วิทยาศาสตร์ของนก: แนวความคิดทั่วไปเกี่ยวกับบทเพลงของนกในการศึกษาใหม่

แต่ละคนเลือกคู่ครองของพวกเขาได้อย่างไร ทำไมบางคนประสบความสำเร็จในการดึงดูดเพื่อนมากกว่าคนอื่น ๆ ?

คำถามโบราณเหล่านี้เกี่ยวข้องกับสัตว์ทุกชนิดอย่างกว้างขวางรวมถึงมนุษย์ด้วย ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วินนำเสนอวิธีหนึ่งในการตอบคำถามเหล่านี้ บางครั้งใช้ถ้อยคำว่า“ การอยู่รอดของคนที่เหมาะสมที่สุด” ทฤษฎีนี้ยังสามารถนำไปใช้กับการเลือกคู่ครองโดยทำนายว่ามันจะเป็นประโยชน์ในการเลือกคู่ที่เหมาะที่สุดในการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมของมัน - นักวิ่งที่เร็วที่สุดนักล่าที่ดีที่สุด.

ดูเพิ่มเติมที่: นกแสนเศร้าแสดงให้เห็นว่าประชากรสามารถตายจากความเหงาได้อย่างไร

แน่นอนว่าเป็นเรื่องสรุปง่ายๆเกี่ยวกับเรื่องเพศของมนุษย์เนื่องจากผู้คนจับคู่ในบริบทของบรรทัดฐานทางสังคมที่ซับซ้อนและบทบาททางเพศที่เป็นมนุษย์โดยเฉพาะ นักวิจัยอย่างพวกเราคิดว่าการเลือกคู่ครองในสัตว์อื่น ๆ นั้นได้รับอิทธิพลจากการปรับตัวที่รับรู้เหล่านี้ เหมาะกับความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวิวัฒนาการ: ถ้าผู้หญิงเลือกที่จะผสมพันธุ์กับเพศชายที่ปรับตัวได้ดีลูกหลานของพวกเขาอาจมีโอกาสรอดชีวิตได้ดีขึ้นเช่นกัน ลักษณะที่ได้เปรียบทำให้ลมพัดผ่านและเก็บรักษาไว้ในรุ่นต่อไป

แต่ในหลายสปีชีส์เพศผู้พยายามดึงดูดคู่ครองด้วยการแสดงลักษณะที่ดูเหมือนจะไม่ปรับตัว สัญญาณเหล่านี้ - เช่นหางพราวบนนกยูงหรือเพลงที่สวยงามจากนกร้องเพลง - แต่เดิมเป็นประแจขนาดใหญ่โยนเข้าไปในทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วิน ลักษณะเช่นนี้ดูเหมือนจะทำให้สัตว์มีแนวโน้มที่จะอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่ตรงกันข้าม การแสดงหางที่ฉูดฉาดหรือทำนองที่ฉูดฉาดนั้นยุ่งยากและมันก็ประกาศให้คุณได้เห็นนักล่าและความรัก ดาร์วินรู้สึกหงุดหงิดมากกับความไม่ลงรอยกันที่เขาพูดว่า: "การมองเห็นขนนกที่หางของนกยูงเมื่อใดก็ตามที่ฉันจ้องมองมันทำให้ฉันรู้สึกแย่"

การคิดเกี่ยวกับปริศนานี้ทำให้ดาร์วินไปสู่อีกทฤษฎีที่สำคัญ: การเลือกเพศ แทนที่จะแสดงการปรับตัวโดยตรงผู้ชายอาจจำเป็นต้องสร้างสัญญาณที่มีราคาแพงและไม่ปรับตัวถ้าผู้หญิงต้องการคุณลักษณะเหล่านั้นเมื่อเลือกคู่ครอง สำหรับผู้หญิงสัญญาณเหล่านี้อาจสื่อสารโดยทางอ้อมว่าผู้ชายจะเป็นเพื่อนที่ดีเพราะเขาสามารถอยู่รอดและประสบความสำเร็จได้แม้ว่าจะเป็นเครื่องประดับ แต่ไม่ใช่เพราะมัน ภายใต้โมเดลนี้คุณลักษณะที่มีราคาแพงที่สุดนั้นน่าสนใจที่สุด

แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเงินเดิมพันนั้นเพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับในสายพันธุ์ที่มีหลายเชื้อชาติโดยผู้ชายพยายามดึงดูดและสร้างพันธะกับผู้หญิงหลายคน ขั้นตอนถัดไปที่เป็นตรรกะในทฤษฎีนี้อาจทำนายได้ว่าแรงกดดันในการสร้างสัญญาณที่สวยงามจะพุ่งสูงขึ้นประกอบกับรางวัลสำหรับบุคคลที่มีเครื่องประดับอันประณีต หากผู้ชายที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดมีลักษณะพิเศษที่สุดการแข่งขันด้านอาวุธต่อมาหลายชั่วอายุคนสามารถเปลี่ยนประชากรให้มีลักษณะที่รุนแรงยิ่งขึ้น นี่เป็นทฤษฎีที่ใช้งานง่าย - การแข่งขันที่เพิ่มขึ้นสำหรับเพื่อนจะนำไปสู่ลักษณะที่เลือกทางเพศที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น แต่มันไม่ได้รับการทดสอบกับต้นไม้แห่งชีวิต

ระบบผสมพันธุ์ที่ไม่ใช่คู่สมรสเพิ่มการเลือกเพศในสัตว์จริง ๆ หรือไม่? เมื่อความแข็งแรงของการเลือกทางเพศเพิ่มขึ้นลักษณะทางเพศที่เลือกจะรุนแรงขึ้นหรือไม่? หางจะยาวขึ้นไหม? เพลงที่สวยงามมากขึ้น? ในฐานะนักชีววิทยาสองคนที่มีความเชี่ยวชาญในวิธีการคำนวณวิวัฒนาการของพฤติกรรมและขับขานเราจึงตัดสินใจตรวจสอบ

การสร้างฐานข้อมูลนก

วิวัฒนาการมีความซับซ้อนเท่ากับชีวิต ความสามารถในการคำนวณแบบใหม่ช่วยให้นักวิจัยอย่างเราเหนือกว่าการทดสอบว่าคุณลักษณะบางอย่างอาจเกิดขึ้นพร้อมกันได้หรือไม่ แต่เราสามารถเจาะลึกไปในอดีตและพยายามที่จะแยกแยะเส้นทางที่เผ่าพันธุ์ได้เดินทางผ่านประวัติศาสตร์เพื่อมาถึงที่พวกเขาอยู่ในปัจจุบัน

เพื่อทดสอบทฤษฎีที่ผู้ชายพยายามดึงดูดเพื่อนหลายคนจะขยายการเลือกเพศและขับเคลื่อนวิวัฒนาการของการแสดงที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นเราต้องการทั้งชุดข้อมูลใหม่และวิธีการใหม่ ๆ

นกที่เพรียกร้องเป็นระบบที่ยอดเยี่ยมสำหรับการศึกษาคำถามนี้ ประการแรกหลายเผ่าพันธุ์เป็นสังคม (แม้ว่าไม่จำเป็นต้องมีเพศสัมพันธ์) คู่สมรสซึ่งเป็นสิ่งที่หายากอย่างยิ่งในอาณาจักรสัตว์ แต่มีการเปลี่ยนอิสระจำนวนมากเพื่อ polygyny ในช่วงเวลาของประวัติศาสตร์ของพวกเขา นั่นทำให้เราเปรียบเทียบเพลงของนกที่กำลังมองหาคู่เดียวกับเพลงของคนที่กำลังมองหาเพื่อนหลายคู่ได้ง่าย ขับขานยังมีเพลงที่หลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อตั้งแต่ tweets เรียบๆของนกกระจอกบ้านไปจนถึง cadenzas ที่ประณีตของนกกระเต็น

จากการค้นหาวรรณกรรมที่ตีพิมพ์และคู่มือภาคสนามเรารวบรวมข้อมูลระบบการผสมพันธุ์ในเกือบ 700 สปีชีส์และข้อมูลเพลงสำหรับ 350 สปีชีส์ซึ่งเป็นฐานข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบัน เราได้รับสายเลือดที่ถูกตีพิมพ์เมื่อไม่นานมานี้ - โดยพื้นฐานแล้วคือ "ต้นไม้ครอบครัว" ที่ทอดยาวไปถึงบรรพบุรุษของนกทุกตัว - ซึ่งครอบคลุมประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของนกทั้งหมด สิ่งนี้จะทำหน้าที่เป็นแผนที่ของเราผ่านทางสายเลือดขับขาน

เรารวมข้อมูลลักษณะนิสัยของเราเข้ากับสายวิวัฒนาการเพื่อติดตามย้อนหลังในเวลาโดยประมาณว่าบรรพบุรุษของกลุ่มขับขานแต่ละกลุ่มอาจฟังดูและประพฤติตัวอย่างไร

วิธีการนี้คล้ายกับว่าถ้าเราไปพบครอบครัวมนุษย์และพบว่าสมาชิกในครอบครัวส่วนใหญ่มีผมสีบลอนด์และพูดภาษาสวีดิช - เราคาดเดาว่าหัวหน้าตระกูลของครอบครัวที่หายไปนานอาจมีผมสีบลอนด์ และน่าจะพูดภาษาสวีเดน จากนั้นเราสามารถไปพบครอบครัวรวมญาติที่อยู่ห่างไกลคนแรกเพื่อค้นหาคนผมบลอนด์ที่พูดภาษานอร์เวย์เป็นส่วนใหญ่ ในการชุมนุมอีกครั้งบางทีเราอาจเห็นคนผมสีน้ำตาลกำลังพูดภาษาสเปน ด้วยการทำเช่นนี้นับร้อยครั้งนักวิจัยสามารถคิดได้ว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างสีผมและภาษาในประวัติศาสตร์ของครอบครัวเหล่านี้หรือไม่

การใช้วิธีการที่คล้ายกันกับต้นไม้ตระกูลนกเราสามารถทดสอบได้ไม่เพียง แต่พฤติกรรมการผสมพันธุ์มีความสัมพันธ์กับเพลงของสิ่งมีชีวิต แต่ยังรวมถึงพฤติกรรมเหล่านี้ที่มีผลต่อกันในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการนกสองพันล้านปี โดยการประเมินพฤติกรรมที่เป็นไปได้ของบรรพบุรุษของนกขับขานสมัยใหม่เราสามารถคำนวณอัตราการวิวัฒนาการของคุณลักษณะเหล่านี้รวมถึงอัตราการวิวัฒนาการของเพลงที่อาจได้รับอิทธิพลจากพฤติกรรมการผสมพันธุ์หรือในทางกลับกัน

การเลือกเพศ แต่ไม่ใช่ในทิศทางเดียว

เมื่อเราทำการวิเคราะห์เชิงลึกนี้ผลลัพธ์ก็ทำให้เราประหลาดใจ เราไม่พบความสัมพันธ์ที่คาดหวังว่าเพลงจะมีความละเอียดมากขึ้นในสปีชีส์ที่ผู้ชายต้องการหาเพื่อนหลายคู่ แต่เราพบรูปแบบวิวัฒนาการที่น่าสนใจ: เพลงดูเหมือนจะพัฒนาสายเลือดแบบหลายภาษาได้เร็วขึ้น แต่ไม่ได้ไปในทิศทางใดโดยเฉพาะ

แทนที่จะเป็นผู้ชายที่เป็นบรรพบุรุษของพวกเขาที่พยายามจะแย่งชิงกันด้วยเพลงที่ไพเราะยิ่งขึ้นเพลงดูเหมือนจะแกว่งไปมาระหว่างความเรียบง่ายและซับซ้อนเช่นลูกตุ้มแกว่งไปมาหลายชั่วอายุ - เปลี่ยนอย่างรวดเร็วในช่วงเวลา แต่ไม่ได้อยู่ในทิศทางที่สอดคล้องกันในระยะยาว หากเพลงสายพันธุ์ polygynous เหล่านี้เรียบง่ายเกินไปหรือซับซ้อนเกินไปพวกเขาก็เริ่มเคลื่อนกลับไปที่กลาง

ดูเพิ่มเติม: เจ้าของสถิติใหม่สำหรับนกที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่เคยเป็นยักษ์ 1,700 ปอนด์

ผลลัพธ์เหล่านี้ท้าทายการหยั่งรู้ในวงกว้างเกี่ยวกับความสำเร็จด้านการสืบพันธุ์และแรงกดดันทางวิวัฒนาการ จากการศึกษาเพลงของนกหลายคู่และนกหลายสายพันธุ์ข้ามต้นไม้วิวัฒนาการเราพบว่าผลลัพธ์ที่ตรงกันข้ามกับภูมิปัญญาที่แพร่หลาย: สายพันธุ์ที่ดึงดูดเพื่อนร่วมหลายคนไม่ได้มีเพลงที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่เพลงของพวกเขาพัฒนาเร็วขึ้น นี่เป็นหลักฐานชิ้นใหม่ที่อาจเปลี่ยนแปลงสมมติฐานคลาสสิกเกี่ยวกับการไม่เลือกคู่สมรสคนเดียวและการเลือกเพศในวิวัฒนาการ

งานของเราแสดงให้เห็นว่าเมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาการเลือกเพศในอนาคตเราต้องคิดไม่เพียง แต่เกี่ยวกับขนาดของลักษณะที่กำลังศึกษา แต่ยังเปลี่ยนความเร็วได้เร็วแค่ไหน

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกใน The Conversation โดย Nicole Creanza และ Kate Snyder อ่านบทความต้นฉบับที่นี่