Sukces reprodukcyjny

Plemnik zapładniający komórkę jajową podczas rozmnażania płciowego jest jednym z etapów sukcesu reprodukcyjnego

Sukces reprodukcyjny to produkcja potomstwa przez jednostkę na wydarzenie hodowlane lub całe życie. Nie jest to ograniczone liczbą potomstwa wydanego przez jednego osobnika, ale także sukcesem reprodukcyjnym tego potomstwa.

Sukces reprodukcyjny różni się od sprawności fizycznej tym, że indywidualny sukces niekoniecznie jest wyznacznikiem siły adaptacyjnej genotypu, ponieważ wpływ przypadku i środowiska nie ma wpływu na te specyficzne geny. Sukces reprodukcyjny staje się elementem sprawności, gdy potomstwo zostaje faktycznie włączone do populacji hodowlanej. Jeśli ilość potomstwa nie jest skorelowana z jakością, to jest to możliwe, ale jeśli nie, sukces reprodukcyjny musi być dostosowany do cech, które przewidują przeżycie młodocianych, aby mógł być skutecznie mierzony.

Jakość i ilość polega na znalezieniu właściwej równowagi między reprodukcją a utrzymaniem. Teoria starzenia się somy jednorazowego użytku mówi nam, że dłuższe życie będzie odbywać się kosztem reprodukcji, a zatem długowieczność nie zawsze jest skorelowana z wysoką płodnością.

Inwestycja rodziców jest kluczowym czynnikiem sukcesu reprodukcyjnego, ponieważ lepsza opieka nad potomstwem często daje mu przewagę w zakresie sprawności w późniejszym życiu. Obejmuje to wybór partnera i dobór płciowy jako ważny czynnik sukcesu reprodukcyjnego, co jest kolejnym powodem, dla którego sukces reprodukcyjny różni się od sprawności, ponieważ indywidualne wybory i wyniki są ważniejsze niż różnice genetyczne. Ponieważ sukces reprodukcyjny mierzy się na przestrzeni pokoleń, badania podłużne są preferowanym rodzajem badań, ponieważ śledzą populację lub osobę przez dłuższy okres czasu w celu monitorowania postępów osobnika (osób). Te długoterminowe badania są preferowane, ponieważ negują skutki zmienności w ciągu jednego roku lub sezonu lęgowego.

Wkład odżywczy

Odżywianie jest jednym z czynników wpływających na sukces reprodukcyjny. Na przykład różne ilości spożycia, a dokładniej stosunek węglowodanów do białek. W niektórych przypadkach ilości lub proporcje spożycia mają większy wpływ na pewnych etapach życia. Na przykład u meksykańskiej muszki owocowej spożycie białka przez samca ma kluczowe znaczenie tylko w momencie wykwitu. Spożycie w tym czasie zapewnia dłuższą zdolność reprodukcyjną. Po tym etapie rozwoju spożycie białka nie będzie miało żadnego wpływu i nie jest konieczne do osiągnięcia sukcesu reprodukcyjnego. Ponadto Ceratitis capitata eksperymentowano na samcach, aby zobaczyć, jak wpływ białka w stadium larwalnym wpływa na sukces krycia. Samce karmiono albo dietą wysokobiałkową, która składała się z 6,5 g/100 ml, albo dietą bezbiałkową w fazie larwalnej. Samce karmione białkiem miały więcej kopulacji niż te, które nie były karmione białkiem, co ostatecznie koreluje z wyższym sukcesem krycia. Zaobserwowano, że pozbawione białka samce muchy plujki wykazują mniejszą liczbę zorientowanych wierzchowców i zapładniają mniej samic niż bardziej żywo karmione samce. W jeszcze innych przypadkach wykazano, że pozbawienie ofiar lub nieodpowiednia dieta prowadzą do częściowego lub całkowitego zatrzymania aktywności godowej samców. Czas kopulacji trwał dłużej w przypadku samców karmionych cukrem niż much karmionych białkiem, co pokazuje, że węglowodany są bardziej potrzebne dla dłuższego czasu trwania kopulacji.

Uważa się, że u ssaków ilość białka, węglowodanów i tłuszczów wpływa na sukces reprodukcyjny. Oceniono to wśród 28 samic niedźwiedzi czarnych ocenianych na podstawie pomiaru liczby urodzonych młodych. Stosując różne pokarmy jesienią, w tym kukurydzę, rośliny zielne, dąb czerwony, buk i wiśnię, odnotowano wartości odżywcze białka, węglowodanów i tłuszczu, ponieważ każdy z nich różnił się składem procentowym. Siedemdziesiąt procent niedźwiedzi, które stosowały dietę bogatą w tłuszcze i węglowodany, urodziło młode. I odwrotnie, wszystkie 10 samic, które stosowały dietę niskowęglowodanową, nie rozmnażało młodych, uznając węglowodany za krytyczny czynnik sukcesu reprodukcyjnego, w którym tłuszcz nie był przeszkodą.

Wykazano, że odpowiednie odżywianie w okresach poprzedzających krycie ma największy wpływ na różne procesy reprodukcyjne u ssaków. Ogólnie rzecz biorąc, zwiększone odżywianie w tym czasie było najbardziej korzystne dla rozwoju oocytów i zarodków. W rezultacie poprawiła się również liczba i żywotność potomstwa. Dlatego właściwy czas żywienia w okresie poprzedzającym krycie ma kluczowe znaczenie dla rozwoju i długoterminowych korzyści potomstwa. Sójki z Florydy karmiono dwiema różnymi dietami i zauważono, że wyniki hodowlane mają różne skutki. Jedna dieta składała się z wysokiej zawartości białka i tłuszczu, a druga składała się tylko z wysokiej zawartości tłuszczu. Istotnym wynikiem było to, że ptaki na diecie wysokobiałkowej i wysokotłuszczowej znosiły cięższe jaja niż ptaki na diecie bogatotłuszczowej. Istniała różnica w ilości wody w jajach, co odpowiadało za różne wagi. Przypuszcza się, że dodatkowa woda wynikająca z odpowiedniej diety bogatej w białko i tłuszcz może przyczynić się do rozwoju i przeżycia piskląt, wspomagając w ten sposób sukces reprodukcyjny.

Spożycie w diecie poprawia również produkcję jaj, co można również uznać za pomoc w tworzeniu zdolnego do życia potomstwa. Zmiany pokryciowe obserwuje się w organizmach w odpowiedzi na warunki niezbędne do rozwoju. Jest to pokazane na przykładzie świerszcza dwuplamego, gdzie badano karmienie samic. Stwierdzono, że kojarzone samice wykazywały większe ogólne spożycie niż nieparzyste. Obserwacje samic świerszczy wykazały, że po złożeniu jaj pod koniec drugiego dnia spożycie białka wzrosło. Samice świerszczy wymagają zatem większego spożycia białka, aby odżywić rozwój kolejnych jaj, a nawet krycie. Mówiąc dokładniej, przy użyciu analizy struktury geometrycznej, po kryciu samice żywiły się dietą bogatszą w białko. Stwierdzono, że nieparzyste i krykieta samice świerszczy preferują odpowiednio 2:1 i 3,5:1 białka do węglowodanów. U przepiórek japońskich badano wpływ jakości diety na produkcję jaj. Jakość diety różniła się procentowym składem białka, przy czym dieta wysokobiałkowa miała 20%, a dieta niskobiałkowa 12%. Stwierdzono, że zarówno liczba wyprodukowanych jaj, jak i wielkość jaj były większe w diecie wysokobiałkowej niż niskobiałkowej. Okazało się jednak, że transmisja przeciwciał matczynych nie uległa zmianie. Tak więc odpowiedź immunologiczna nie uległa zmianie, ponieważ nadal istniało źródło białka, chociaż było ono niskie. Oznacza to, że ptak jest w stanie zrekompensować brak białka w diecie np. rezerwami białka.

Wyższe stężenia białka w diecie również pozytywnie korelowały z produkcją gamet u różnych zwierząt. Zbadano powstawanie oothecae u karaluchów z brązowymi paskami na podstawie spożycia białka. Spożycie białka na poziomie 5% uznano za zbyt niskie, ponieważ opóźniało krycie, a skrajne 65% białka bezpośrednio zabiło karalucha. Produkcja Oothecae u samic była bardziej optymalna przy diecie zawierającej 25% białka.

Chociaż istnieje trend, zgodnie z którym białka i węglowodany są niezbędne dla różnych funkcji rozrodczych, w tym powodzenia kopulacji, rozwoju jaj i produkcji jaj, proporcje i ilości każdego z nich nie są ustalone. Wartości te różnią się w zależności od gatunku zwierząt, od owadów po ssaki. Na przykład wiele owadów może potrzebować diety składającej się zarówno z białka, jak i węglowodanów o nieco wyższym stosunku białka do sukcesu reprodukcyjnego. Z drugiej strony ssak taki jak niedźwiedź czarny potrzebowałby większej ilości węglowodanów i tłuszczów, ale niekoniecznie białka. Różne rodzaje zwierząt mają różne potrzeby w zależności od ich budowy. Nie można generalizować, ponieważ wyniki mogą się różnić w zależności od różnych typów zwierząt, a nawet bardziej w przypadku różnych gatunków.

Hodowla spółdzielcza

Ewolucyjnie ludzie są społecznie dobrze przystosowani do swojego środowiska i współistnieją ze sobą w sposób korzystny dla całego gatunku. Hodowla spółdzielcza , zdolność ludzi do inwestowania w potomstwo innych i pomagania im w wychowywaniu, jest przykładem niektórych ich unikalnych cech, które odróżniają ich od innych naczelnych innych niż ludzie, mimo że niektórzy ćwiczą ten system z niską częstotliwością. Jednym z powodów, dla których ludzie wymagają znacznie większych inwestycji innych niż rodzicielskie w porównaniu z innymi gatunkami, jest to, że nadal są zależni od dorosłych, którzy opiekują się nimi przez większość okresu młodzieńczego. Hodowlę kooperatywną można wyrazić poprzez wsparcie ekonomiczne, które wymaga od ludzi inwestowania finansowego w czyjeś potomstwo lub poprzez wsparcie społeczne, które może wymagać aktywnych inwestycji energetycznych i czasu. Ten system rodzicielski ostatecznie pomaga ludziom w zwiększeniu wskaźnika przeżycia i sukcesu reprodukcyjnego jako całości. Reguła Hamiltona i dobór krewniaczy służą do wyjaśnienia, dlaczego to altruistyczne zachowanie zostało wybrane w sposób naturalny i co zyskują osoby niebędące rodzicami, inwestując w potomstwo, które nie jest ich własnym. Reguła Hamiltona mówi, że rb > c gdzie r= pokrewieństwo, b= korzyść odbiorcy, c= koszt pomocnika. Ta formuła opisuje związek, który musi zachodzić między trzema zmiennymi, aby miał miejsce dobór krewniaczy. Jeśli względne pokrewieństwo genetyczne pomocnika z potomstwem jest bliższe, a korzyści z niego płynące są większe niż koszt pomocnika, najprawdopodobniej preferowany będzie dobór krewniaczy. Chociaż dobór krewniaczy nie przynosi korzyści jednostkom, które inwestują w potomstwo krewnych, nadal znacznie zwiększa sukces reprodukcyjny populacji, zapewniając przekazywanie genów następnemu pokoleniu.

ludzie

Niektóre badania sugerują, że historycznie kobiety miały znacznie wyższy wskaźnik sukcesu reprodukcyjnego niż mężczyźni. Dr Baumeister zasugerował, że współczesny człowiek ma dwa razy więcej żeńskich przodków niż męskich przodków.

Samce i samice powinny być rozpatrywane oddzielnie pod względem sukcesu reprodukcyjnego ze względu na ich różne ograniczenia w produkcji maksymalnej liczby potomstwa. Kobiety mają ograniczenia, takie jak ciąży (zwykle 9 miesięcy), po którym następuje laktacja, która hamuje owulację i jej szanse na szybkie ponowne zajście w ciążę. Ponadto ostateczny sukces reprodukcyjny samicy jest ograniczony ze względu na zdolność do rozłożenia jej czasu i energii na rozmnażanie. Petera T. Ellisona stwierdza: „Metaboliczne zadanie przekształcenia energii ze środowiska w zdolne do życia potomstwo spada na samicę, a tempo, w jakim może ona wydawać potomstwo, jest ograniczone przez tempo, w jakim może skierować energię metaboliczną do tego zadania”. energii z jednej kategorii do drugiej odbiera ogólnie poszczególnym kategoriom. Na przykład, jeśli kobieta nie osiągnęła pierwszej miesiączki jednak będzie musiała skupić swoją energię tylko na wzroście i utrzymaniu, ponieważ nie może jeszcze skierować energii na reprodukcję. Jednak gdy samica jest gotowa do rozpoczęcia wydatkowania energii na reprodukcję, będzie miała mniej energii do wykorzystania na ogólny wzrost i utrzymanie.

Kobiety mają ograniczenia co do ilości energii, którą będą musiały wydać na reprodukcję. Ponieważ samice przechodzą przez ciążę, mają ustalony obowiązek wydatkowania energii na reprodukcję. Samce jednak nie mają tego ograniczenia i dlatego mogą potencjalnie wydać więcej potomstwa, ponieważ ich zaangażowanie energii w rozmnażanie jest mniejsze niż u samic. Biorąc wszystko pod uwagę, mężczyźni i kobiety są ograniczani z różnych powodów i liczby potomstwa, które mogą urodzić. Natomiast mężczyźni nie są ograniczeni czasem i energią ciąży lub laktacji. Samice są również uzależnione od jakości genetycznej swojego partnera. Odnosi się to do jakości nasienia samca i zgodności antygenów plemników z układem odpornościowym samicy. Jeśli ludzie w ogóle, rozważ fenotypowych , które przedstawiają ich zdrowie i symetrię ciała. Wzorzec ograniczeń reprodukcyjnych kobiet jest spójny z historią życia człowieka i we wszystkich populacjach.

Trudnością w badaniu sukcesu reprodukcyjnego człowieka jest jego duża zmienność. Każda osoba, mężczyzna czy kobieta, jest inna, zwłaszcza jeśli chodzi o sukces reprodukcyjny, a także płodność. O sukcesie reprodukcyjnym decydują nie tylko zachowania (wybory), ale także zmienne fizjologiczne, których nie można kontrolować.

„Model obciążenia wstecznego” Blurntona-Jonesa „przetestował hipotezę, że długość przerw między narodzinami łowców-zbieraczy !Kung pozwalała kobietom optymalnie zrównoważyć zapotrzebowanie energetyczne związane z rodzeniem dzieci i zbieractwem w społeczeństwie, w którym kobiety musiały nosić małe dzieci i zbierać paszę znaczne odległości”. Za tą hipotezą stoi fakt, że odstępy między porodami dawały większe szanse na przeżycie dziecka i ostatecznie sprzyjały sprawności ewolucyjnej. Ta hipoteza jest zgodna z ewolucyjnym trendem posiadania trzech obszarów do podziału energii indywidualnej: wzrostu, utrzymania i reprodukcji. Ta hipoteza jest dobra do zrozumienia „zmienności płodności na poziomie indywidualnym w społeczeństwach o małej skali i wysokiej płodności (czasami określanych przez demografów jako populacje„ naturalnej płodności ”). Sukces reprodukcyjny jest trudny do zbadania, ponieważ istnieje wiele różne zmienne, a wiele koncepcji zależy od każdego warunku i środowiska.

Selekcja naturalna i ewolucja

Aby uzupełnić pełne zrozumienie sukcesu reprodukcyjnego lub sprawności biologicznej, konieczne jest zrozumienie teorii doboru naturalnego . Teoria doboru naturalnego Darwina wyjaśnia, w jaki sposób zmiana zmienności genetycznej w obrębie gatunku w czasie pozwala niektórym osobnikom lepiej dostosować się do ich presji środowiskowej, znaleźć odpowiednich partnerów i / lub znaleźć źródła pożywienia niż innym. Z biegiem czasu te same osobniki przekazują swój skład genetyczny swojemu potomstwu, a zatem częstotliwość tej korzystnej cechy lub genu wzrasta w tej populacji.

To samo może dotyczyć również sytuacji przeciwnej. Jeśli dana osoba rodzi się z zestawem genetycznym, który czyni ją mniej przystosowaną do środowiska, może mieć mniejsze szanse na przeżycie i przekazanie swoich genów, a zatem może zaobserwować zmniejszenie częstości występowania tych niekorzystnych cech. Jest to jeden z przykładów tego, jak sukces reprodukcyjny, jak również sprawność biologiczna, jest głównym składnikiem teorii doboru naturalnego i ewolucji.

Ewolucyjne kompromisy

W całej historii ewolucji częstotliwość korzystnej cechy lub genu będzie nadal wzrastać w populacji tylko z powodu utraty lub zmniejszenia funkcjonalności innej cechy. Jest to znane jako kompromis ewolucyjny i jest związane z koncepcją plejotropii , w której zmiany w pojedynczym genie mają wiele skutków. Z Oxford Academic: „Wynikające z tego„ ewolucyjne kompromisy ”odzwierciedlają niezbędne kompromisy między funkcjami wielu cech”. Ze względu na różnorodne ograniczenia, takie jak dostępność energii, alokacja zasobów podczas rozwoju biologicznego lub wzrost lub ograniczenia samego materiału genetycznego oznaczają, że istnieje równowaga między cechami. Wzrost efektywności jednej cechy może w rezultacie prowadzić do obniżenia efektywności pozostałych cech.

Jest to ważne, aby zrozumieć, ponieważ jeśli pewne osoby w populacji mają pewną cechę, która podnosi ich sprawność reprodukcyjną, cecha ta mogła rozwinąć się kosztem innych. Zmiany w składzie genetycznym w wyniku doboru naturalnego niekoniecznie są zmianami, które są albo tylko korzystne, albo szkodliwe, ale są to zmiany, które mogą być jednymi i drugimi. Na przykład zmiana ewolucyjna w czasie, która skutkuje większym sukcesem reprodukcyjnym w młodszym wieku, może ostatecznie skutkować zmniejszeniem oczekiwanej długości życia osób z tą konkretną cechą.

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Reproductive_success&oldid=1136183848 ”