

DYMORFIZM PŁCIOWY

DUŻA SAMICAMAŁY SAMIEC

• Ekstremalny dymorfizm płciowy jest widoczny u bezkręgowców
• Strategia Żigolaka
• samice są duże, ponieważ duży rozmiar ciała warunkuje większą produkcję jaj (hipoteza płodności). Z kolei niewielkie rozmiary samców przypisuje się różnym czynnikom

DYMORFIZM PŁCIOWY

DUŻA SAMIECMAŁY SAMICA

• pielęgnice/Tanganika

DYMORFIZM PŁCIOWY

ARCHITEKTURA MÓZGU

• Różne role pełnione w procesie reprodukcji i w opiece nad potomstwem wpływają na różnice w wielkości mózgu
• U samców ryb cierników stwierdzono o 23% większy mózg niż u samic -konieczność budowy skomplikowanego gniazda, rytuał zabiegania o samicę i opieka nad potomstwem (hipoteza „jednego rodzica”)
• samica inwestuje większość swojej energii w produkcję jaj, nie zaś tkanki mózgowej, której wykształcenie jest związane z dużymi kosztami energetycznymi, ale wykazuje pewne kognitywne zdolności, porównując samców i podejmując ostateczną decyzje kto będzie ojcem jej dzieci (Kotr­schal i in., 2012)
• większe mózgi obserwowano u samców ptaków altanników czy samic pielęgnic i drapieżników sprawujących samodzielnie opiekę nad potomstwem

KTO WYBIERA?

• W populacjach zwierząt zamiast spodziewanej równej proporcji samic do samców (50:50) zwykle więcej jest samców gotowych do kopulacji
• Jest tak między innymi dlatego, że obie płcie różnie inwestują w produkcję gamet (drogie jaja, tanie plemniki) i opiekę nad potomstwem
• Zgodnie z tradycyjnym poglądem bardziej liczne samce nie mogą być wybredne w wyborze partnerki do rozrodu
• samica najczęściej decyduje o tym, kto będzie ojcem jej dzieci. W konsekwencji ta kierunkowa selekcja płciowa prowadzi u samców do wykształcenia niezwykłych cech morfologicznych lub behawioralnych

KTO WYBIERA?

• istnieje szereg przykładów na to, że to samiec wykazuje preferencje w stosunku do upatrzonej samicy, np. u jaszczurek, niektórych pająków, karaluchów, gupików, humbaków
• w populacjach, w których samice różnią się pod względem pewnych cech (np. rozmiarem ciała lub potencjałem reprodukcyjnym), a samiec musi wkładać wiele wysiłku w reprodukcję, ponieważ konkurencja o samicę jest duża. Żeby wygrać, prowadzi on intensywne zaloty (długi taniec godowy lub głośny i długi śpiew) lub pilnuje wybranki, aby nie była zapłodniona przez innego samca
• Samiec ponosi więc pewien wydatek energetyczny, który powinien być zrównoważony przez zysk płynący z kopulacji z najbardziej płodną samicą.
• Koszt ten może też być zmniejszony poprzez kojarzenie się tylko z wybraną grupą samic o podobnej atrakcyjności, o które zabiega mniejsza liczba samców

KTO WYBIERA? decyzja

• samica wybierając samca ma nadzieję, że on pomoże jej w opiece nad potomstwem, ochroni przed drapieżnikami czy dostarczy „pakietu socjalnego” w formie substancji odżywczych zyska pewne przywileje
• Jednym ze wskaźników pozwalających na ocenę, czy samiec sprosta pokładanym w nim nadziejom, jest jego wygląd. Wystarczy przecież spojrzeć na długi ogon samca pawia, żeby przekonać się, czy jest on w doskonałej kondycji zdrowotnej, czy cierpi na biegunkę i właściwie sam potrzebuje opieki
• Ocena samca bazująca na jego wyglądzie jest opisywana w literaturze jako mechanizm bezpośredniego efektu fenotypowego
• hipoteza dobrych genów
• hipoteza upośledzenia

KTO WYBIERA? decyzja

• U wielu gatunków samiec dostarcza jedynie nasienie, nie troszcząc się ani o partnerkę, ani o swoje potomstwo
• W tych przypadkach postuluje się, że wybór, jakiego dokonuje samica, podyktowany jest niebezpośrednim zyskiem. Jedną z hipotez wyjaśniających ten problem jest hipoteza seksownych synów (Weatherhead i Robertson 1979)
• mechanizm- on wygląda seksownie, więc jeśli go wybiorę, nasi synowie też będą wyglądać seksownie. Wybór atrakcyjnego samca nie przynosi samicy bezpośredniego zysku, lecz stwarza możliwość na to, że liczba jej wnuków będzie duża, ponieważ równie atrakcyjni poligeniczni synowie osiągną większy sukces rozrodczy

WSPÓŁZAWODNICTWO SPERMY

• proces współzawodnictwa o zapłodnienie jaja (lub jaj) odbywający się wewnątrz lub na zewnątrz ciała samicy pomiędzy spermą pochodzącą od dwóch lub większej liczby samców (Wigby i Chapman 2004)
• zwykle dochodzi do tego procesu, kiedy sperma pochodząca od różnych samców ma ze sobą bezpośredni kontakt. Sperma pochodząca od różnych samców może być jednak „magazynowana” w ciele samicy w różnych miejscach
• U muszki Drosophila melanogaster chemiczny skład spermy przez kilka dni przeciwdziała kolejnej kopulacji samicy
• fizyczne pilnowanie samicy, przed albo po kopulacji, aby nie parzyła się z innymi samcami, zjawisko powszechne u owadów, np. u ważek
• u węży następuje koagulacja ejakulatu lub specjalnie produkowanej przez samca wydzieliny w drogach rodnych samicy i tworzy się coś w rodzaju zatyczki

Zwyczaje godowe zwierząt