bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> βιολογία

Συνεταιριστική αναπαραγωγή-Γιατί οι δρυοκολάπτες βελανιδιών ζουν ως οικογένεια;

Συνεργατική εκτροφή είναι όταν τα μη γονικά μέλη μιας ομάδας βοηθούν στη φροντίδα των νέων στην ομάδα. Το 9% των ειδών πτηνών επιδεικνύει συνεταιριστική αναπαραγωγή.

Οι οικογένειες είναι ακατάστατες. Οι γονείς σου επιβάλλουν τη θέλησή τους, τα αδέρφια σου κλέβουν τα ρούχα και υπάρχει πάντα ένας ξάδερφος που ξεπερνά τους πάντες με τα ανέφικτα επιτεύγματά τους. Οι περισσότεροι από εμάς ανεχόμαστε τις οικογένειές μας επειδή, κατά βάθος, στον πυρήνα μας, τις αγαπάμε. Ωστόσο, οικογένειες, αυτή η ομάδα με την οποία πιθανότατα έχετε μεγαλώσει και έχετε δει σε όλη σας τη ζωή, βοηθούν κάποιον να αντιμετωπίσει το χάος του κόσμου.

Αλλά αν νομίζετε ότι οι ανθρώπινες οικογένειες είναι ακατάστατες, δεν έχετε ακούσει ποτέ για τους Δρυοκολάπτες Acorn. Η οικογένειά τους θα είναι ενωμένη!

Η οικογένεια που βοηθάει μαζί, μένει μαζί

Οι δρυοκολάπτες βελανιδιού, ένα μικρό είδος δρυοκολάπτη με ένα κόκκινο μπάλωμα φτερού στο κεφάλι του που μοιάζει με φαλακρό μπάλωμα γέρου, ασκούν συνεταιριστική εκτροφή. Αρκετοί ενήλικες θα συνεργαστούν για να μεγαλώσουν τα μικρά στην οικογένεια, ακόμα κι αν δεν έχουν άμεση σχέση με τους νέους. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν ένας έως τρεις μοναδικοί αναπαραγωγοί—γονείς, αν θέλετε— που ζευγαρώνουν και γεννούν τα αυγά τους, ενώ τα υπόλοιπα μέλη, η ευρύτερη οικογένεια, προστατεύουν και φροντίζουν την υπόλοιπη οικογένεια.

Οι δρυοκολάπτες βελανιδιών ζουν σε μεγάλες κοινές οικογένειες, συχνά με περισσότερα από δώδεκα μέλη, συνήθως περίπου 15 περίπου, και είναι όλοι λίγο πολύ συγγενείς μεταξύ τους. Υπάρχουν συνήθως πολλά αρσενικά αναπαραγωγής—αδέρφια, γιοι, πατέρες ή θείοι μεταξύ τους—και συνήθως ένα έως τρία θηλυκά αναπαραγωγής που μπορεί να είναι μητέρες, κόρες, αδερφές ή θείες μεταξύ τους.

Η υπόλοιπη οικογένεια είναι «βοηθοί-στη-φωλιά» και είναι συνήθως τα παιδιά των κτηνοτρόφων από μια προηγούμενη περίοδο ζευγαρώματος. Τα θηλυκά γεννούν τα αυγά τους μαζί σε μια ενιαία φωλιά.

Κατοικούν σε ψηλά δέντρα στη Βόρεια Αμερική, όπως η βελανιδιά, στην οποία δημιουργούν εκατοντάδες σακουλάκια. Μέσα στις δεντροσπηλιές τους βρίσκονται οι σιταποθήκες τους με βελανίδια για τις δύσκολες εποχές, καθώς και οι τρύπες που προκύπτουν που χρησιμοποιούνται για τη φωλιά τους.

Ο σιτοβολώνας του βελανιδιού δρυοκολάπτης αποθηκεύει τα βελανίδια τους (Φωτογραφία :Jean-Edouard Rozey/Shutterstock)

Για μια τόσο μεγάλη οικογένεια, απαιτείται μια παρόμοια μεγάλη περιοχή. Οι δρυοκολάπτες βελανιδιών μπορούν να καταλάβουν περιοχές που εκτείνονται έως και 15 στρέμματα (σχεδόν 15 γήπεδα ποδοσφαίρου), τις οποίες τα μέλη της οικογένειας υπερασπίζονται λυσσασμένα από τον ανταγωνισμό τους, άλλες οικογένειες δρυοκολάπτων βελανιδιών στη γύρω περιοχή ή από θάμνους, πουλιά που μοιάζουν με ένα καθαρό καλοκαιρινό πρωινό με φως μπλε, λευκά και γκρίζα φτερά.

Σε αυτές τις μεγάλες οικογένειες με τεράστιες ιδιοκτησίες, οι βοηθοί κάνουν το μεγαλύτερο μέρος της υπεράσπισης κρούοντας συναγερμούς, φροντίζοντας τα μικρά να είναι ασφαλή και αβλαβή και αναζητούν τροφή, αλλά με αυτόν τον τρόπο παραιτούνται από τα αναπαραγωγικά τους δικαιώματα.

Μεγαλύτερες οικογένειες, μεγαλύτερο πρόβλημα

Μην ξεγελιέστε από τη λέξη συνεταιρισμός, νομίζοντας ότι αυτά τα πουλιά είναι μια τεράστια, ευτυχισμένη οικογένεια, που συνυπάρχουν σε μια ουτοπία αγάπης και συντροφικότητας. Όπως συμβαίνει με κάθε οικογένεια, αυτά τα πουλιά έχουν τις διαμάχες και τις συγκρούσεις τους.

Μια τεράστια ανησυχία για αυτά τα πουλιά είναι η αιμομιξία. Σε αυτή τη μεγάλη ομάδα, όπου κάθε πουλί σχετίζεται σε κάποιο βαθμό με ένα άλλο πουλί, η αποφυγή της αιμομιξίας είναι πρωταρχικής σημασίας. Οι αρσενικοί βοηθοί παραμένουν έτσι γιατί δεν μπορούν να αναπαραχθούν με τη μητέρα τους και όλες οι διαθέσιμες θέσεις για έναν αρσενικό εκτροφέα είναι κατειλημμένες.

Οι βοηθοί στη φωλιά αναζητούν πάντα μια ευκαιρία να ανέβουν στην ιεραρχία και να γίνουν κτηνοτρόφοι, είτε είναι στη δική τους ομάδα είτε σε άλλη ομάδα, η οποία θα απαιτούσε να εγκαταλείψουν την οικογένειά τους.

«Αλλά πώς ξέρουν τη διαφορά μεταξύ της ξαδέρφης τους και της αδερφής τους;» μπορεί δικαίως να αναρωτιέστε.

Οικογενειακές διαφορές

Οι δρυοκολάπτες έχουν τριαδική επίγνωση, την επίγνωση του να γνωρίζουν ποιος είναι ποιος στη δική τους και σε άλλες ομάδες και τι σχέση έχει ο καθένας με τον άλλον. Αυτό είναι σαν να πάτε σε έναν οικογενειακό γάμο και να ξέρετε όχι μόνο ποιος είναι ο γιος της δεύτερης ξαδέρφης σας, αλλά και τι είδους σχέση έχουν μεταξύ τους και ποιος είναι ο διάσημος γάμος στο πάρτι.

Εάν ένας κτηνοτρόφος πεθάνει σε μια οικογένεια, ο ανταγωνισμός για να ανέλθει στο καθεστώς του εκτροφέα είναι σκληρός. Πουλιά μέσα από την ομάδα θα ανταγωνίζονται μεταξύ τους και μέλη από εξωτερικές ομάδες.

Εάν ένα θηλυκό πεθάνει στην ομάδα, οι αρσενικοί βοηθοί που δεν μπορούσαν να ζευγαρώσουν μαζί της επειδή ήταν η μητέρα τους θα μπορούσαν τώρα να αναπαραχθούν με ένα άλλο θηλυκό. Έτσι, πατέρας και γιος μπορούν να είναι και οι δύο κτηνοτρόφοι με ένα θηλυκό.

Πέταγμα αυγών

Μεταξύ των θηλυκών πτηνών υπάρχει ανταγωνισμός για την επιβίωση των δικών τους παιδιών. Σε οικογένειες όπου υπάρχουν πολλές γυναίκες εκτροφείς, η μία συχνά σαμποτάρει τα αυγά της άλλης πετάοντάς τα έξω από την κοινή τους φωλιά. Το πέταγμα των αυγών είναι τόσο διαδεδομένο που σχεδόν το ένα τρίτο των αυγών χάνεται με αυτήν τη συμπεριφορά.

Φαίνεται ότι υπάρχει όριο μεγέθους σε αυτές τις οικογένειες. Εάν η οικογένεια είναι πολύ μικρή, δεν υπάρχουν αρκετοί βοηθοί για να αναθρέψουν και να προστατέψουν τα μικρά. Εάν η οικογένεια είναι πολύ μεγάλη, η επιτυχία μειώνεται επίσης, συχνά επειδή αυξάνεται ο ανταγωνισμός μεταξύ των συντρόφων. Όπως τα περισσότερα πράγματα στη ζωή, υπάρχει ένας βέλτιστος αριθμός μελών που δίνουν στην οικογένεια την υψηλότερη αναπαραγωγική επιτυχία. Για τους δρυοκολάπτες βελανιδιάς, η ύπαρξη οικογένειας μεγαλύτερης των 7 ή 8 μελών είναι επιζήμια για την επιτυχία. Τα ζευγάρια που δεν είναι σε μια ομάδα μπορεί να δημιουργήσουν περισσότερα παιδιά μεμονωμένα, αλλά συνολικά, οι ομάδες με πολλούς εκτροφείς έχουν περισσότερα παιδιά συνολικά.

Γιατί να συνεργαστείτε;

Αυτό το ερώτημα βρίσκεται στο επίκεντρο της έρευνας για τη συνεταιριστική εκτροφή. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ζωή έχει προδιάθεση να προστατεύει τα δικά της συμφέροντα, δηλαδή τα δικά της γενετικά συμφέροντα. Τα εγωιστικά μας γονίδια αναζητούν τη δική τους κυριαρχία.

Γιατί, λοιπόν, το 9% των ειδών πτηνών, με τον δρυοκολάπτη Acorn να είναι μόνο ένα από τα πιο εκτενώς μελετημένα, να επιλέξει να ζήσει σε οικογένειες όπου ορισμένα μέλη δεν έχουν ποτέ την ευκαιρία να αναπαραχθούν;

Το Florida Scrub-Jay, ένα άλλο είδος πτηνών που εμφανίζει συνεταιριστική αναπαραγωγή (Φωτογραφία :Agami Photo Agency/Shutterstock)

Επιλογή συγγενών και γυμναστική χωρίς αποκλεισμούς

Μια υπόθεση είναι η επιλογή συγγενών και η φυσική κατάσταση χωρίς αποκλεισμούς. Η θεωρία, που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον W. D. Hamilton, δηλώνει ότι ορισμένα μέλη μιας ομάδας εγκαταλείπουν (ή καθυστερούν) το αναπαραγωγικό δυναμικό τους προκειμένου να ωφεληθούν περισσότερο η ομάδα. Οι μέλισσες είναι ένα κλασικό παράδειγμα απολύτως κοινωνικών ζώων, αν και οι συνεταιριστικές εταιρίες αναπαραγωγής είναι λιγότερο απόλυτα κοινωνικές από αυτές των πολυάσχολων μελισσών.

Οι υποστηρικτές της επιλογής συγγενών λένε ότι οι βοηθοί, που τείνουν να είναι μέλη της οικογένειας σε πολλές οικογένειες εκτροφής συνεταιρισμών πτηνών, αντλούν έμμεση καταλληλότητα (μια λέξη που χρησιμοποιείται για να αναφέρεται στην αναπαραγωγική επιτυχία). Όσο σημαντική κι αν είναι αυτή η υπόθεση, δεν εξηγεί επαρκώς την ανάπτυξη της συνεργασίας, ειδικά αν σκεφτεί κανείς ότι πολλά μέλη μιας οικογένειας είναι μη συγγενείς που έχουν μετακομίσει από την αρχική τους οικογένεια.

Ο ρόλος των οικολογικών παραγόντων έχει αποκτήσει ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια. Τα στοιχεία δείχνουν ότι η συνεταιριστική εκτροφή αναπτύσσεται σε δύο αντίθετους τύπους περιβαλλόντων—σταθερά περιβάλλοντα και ασταθή/ταραγμένα περιβάλλοντα. Ένα σταθερό περιβάλλον θα είχε «γεμίσει», όπου τα άτομα αντιμετωπίζουν υψηλό ανταγωνισμό για πόρους, γεγονός που καθιστά δύσκολη την αναπαραγωγή. Αυτό έχει ονομαστεί «οικολογικοί περιορισμοί» ή «κορεσμός οικοτόπων». Ένα ασταθές περιβάλλον δεν θα παρείχε τροφή ή καταφύγιο με βεβαιότητα.

Οι ιδέες είναι αντιφατικές και έχουν μπερδέψει πολλούς που μελετούν το πεδίο. Πολλά είδη ζώων αντιμετωπίζουν «οικολογικούς περιορισμούς» και έντονο ανταγωνισμό για πόρους σε μερικά από τα πιο σκληρά εδάφη, ωστόσο η συνεργατική αναπαραγωγή έχει εξελιχθεί μόνο σε λίγα είδη.

Φαίνεται ότι και οι δύο αυτές προϋποθέσεις είναι απαραίτητες. Φαίνεται ότι οι αρχικές συνθήκες απαιτούν τα μοναχικά είδη να ενωθούν για να σχηματίσουν οικογενειακές ομάδες που δεν συνεργάζονται ακόμη και δεν βοηθούν ενεργά τη φροντίδα των νέων. Ωστόσο, απαιτείται διαταραγμένη και αβέβαιη διακύμανση μεταξύ των εποχών για να εξελιχθεί η μη συνεργατική οικογενειακή δομή σε μια που αναπαράγεται συνεργατικά. Πολλά από αυτά ήρθαν στο φως από μια ερευνητική ομάδα που μελετούσε τη συνεταιριστική εκτροφή σε τζάι της Σιβηρίας.

Τα παραπάνω δεν είναι αλήθειες. Οι συνθήκες στη φύση σπάνια συμμορφώνονται με τις φτιαγμένες υποθέσεις μας και η απλή παρατήρηση των τρεχουσών οικολογικών συμπεριφορών δεν μας δίνει την πλήρη εικόνα. Για τους περίπλοκους δρυοκολάπτες βελανιδιάς, τα παραπάνω φαίνεται να ισχύουν, ωστόσο υπάρχουν και άλλα είδη για τα οποία υπάρχει μεγάλη συζήτηση.

Έχουν περάσει περισσότερα από 50 χρόνια από τότε που οι επιστήμονες άρχισαν να μελετούν τις ακατάστατες οικογένειες των δρυοκολάπτων Acorn. Από την ικανότητά τους να κρατούν μια ολόκληρη οικογενειακή κίτρινη σελίδα στο κεφάλι τους μέχρι ένα οικογενειακό σύστημα που ανταγωνίζεται το πιο περίπλοκο σύστημα που έχουν προσπαθήσει οι άνθρωποι, αυτά είναι απίστευτα πλάσματα. Συχνά μας αρέσει να πιστεύουμε ότι τα ανθρώπινα όντα είναι κάπως ανώτερα ή ξεχωριστά από το ζωικό βασίλειο, ωστόσο είμαστε σε μεγάλο βαθμό μέρος του, όπως αποδεικνύεται από την κοινή μας ιδιότητα να έχουμε τέτοιες ακατάστατες οικογένειες!


Πώς μπορεί να επηρεαστεί η μορφογένεση από τη γονιδιακή έκφραση

Η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης παίζει ζωτικό ρόλο στη μορφογένεση ελέγχοντας τους κυτταρικούς μηχανισμούς κυτταρικής διαίρεσης και εξειδίκευσης των κυττάρων. Επιπλέον, η κυτταρική συμπεριφορά όπως η κυτταρική μετανάστευση, οι κυτταρικές ιδιότητες όπως η κυτταρική προσκόλληση καθώς και η απόπτωση

Διαφορά μεταξύ μονουβριδικής και διυβριδικής κληρονομικότητας

Η κύρια διαφορά μεταξύ μονουβριδικής και διυβριδικής κληρονομικότητας είναι ότι η μονοϋβριδική κληρονομικότητα περιγράφει την κληρονομικότητα ενός μόνο ζεύγους αλληλόμορφων ενώ η διυβριδική κληρονομικότητα περιγράφει την κληρονομικότητα δύο ζευγών ανεξάρτητων αλληλόμορφων. Επιπλέον, η φαινοτυπική α

Διαφορά μεταξύ πυρήνα και νουκλεοειδούς

Κύρια διαφορά – Πυρήνας εναντίον νουκλεοειδούς Ο πυρήνας και το νουκλεοειδές είναι οι περιοχές που διαχωρίζουν το γενετικό υλικό από άλλα κυτταρικά συστατικά του κυττάρου. Ο πυρήνας είναι η περιοχή που περικλείεται από τη μεμβράνη που φιλοξενεί το ευκαρυωτικό γενετικό υλικό. Αποτελείται από οργανωμέ