Адаптивное поведение (экология)
В поведенческой экологии адаптивное поведение — это любое поведение человека , которое прямо или косвенно способствует репродуктивному успеху и, таким образом, подчиняется силам естественного отбора . [1] Примеры включают предпочтение родственников в альтруистическом поведении , сексуальный выбор наиболее подходящего партнера и защиту территории или гарема от соперников.
И наоборот, неадаптивное поведение — это любое поведение, которое контрпродуктивно для выживания или репродуктивного успеха человека. Примеры могут включать альтруистическое поведение, которое не благоприятствует родственникам, усыновление неродственных детей и подчиненное положение в иерархии доминирования .
Адаптации обычно определяют как развитые решения повторяющихся экологических проблем выживания и воспроизводства. [2] Индивидуальные различия обычно возникают в результате как наследственного , так и ненаследственного адаптивного поведения. Доказано, что оба они влияют на эволюцию адаптивного поведения видов, хотя ненаследственная адаптация остается спорным вопросом. [2]
Ненаследственный
[ редактировать ]Популяции меняются в процессе эволюции . Каждый человек в популяции играет уникальную роль в своей конкретной среде. Эта роль, широко известная как экологическая ниша , представляет собой просто то, как организм живет в окружающей среде по отношению к другим. [3] На протяжении последующих поколений организм должен адаптироваться к окружающим условиям, чтобы занять свою нишу. Ниша организма будет развиваться по мере изменения внешней среды. Наиболее успешными видами в природе являются те, которые способны использовать адаптивное поведение, чтобы опираться на предшествующие знания, тем самым увеличивая свой общий банк знаний. В свою очередь, это улучшит их общую выживаемость и репродуктивный успех.
Обучение
[ редактировать ]Многие виды обладают способностью адаптироваться посредством обучения . [3] Организмы часто обучаются посредством различных психологических и когнитивных процессов, таких как оперантная и классическая обусловленность , а также память распознавания. [3] Этот процесс обучения позволяет организмам изменять свое поведение, чтобы выжить в непредсказуемых условиях. [3] Организмы рождаются как наивные особи, и обучение позволяет им получить знания, необходимые для адаптации и выживания. Приобретенное адаптивное поведение должно иметь как психологический , так и биологический компонент; без интеграции этих двух дисциплин невозможна поведенческая адаптация.
Родственный отбор
[ редактировать ]Родственный отбор (обычно называемый альтруизмом ) является примером адаптивного поведения, которое напрямую влияет на генетический состав популяции. Он включает в себя эволюционные стратегии, которые благоприятствуют выживанию родственников организма, часто за счет собственного выживания и размножения организма . [4] Это приведет к изменению частоты популяционных генов в последующих поколениях в зависимости от взаимодействия между родственными особями. Вероятность альтруизма возрастает, когда затраты для донора низкие или когда бенефициар имеет высокий уровень выгоды. Кроме того, люди часто демонстрируют альтруистическое поведение, когда родственник генетически подобен им. [4] Это означает, что потомки, братья и сестры с большей вероятностью выиграют от альтруизма, чем кто-то более дальний родственник, например двоюродный брат, тетя или дядя. [5] Родственный отбор сыграл большую роль в эволюции социального и адаптивного поведения шимпанзе. Близкородственные шимпанзе образуют родственную группу, которая сотрудничает, чтобы защитить территорию, тем самым увеличивая свой доступ к самкам и ресурсам. [6] Работая вместе с близкими родственниками, они могут гарантировать, что их гены сохранятся в следующем поколении, даже если обстоятельства не позволят им воспроизводить себя. [6] Эта поведенческая адаптация совпадает со способностью шимпанзе отличать родственных и неродственных родственников (так называемая визуальная родственная селекция), что позволяет шимпанзе формировать большие и сложные общества, в которых они используют альтруистические методы для обеспечения сохранения своих генов в будущих поколениях. [7] Широкий спектр видов, включая львов, медоносных пчел и других насекомых, продемонстрировал родственный отбор как адаптивное поведение. [8] [9] [10]
Территориальная оборона
[ редактировать ]Как упоминалось выше, шимпанзе работают вместе со своими близкими родственниками, чтобы защитить свою территорию . [11] Защита территории от соперников (известная как территориальность) — это приобретенное адаптивное поведение, осуществляемое несколькими экологическими видами. Преимущество территориальности варьируется в зависимости от интересующего вида, но основной принцип всегда заключается в повышении общей приспособленности. [12] Многие виды проявляют территориальность, чтобы добывать пищу, конкурировать за партнеров или иметь самое безопасное логово. Пение птиц — пример выученной территориальной защиты. Исследования показывают, что птицы с качественными песнями будут использовать их в качестве стимула, чтобы отпугивать хищников от их территориального ареала. [13] Было доказано, что песни более высокого качества действуют как лучший защитный механизм у различных видов птиц, таких как краснокрылый черный дрозд ( Agelaius phoeniceus ). [14] Следовательно, правильное изучение пения птиц в раннем возрасте необходимо для защиты территории у птиц. Европейские бобры ( касторовое волокно ) — еще один вид, использующий защиту территории. Они очень защищают свою территорию, потому что тратят много времени и энергии на ознакомление с ее местоположением и создание среды обитания. Бобры разработали технику запахового мечения, чтобы запугать злоумышленников. [15] Этот запах действует как «психологический забор», тем самым уменьшая вероятность травм или смерти от хищников.
Споры
[ редактировать ]Ведутся споры о том, существует ли биологический компонент, связанный с процессом обучения в экологическом адаптивном поведении. Многие исследователи предполагают, что биологические и психологические дисциплины интегрированы, в то время как другие полагают, что ненаследственный компонент является строго психологическим. Они утверждают, что ненаследственные черты не могут развиваться на протяжении последующих поколений. [16]
наследственный
[ редактировать ]
Организмы также могут проявлять наследственное адаптивное поведение. Такое поведение закодировано в их генах и унаследовано от родителей. Это дает организмам возможность реагировать на ситуации с помощью своих врожденных механизмов реагирования. Используя эти механизмы, они могут соответствующим образом реагировать на внутреннюю и внешнюю среду без необходимости учиться. [3]
Естественный отбор
[ редактировать ]Наследственное адаптивное поведение развивается посредством естественного отбора . В этом случае некоторые гены лучше вооружают людей реагировать на экологические или физиологические сигналы, тем самым увеличивая репродуктивный успех и заставляя эти гены сохраняться в будущих поколениях. Неадаптивное поведение приводит к снижению репродуктивного успеха, поэтому гены теряются для будущих поколений. [3] Эти адаптивные и неадаптивные характеристики возникают в результате случайной мутации , рекомбинации и/или генетического дрейфа . [2] По сути, естественный отбор — это механизм, который способствует направленному отбору генов у размножающихся особей. Признаки, которые обеспечивают больший репродуктивный успех организма, отдаются предпочтение, тогда как те, которые снижают репродуктивный успех, отбираются. [17] [18]
В отличие от обучения, естественный отбор — это исключительно биологическая концепция. Именно биологический и генетический компонент позволяет наследовать адаптивное поведение без связи с окружающей средой. Эту форму адаптивного поведения чаще всего рассматривают в экологических исследованиях , поэтому естественный отбор часто используют для объяснения экологического адаптивного поведения организмов.
Половой отбор
[ редактировать ]Хотя родственный отбор не передается по наследству и является прямым результатом окружающей среды, половой отбор представляет собой наследственное адаптивное поведение, и поэтому на него может воздействовать естественный отбор. Половой отбор относится конкретно к конкуренции за партнеров. [19] Многие черты или особенности, характерные для определенного вида, можно объяснить половым отбором как адаптивным поведением; это связано с тем, что конкуренция за партнеров приводит к наследованию определенных черт. [19] Только те виды, которые способны успешно конкурировать и получить партнера, будут воспроизводиться и передавать свои гены следующему поколению. Следовательно, видоспецифичные генетические черты должны передаваться по наследству, что позволит особям добиться успеха в назначенной им среде обитания. Существует множество примеров полового отбора как адаптивного поведения в окружающей среде; Одним из популярных примеров является половой диморфизм . Половой диморфизм — морфологическое, фенотипическое различие между самцами и самками одного и того же вида. [20] Типичным примером полового диморфизма является разница в размерах тела. [20] Половой диморфизм особенно можно наблюдать у вида рыб Lamprologus callipterus . [21] Эти рыбы-самцы существенно крупнее (иногда до 60 раз), чем их собратья-самки. [21] Увеличенный размер самца выгоден, поскольку более крупные особи могут конкурировать за самок и впоследствии защищать свое потомство, которое растет внутри пустых раковин улиток до самого рождения. [21] По сути, чем крупнее самец рыбы, тем больше адаптивный эффект. Преимущество большего размера и силы проявляется в способности самца конкурировать и защищаться. В отличие от самцов, самки рыб должны оставаться небольшими, чтобы откладывать икру внутри раковин улиток. [21] Очевидно, что размер играет значительную роль в репродуктивном успехе этого конкретного вида рыб. [22] Большой размер — распространенная адаптивная черта поведения, которая наследуется посредством полового отбора и размножения, как показано у Lamprologus callipterus и других видов с половым диморфизмом.
Важность
[ редактировать ]Было доказано, что адаптивное поведение имеет решающее значение в процессе естественного отбора и, следовательно, важно в эволюционном процессе . Виды, обладающие позитивным адаптивным поведением, по своей сути приобретут эволюционные преимущества. Например, адаптивное поведение является механизмом стабилизации популяции . [23] В естественных сообществах организмы способны взаимодействовать друг с другом, создавая сложные пищевые сети и динамику хищник-жертва . Адаптивное поведение помогает модулировать динамику пищевых отношений, оказывая прямое влияние на особенности и стратегии питания. [23] Такое адаптивное поведение позволяет проявлять устойчивость и сопротивление перед лицом потрясений и меняющейся окружающей среды. [23] В экологии центральными темами являются сосуществование организмов в природных экосистемах и стабильность популяций. В настоящее время мы живем в мире, в котором происходят большие и быстрые изменения, в основном из-за антропогенного воздействия на организмы и окружающую среду. [23] Изучая адаптивное поведение, можно понять сложность экосистемы – как она возникает, как развивается и как ее можно поддерживать.
Измерение
[ редактировать ]Поведенческие стратегии организма и его способность адаптироваться будут определять, как он будет реагировать в различных условиях окружающей среды. Приспособленность является общепринятым показателем адаптивного успеха и может быть определена как количество потомков, оставшихся после того, как группа продемонстрировала определенную поведенческую стратегию. [24] Успешные стратегии приведут к увеличению выживаемости и воспроизводства , что, в свою очередь, можно охарактеризовать как выгодную поведенческую адаптацию.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Экология и поведение из биологии: единство и разнообразие жизни, 10-е издание. Старр и Таггарт, 2004. Издательство Thompson. ISBN 0-534-39746-8
- ^ Перейти обратно: а б с Басс Д.М. и Грейлинг Х. 1999. Адаптивные индивидуальные различия. Журнал личности, 67: 209-243.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Стаддон, JER (1983). Адаптивное поведение и обучение . Издательство Кембриджского университета.
- ^ Перейти обратно: а б Эберхард, MJW 1975. Эволюция социального поведения путем родственного отбора. Ежеквартальный обзор биологии, 50: 1–33.
- ^ Смит, Дж. М. 1964. Групповой отбор и родственный отбор. Природа, 201: 1145–1147.
- ^ Перейти обратно: а б Морин П.А., Мур Дж.Дж., Чакраборти Р., Джин Л., Гудолл Дж. и Вудрафф Д.С. Родственный отбор, социальная структура, поток генов и эволюция шимпанзе. Наука, 265: 1193–1201.
- ^ Парр, Л.А. и де Ваал, FBM Визуальное распознавание родства у шимпанзе. Природа, 399: 647–648.
- ^ Бертрам, BCR (1976). Точки роста в этологии . Издательство Кембриджского университета.
- ^ Петерс, Дж. М., Квеллер, округ Колумбия, Императрис-Фонсека, В. Л., Рубик, Д. В. и Страссманн, Дж. Э. 1999. Число партнеров, родственный отбор и социальные конфликты у безжалостных пчел и медоносных пчел. Труды Королевского общества Б, 266: 379-384.
- ^ Квеллер, округ Колумбия и Страссманн, Дж. Э. 1998. Родственный отбор и социальные насекомые. Бионауки, 48: 165-175.
- ^ Кребс, младший 1980. Оптимальный поиск пищи, риск нападения хищников и защита территории. Ардеа, 68: 83-90.
- ^ Гезе, Э.М. 2001. Территориальная защита койотов (Canis latrans) в Йеллоустонском национальном парке, Вайоминг: кто, как, где, когда и почему. Канадский журнал зоологии, 79: 980-987.
- ^ Де Корт, SR, Элдермайр, ELB, Крамер, ERA и Веренкамп, SL (2009). Сдерживающий эффект пения птиц при обороне территории. Поведенческая экология, 20: 200-206.
- ^ Ясукава, К. 1981. Песня и защита территории краснокрылого черного дрозда. Аук, 98: 185–187.
- ^ Роселл, Ф. и Нолет, Б.А., 1997. Факторы, влияющие на поведение евразийского бобра в области ароматической маркировки ( касторовое волокно ). Журнал химической экологии, 3: 673-689.
- ^ Кон, Д. 1976. Две концепции адаптации: дарвиновская и психологическая. Журнал истории поведенческих наук, 12: 367-375.
- ^ Ланде, Р. и Арнольд, С.Дж. 1983. Измерение отбора коррелирующих символов. Эволюция, 37: 1210-26.
- ^ Холдейн, JBS 1953. Измерение естественного отбора. Генетика, 1: 480-487.
- ^ Перейти обратно: а б Андерссон, М. (1995). Половой отбор. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.
- ^ Перейти обратно: а б Барлоу, GW 2005. Как мы решаем, что половая роль вида изменена? Ежеквартальный обзор биологии, 80: 28-35.
- ^ Перейти обратно: а б с д Казутака О., Масанори К. и Тецу С. 2010. Необычная аллометрия полового диморфизма размеров у цихлид, у которых самцы значительно крупнее самок. Журнал биологических наук, 35: 257-265.
- ^ Маккормик, Мичиган, Райен, Калифорния, Мандей, П.Л. и Уокер, SPW 2010. Различные механизмы лежат в основе полового диморфизма размеров в двух популяциях рыб, меняющих пол. PLoS One, 5: e10616.
- ^ Перейти обратно: а б с д Вальдовинос Ф.С., Рамос-Хилиберто Р., Гарай-Нарваес Л., Урбани П. и Данн Дж.А. 2010. Последствия адаптивного поведения для структуры и динамики пищевых сетей. Письма об экологии, 13: 1546–1559.
- ^ Хьюстон, А. и Макнамара, Дж. М. (1999) Модели адаптивного поведения. Издательство Кембриджского университета.
