ПОЛОВОЙ ДИМОРФИЗМ: ЧТО ЭТО ТАКОЕ, У ПОЗВОНОЧНЫХ И БЕСПОЗВОНОЧНЫХ - БИОЛОГИЯ - 2025

При половом диморфизме наблюдаются фенотипические различия между самцами и самками одного вида. Эти различия не ограничиваются областью морфологии (например, размером тела, цветом и др.), Они также включают признаки на физиологическом и этологическом уровне. Напротив, когда представители обоих полов одного вида похожи или идентичны по внешнему виду, используется противоположный термин: мономорфные виды.

Эти характеристики, позволяющие различать пол, обычно более заметны у мужчин, чем у женщин - хотя есть важные исключения - и считаются адаптивными. Предполагается, что эти черты повышают биологическую пригодность или приспособленность каждого пола, максимизируя репродуктивный успех.

Пара уток-мандаринок (Aix galericulata), в Англии. Самец слева, а самка справа.
Источник © Francis C. Franklin / CC-BY-SA-3.0

Эти характеристики повышают биологическую пригодность двумя способами: будучи более привлекательными для противоположного пола (например, красочная окраска птиц, таких как павлины и райские птицы), или служа оружием для борьбы при столкновениях с людьми того же пола. секс (как рога) и награда - доступ к противоположному полу.

Хотя этот термин использовался в основном в зоологии, это явление также отмечалось у растений.

Что такое половой диморфизм?

Слово диморфизм означает «две формы». Следовательно, половой диморфизм относится к различиям между представителями обоих полов одного и того же вида.

Половой диморфизм становится более заметным по мере роста и развития организма. Как правило, на преждевременных стадиях развития организма внешний вид между полами меняется незначительно.

Половые признаки, которые появляются после достижения половой зрелости, называются «вторичными половыми признаками». В свою очередь, основные половые признаки напрямую связаны с репродуктивным процессом: половые органы.

Различия между мужчинами и женщинами могут возникать на разных уровнях: морфологические признаки (анатомия, размер, окраска), физиология, экология, поведение и другие.

Например, у некоторых видов самцы большие и красочные, а самки маленькие и загадочные. Точно так же есть поведения, которые встречаются только у одного пола и никогда не наблюдаются у другого.

Эволюция полового диморфизма

Почему определенные черты уникальны для одного пола, у одного вида? Почему есть виды с половым диморфизмом, тогда как в других филогенетически близких группах они являются мономорфными видами?

Эти вопросы пробудили любопытство биологов-эволюционистов, которые предложили различные гипотезы для их объяснения. Как мы увидим ниже, механизмы естественного отбора и полового отбора, кажется, удовлетворительно объясняют это широко распространенное явление в мире природы.

Роль полового отбора

Понимание механизмов, которые привели к возникновению полового диморфизма, на протяжении десятилетий увлекало биологов-эволюционистов.

Уже в викторианскую эпоху известный британский натуралист Чарльз Дарвин высказал предположение об этом. Дарвин считал, что половой диморфизм можно объяснить половым отбором. В этом контексте эволюционные силы по-разному действуют в отношении полов.

Эти отличительные характеристики дают человеку преимущества перед его товарищами того же пола и того же вида с точки зрения возможностей найти себе пару и совокупиться. Хотя есть некоторые вопросы, связанные с половым отбором, это важный компонент теории эволюции.

Почему мужчины обычно броские, а женщины нет?

Половой отбор может действовать со значительной силой и доводить физические характеристики до оптимальных, выбранных естественным путем.

Поскольку различия в репродуктивном успехе у самцов обычно больше, чем у самок (это происходит преимущественно у млекопитающих), у самцов часто проявляются половые диморфные черты.

Примером этого являются поразительные расцветки меха, украшений и оружия, которые бросают вызов своим противникам-мужчинам и привлекают женщин.

Исключения

Хотя это наиболее распространенные, преувеличенные и красочные черты у мужчин не распространены повсеместно у всех живых организмов. Сообщается о конкуренции за воспроизводство между самками у нескольких видов.

Следовательно, именно самки демонстрируют произвольно преувеличенные черты, связанные с увеличением успеха в поиске партнера и способностью к воспроизводству.

Самый известный пример этого явления наблюдается у птиц вида Actophilornis africanus. У самок тела больше, чем у самцов, и они сражаются в интенсивных битвах, чтобы получить возможность спаривания.

Роль естественного отбора

Другие черты, кажется, лучше объяснить с помощью механизма естественного отбора, чем сам половой отбор.

Например, на Галапагосских островах обитают самые разные зяблики, относящиеся к роду Geospiza. У каждого вида морфология клюва варьируется между самцами и самками. Этот факт объясняется разными пищевыми привычками, характерными для каждого пола в частности.

Точно так же естественный отбор может объяснить различия в размерах животных - самки обычно имеют большие размеры и массу тела.

В этом случае больший размер энергетически благоприятствует процессам беременности и кормления грудью, а также позволяет рожать более крупных особей.

В заключение, признаки, которые различают особей обоих полов, могут возникнуть как в результате естественного отбора, так и в результате полового отбора. Однако границу между ними установить сложно.

Сегодня степень полового диморфизма у некоторых видов считается результатом различий в сумме всех факторов отбора, которые по-разному влияют на самцов и самок.

Экологические причины

Альтернативная точка зрения пытается объяснить появление полового диморфизма в природе. Основное внимание уделяется экологическим причинам этого процесса и тому, как представители разных полов адаптировались к разным экологическим нишам.

Эта идея также была отражена в трудах Дарвина, где натуралист сомневался, были ли гендерные экологические адаптации обычным явлением в природе. Эта гипотеза, относящаяся к экологической нише, проверялась в основном на птицах.

Различия в фенотипических признаках приводят к разделению ниш. Это приводит к снижению внутривидовой конкуренции (внутри одного вида).

У животных

В животном мире явление полового диморфизма довольно распространено, как у позвоночных, так и у беспозвоночных. Мы опишем наиболее актуальные примеры каждой линии передачи.

У позвоночных

У позвоночных половой диморфизм присутствует на физиологическом, морфологическом и этологическом уровнях.

Рыбы

У некоторых видов рыб самцы имеют яркую окраску, связанную с ухаживаниями противоположного пола.

Некоторые рыбы борются между самцами за доступ к самкам. Между полами нет общей модели размеров; у некоторых видов самец крупнее, у других - самка. Есть крайний случай, когда самец в 60 раз больше самки.

Амфибии и нептичьи рептилии

У амфибий и рептилий уровень полового диморфизма широко варьирует в зависимости от изучаемой линии. В этой группе различия обычно заключаются в размере, форме и окраске определенных структур. У бесхвостых особей (лягушек) самцы поют мелодичные ночные песни, чтобы привлечь потенциальных партнеров.

птицы

У птиц половой диморфизм проявляется в окраске оперения, размерах тела и поведении. В большинстве случаев самцы крупнее самок, хотя есть и заметные исключения.

Подавляющее большинство самцов демонстрируют яркую окраску и значительное разнообразие орнаментов, тогда как самки - тусклые, загадочные цвета. Как мы упоминали ранее, эти различия в основном связаны с неравным вкладом в репродуктивный процесс.

Самцы часто демонстрируют сложные ухаживания (например, танцы), чтобы найти себе пару.

Считается, что такая заметная окраска и наличие выступающих структур указывают самке на физиологическое состояние самца, поскольку тусклая окраска связана с присутствием патогенов и плохим здоровьем.

У видов, у которых вклад в воспроизводство и родительскую заботу одинаково распределяется у обоих полов, диморфизм менее выражен.

Млекопитающие

У млекопитающих самец обычно крупнее самки, и это различие объясняется механизмами полового отбора. Различия, обнаруженные между обоими полами, зависят от изучаемых видов, поэтому установить общую закономерность невозможно.

У беспозвоночных

Тот же образец, что и у позвоночных, мы наблюдаем у беспозвоночных. Разные виды различаются по размеру тела, орнаменту и цвету.

В этой линии также наблюдаются соревнования между самцами. У некоторых бабочек самцы имеют яркую радужную окраску, а самки белые.

У некоторых видов паукообразных самки значительно крупнее самцов и демонстрируют каннибалистическое поведение.

В растениях

Термин половой отбор широко используется зоологами. Однако его можно экстраполировать на ботанику. Различия весьма заметны с точки зрения общих характеристик и не очень значительны, если мы сосредоточимся на вторичных половых признаках.

Хотя это правда, что большинство цветковых растений являются гермафродитами, половой диморфизм развился в разных линиях с разными полами.

Ссылки

1. Андерссон, МБ (1994). Половой отбор. Издательство Принстонского университета.
2. Бернс, CM (2013). Эволюция полового диморфизма: понимание механизмов различий половой формы. В Половой диморфизм. IntechOpen.
3. Клаттон-Брок, Т. (2009). Половой отбор у самок. Поведение животных, 77 (1), 3-11.
4. Гебер, Массачусетс, и Доусон, Т.Е. (1999). Гендерный и половой диморфизм у цветковых растений. Springer Science & Business Media.
5. Хакк, CM, и Донахью, PK (1998). Регуляция полового диморфизма у млекопитающих. Физиологические обзоры, 78 (1), 1-33.
6. Келли, ДБ (1988). Сексуально диморфное поведение. Ежегодный обзор нейробиологии, 11 (1), 225-251.
7. Раллс, К., и Месник, С. (2009). Половой диморфизм. В Энциклопедии морских млекопитающих (стр. 1005-1011). Академическая пресса.