Informacija

Ar paukščiai gali auginti ne savo jauniklius?

Ar paukščiai gali auginti ne savo jauniklius?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Pavyzdžiui, jei mokslininkas perkeltų viščiukų ar balandžių kiaušinį iš vieno lizdo į kitą, ar naujame lizde esantis naujas paukštis (antra motina) inkubuotų ar augintų jauniklį? O gal nauja mama atmestų kiaušinį, nes jame nėra įspaudų (pvz., kvapo)?

Kitaip tariant, ar paukščiai gali atskirti savo palikuonis nuo svetimų palikuonių?


Galbūt jūs nesuvokiate, bet iš tikrųjų turite du klausimus.

Klausimas numeris 1 yra toks:

Ar paukščiai gali auginti ne savo jauniklius?

Atsakymas yra taip. Mes tai vadiname Brood parazitavimu, ir jis pasitaiko keliose paukščių rūšyse.

Egzistuoja ir intraspecifinis (tarp tos pačios rūšies atstovų), ir tarprūšinis (tarp skirtingų rūšių atstovų) perų parazitizmas. Manau, kad norite sužinoti apie tarprūšinį perų parazitizmą.

Iki šiol žinomiausi pavyzdžiai yra gegutės (Cuculidae šeima). Kai kurios gegučių rūšys yra privalomi parazitai, tai reiškia, kad jos dauginasi tik kitų paukščių lizduose dedančios kiaušinius.

Labai juokinga (mums, tikriausiai ne šeimininkui), kad jaunas parazitas kartais būna gerokai didesnis už šeimininkę:

Eurazinė nendrinukė, auginanti paprastąją gegutę. Šaltinis: Wikipedia

Tada pasiekiame jūsų klausimą Nr. 2, kuris skiriasi:

Jei mokslininkas perkeltų viščiukų ar balandžių kiaušinį iš vieno lizdo į kitą, ar naujame lizde esantis naujas paukštis (antroji motina) inkubuotų ar augintų jauniklį?

Atsakymas čia priklauso nuo kelių veiksnių, daugiausia susijusių su rūšimi.

Rūšims, kenčiančioms nuo plataus parazitavimo, kiaušinėlis atmetamas, jei parazito kiaušinis kažkaip skiriasi. Jei pažvelgsite į prisitaikymus prie parazitavimo Vikipedijos nuorodoje, kuria pasidalinau, tai pamatysite „Tarp specialių paukščių perų parazitų mimetiniai kiaušinėliai yra beveik visuotinė adaptacija“.

Tačiau rūšys, kurios nepatiria plataus parazitavimo, yra labiau linkusios priimti kiaušinių perdavimą (žr. @bshane komentarą čia).


Kaip veikia gyvūnų įspaudas

Įsivaizduokite save kaip jauną paukštį, kuris tik išsiveržia iš kiaušinio. Sunkiai dirbote, kad išlįstumėte iš apvalkalo, o dabar įsijaučiate į šviesų, naują pasaulį aplink jus. Tai didžiulė patirtis, bet instinktyviai žinai, kad šalia turi būti kažkas, kuris tavimi pasirūpins. Galiausiai, jūsų neryškios akys išryškina judesį – tai turi būti apsauga!

Laimei, jūs esate a ikimokyklinis paukštis, kuris gali vaikščioti iškart po išsiritimo (priešingai praeiviai paukščiai, kurie yra bejėgiškesni ir negali palikti lizdo). Jūs priartėjate prie judesio ir pastebite, kad stiprėja ryškus kvapas. Staiga ta judanti būtybė skleidžia keistai pažįstamą triukšmą. Pagaliau tu eini į priekį. Apsauga jaučiasi šilta ir minkšta. Taigi, po pirmosios sunkios darbo dienos, kaip jauniklis, atlikote savo darbą ir suradote savo tėvus, todėl susirangote ir einate miegoti.

Šis jaunas ikibrandžio paukštis ką tik įspaudė savo motiną. Plačiąja prasme, gyvūnų įspaudas susijęs su tuo, kaip kai kurios gyvūnų rūšys mokosi per trumpą ir jautrų laikotarpį iškart po gimimo. Siauresniu apibrėžimu šis reiškinys būdingas tik tam tikroms paukščių rūšims. Peridami šie paukščiai iš prigimties nežino, kas yra jų tėvai. Atvirkščiai, jie naudoja aplinkos užuominas, kad atpažintų ir prisirištų prie savo gynėjo. (Tai neturi būti painiojama su genominiu įspaudu, kuris yra kita tema.)

Nuostabu, kad šie priešbrandžiai paukščiai gali prisirišti prie „tėvų“ už savo rūšies ribų, pavyzdžiui, prie kitokio paukščio ar net žmogaus. Aptarsime Konradą Lorenzą, Austrijos zoologą, kuris įspaudė žąsų jauniklius. Tačiau mes taip pat išnagrinėsime gyvūnų įspaudų teorijų raidą nuo tada, kai Lorenzas atliko savo darbą.

Gerai, todėl neabejotinai smagu matyti seną filmą, kuriame žąsų jaunikliai seka seną austrų mokslininką, tarsi jis būtų jų motina, bet kodėl ta filmuota medžiaga yra svarbi? Viena iš priežasčių yra ta, kad ji įtraukiama į platesnį motinos ir kūdikio ryšio ir įvairių gyvūnų, įskaitant žmones, bendravimo su savo jaunikliais būdus. Be to, motinos ir kūdikio ryšys yra svarbus elementas tiriant „gamtą ir auklėjimą“ – kaip genetika ir patirtis atitinkamai veikia palikuonis.

Tačiau pirmiausia panagrinėkime ankstyvuosius gyvūnų įspaudų tyrimus išsamiau.

Konradas Lorenzas: Gyvūnų įspaudų teorijos krikštatėvis

Konradas Lorenzas gimė 1903 m. Vienoje. Nuo pat mažens Lorencas žavėjosi gyvūnais – rinko įvairių rastų gyvūnų žvėryną ir vietiniame zoologijos sode slaugė sergančius gyvūnus. Studijuodamas mediciną jis tęsė savo darbą stebėdamas gyvūnus ir ypač susidomėjo jų elgesiu. Baigęs medicinos laipsnį, Lorencas 1933 m. įgijo zoologijos mokslų daktaro laipsnį ir greitai pradėjo skelbti keletą įtakingų straipsnių apie gyvūnų elgesį [šaltinis: Hessas].

Oskaras Heinrothas, kolega mokslininkas ir Lorenco draugas, iš tikrųjų buvo pirmasis, kuris nustatė ir užfiksavo klaidingo įspaudo reiškinį (kas vėliau bus žinomas kaip). Heinrothas pastebėjo, kad, skirtingai nei kai kurios kitos rūšys, pilkosios žąsys gali prisitvirtinti prie žmonių, o ne prie savo motinos tiesiai iš kiaušinio. Lorencas bus tas, kuris eksperimentuos su idėja ir pavadino reiškinį "imprinting" (jis vartojo vokišką žodį prägung). Lorencas nuodugniai ištyrė šį procesą, siekdamas išsiaiškinti tikslias sąlygas, būtinas paukščiams prisirišti prie žmonių, ir įvairius padarinius, kuriuos gali turėti žmogaus tėvai.

Viename eksperimente Lorencas žąsų kiaušinių lizdą atskyrė į eksperimentinę ir kontrolinę grupę. Jis paėmė eksperimentinę grupę auginti atskirai nuo motinos, tačiau kontrolinę grupę paliko su ja. Eksperimentinės žąsys sutiko Lorenzą, o ne savo žąsies mamą, kai išsirito ir prisirišo prie jo kaip savo motinos. Norėdamas patikrinti savo hipotezę apie išsiritusią motinos ryšį, jis pažymėjo dvi grupes ir sudėjo jas po dėžute. Žinoma, kai jis atnešė žąsies motiną ir pakėlė dėžutę, kontrolinė grupė grįžo pas mamą, bet eksperimentinė grupė atėjo pas jį. Jis pavadino šį fenomeną, kai tam tikri paukščiai sužino, kas yra jų tėvai filialinis įspaudas.

Atlikdamas tolesnius eksperimentus, šį kartą su žandikauliais, Lorencas bandė sužinoti apie tai, ką jis vadino seksualiniu įspaudimu, ty apie gyvūno procesą, kaip išsiaiškinti tinkamą partnerį. Iš tiesų, jis išsiaiškino, kad kai paukščiai lytiškai įspaudžia kitą rūšį, jie bandys poruotis su tos grupės nariais. Tačiau įdomu tai, kad paukštis lytiškai įspaudžia rūšį, o ne individą. Pavyzdžiui, Lorenzas išsiaiškino, kad kai paukštis lytiškai įspaudžia žmogų, paukštis bandys poruotis su žmogumi, bet ne su tuo, kuris jį užaugino. Be to, paukščiams bręstant skirtingu metu atsiranda įvairių tipų įspaudų: vienas iš Lorenzo žandikaulių išmoko valgyti su žmonėmis ir skristi su varnomis, bet poravosi su savo rūšimi [šaltinis: Harre].

Lorenzas pabrėžė, kad įspaudimas skiriasi nuo kitų mokymosi formų dėl dviejų priežasčių. Pirma, tai atsitiko per tai, ką jis pavadino a kritinis laikotarpis — tam tikras etapas, kurio metu turėjo įvykti mokymasis (nors tai skyrėsi priklausomai nuo rūšies). Antra, Lorenzas teigė, kad įspaudas yra nuolatinis ir negrįžtamas. Toliau išnagrinėsime, kaip tolesni tyrimai suabejojo ​​kai kuriomis Lorenzo išvadomis.


Keistas vabzdžių giminingumas rodo pabaigą patinams: naujienų patarimai iš Amerikos gamtininko

VAIZDAS: An Ledukų pirkimas (medvilnės pagalvėlės skalė) mama ir kūdikiai žiūrėkite daugiau

Keistas vabzdžių giminingumas rodo patinėlių pabaigą

Oksfordo universiteto mokslininkų teigimu, keista giminystės forma gali reikšti vienos rūšies vabzdžių patinų pabaigą. Tyrimo metu pagrindinis dėmesys buvo skiriamas medvilnės pagalvėlės žvynams – hermafroditinių vabzdžių rūšims, kurių patelės apvaisina savo kiaušinėlius. „Pasirodo, kad patelės iš tikrųjų ne pačios apvaisina savo kiaušinėlius, o tai atlieka parazitinis audinys, užkrečiantis jas gimstant“, – sakė viena iš tyrimo autorių Laura Ross. "Atrodo, kad šis infekcinis audinys yra iš jų tėvų spermos likučių." Tiesą sakant, šis audinys leidžia vyrams susilaukti palikuonių su abiem savo draugais, o vėliau ir su dukterimis. Remiantis matematiniu modeliu, kurį sukūrė Ross ir jos bendraautoris Andy Gardner, ši keista dauginimosi taktika gali panaikinti šios rūšies patinų poreikį. Kai populiacijoje plačiai išplis parazitiniai tėvai, patelės bus linkusios daugintis su jais, o ne su įprastais patinais. Dėl to paprasti patinai tampa labai reti, nes jiems sunku susirasti norinčių porų.

Andy Gardner ir Laura Ross, „Hermafroditizmo raida infekcinės vyriškos lyties ląstelių linija: įtraukiojo kūno rengybos analizė“.

Be konkurencijos salų varlės sparčiai vystosi

Mokslininkai, vadovaujami Beno Evanso iš McMaster universiteto, užfiksavo greitą naujų iltinių varlių rūšių evoliuciją Sulavesio saloje, netoli Filipinų. Komanda saloje aptiko 13 iltinių varlių rūšių, iš kurių devynios anksčiau nebuvo aprašytos. Rūšys skiriasi kūno dydžiu, pėdų juostelių dydžiu ir net tuo, kaip jos augina jauniklius – visa tai priklauso nuo jų skirtingų ekologinių nišų reikalavimų. Sulavesis turi tiek pat iltinių varlių rūšių kaip ir Filipinų salynas. „Tikėjomės salyne rasti daugiau rūšių, nes jis daug didesnis, bet taip nėra“, – sakė Evansas. Kodėl tokia įvairovė mažesnėje saloje? Tyrėjai teigia, kad Sulavesio regione konkurencija mažesnė. Iltinės varlės Filipinuose turi konkuruoti su kita varlių gentimi Platymantis. Platymantis niekada neperšokdavo į Sulavesius, palikdamas iltis varlėms laisvai plisti į naujas buveinių nišas, prie kurių jos galiausiai prisitaikė. Sparti šių varlių evoliucija yra ryškus prisitaikančios spinduliuotės pavyzdys – Charleso Darwino koncepcija, kurią garsiai užfiksavo Galapagų kikiliai.

Mohammad I. Setiadi, Jimmy A. McGuire, Rafe M. Brown, Mohammad Zubairi, Djoko T. Iskandar, Noviar Anddayani, Jatna Supriatna ir Ben J. Evans, "Adaptyvusis spinduliavimas ir ekologinė galimybė Sulavesiuose ir Filipinų iltis varlė (Limnonectes) Bendruomenės."

Tam reikia kaimo, bet tik gausybės laikais

Gilių geniai yra kooperatyvūs veisėjai, o tai reiškia, kad suaugę paukščiai dažnai prisijungia prie veisimo grupių ir padeda auginti ne savo jauniklius. Mokslininkai jau seniai manė, kad bendruomeninis veisimas galėjo padėti paukščiams susidoroti su maisto trūkumu ir kitais sunkiais laikais. Tačiau Kornelio ir Gonzagos mokslininkų atliktas tyrimas rodo, kad gilių genių atveju viskas yra priešingai: kitų šeimos narių pagalba naudinga tik tada, kai gilių derlius yra didelis. „Matyt, kai derlius prastas, papildomas maistas, kurį padėjėjai tiekia jaunikliams, neatsveria tų papildomų išteklių, kuriuos tie pagalbininkai naudoja“, – sakė tyrimo vadovas Walteris Koenigas. "O kai gilių derlius geras, jų pagalbos užtenka, kad ženkliai padidėtų ir kitų grupės paukščių išgyvenamumas, ir jauniklių skaičius, kurį grupė gali išskristi. Bent jau gilių genių atveju gyvenimas kartu šeimoje duoda tik naudos kai maisto gausu“.

Walteris D. Koenigas, Ericas L. Waltersas ir Josephas Haydockas „Kintamieji pagalbininkų efektai, ekologinės sąlygos ir kooperatyvo veisimo gilių genyse raida“.

Bakterinis nepasitenkinimas: nusižudyti yra gera strategija

Remiantis tyrimu, kuriam vadovavo Fredrikas Inglis iš Oksfordo universiteto ir ETH Ciuriche, Spite vystosi artimai. Inglis ir jo komanda ištyrė bakterijų rūšį, kurios individai kartais sprogsta, išskirdami į aplinką toksiną, kuris yra mirtinas konkuruojančioms bakterijoms. Šis į kamikadzę panašus elgesys yra šiek tiek evoliucinė paslaptis. Kaip galėtų išsivystyti elgesys, kai individas atsisako galimybės daugintis? Inglis ir jo komanda anksčiau buvo sukūrę matematinį modelį, rodantį, kad toks pyktis gali išsivystyti bakterijų kolonijose, kurios yra kloninės, o tai reiškia, kad individai turi tuos pačius genus. Modelis rodo, kad jei keli asmenys aukojasi, kad pašalintų konkurentus, jie padidina tikimybę, kad jų genai (nors ir kitų asmenų) bus perduoti kitai kartai. Laboratoriniai eksperimentai, kuriuos atliko Inglis ir jo komanda, palaiko modelį. Eksperimentai taip pat rodo, kad piktos rūšys yra sėkmingiausios, kai konkuruoja su kitomis rūšimis dėl tų pačių išteklių. Spite yra daug mažiau sėkmingas, kai yra keletas pataisų. Rezultatai, sako Inglis, gali padėti suprasti, kaip ir kada bakterijos sukelia ligas.

R. Fredrikas Inglis, Patrickas Garfjeldas Robertsas, Andy Gardneris ir Angusas Bucklingas „Nežiūrėjimas ir konkurencijos mastas Pseudomonas aeruginosa“.

Visą rugpjūčio mėnesio numerio turinį rasite adresu www.journals.uchicago.edu/an.

Nuo pat savo įkūrimo 1867 m Amerikos gamtininkas išlaikė savo pozicijas kaip vienas žinomiausių, recenzuojamų publikacijų ekologijos, evoliucijos, populiacijos ir integracinės biologijos tyrimų srityse. Nagrinėdamas bendruomenės ir ekosistemų dinamikos, lyties ir poravimosi sistemų evoliucijos, organizmo prisitaikymo ir genetinių evoliucijos aspektų temas, AmNat pabrėžia sudėtingas metodikas ir novatoriškas teorines sintezes – visa tai stengdamasis išplėsti žinias apie organinę evoliuciją ir kitas plačias biologines sritis. principus.

Atsisakymas: AAAS ir EurekAlert! nėra atsakingi už naujienų pranešimų, paskelbtų EurekAlert, tikslumą! prisidedančios institucijos arba už bet kokios informacijos naudojimą per EurekAlert sistemą.


Paukščiams priemiestis gali būti ne ideali vieta šeimai

Gyvenime ateina laikas, kai kiekvienas paukštis išskleidžia sparnus ir palieka lizdą, bet pilkiesiems kačių paukščiams tai gali būti pabaigos pradžia. Smithsonian mokslininkai praneša, kad jauni kačių paukščiai priemiesčių buveinėse yra pažeidžiamiausiu gyvenimo etapu – beveik 80 procentų jų nugaišo plėšrūnai dar nesulaukę pilnametystės. Beveik pusė mirčių buvo susijusios su naminėmis katėmis.

Miestų teritorijos užima daugiau nei 100 milijonų akrų žemyninėje JAV dalyje ir plinta, o nuo 1982 m. iki 2003 m. išaugo 48 proc. Nors urbanizacija daro įtaką laukinei gamtai, ekologai palyginti mažai žino apie jos poveikį perinčių paukščių produktyvumui ir išlikimui. Norėdami sužinoti daugiau, Smithsonian migruojančių paukščių centro mokslininkų komanda ištyrė pilkąjį kačių paukštį (Dumatella carolinensis) trijuose Merilando priemiesčio rajonuose už Vašingtono, D.C.—Bethesda, Opal Daniels ir Spring Park.

Grupė nustatė, kad tokie veiksniai kaip jauniklių dydis, lytis ar išsiritimo data neturėjo reikšmingo vaidmens jauniklių išgyvenimui. Pagrindinis lemiamas veiksnys buvo grobuoniškumas, dėl kurio 79 procentai jauniklių žuvo trijose priemiesčių tyrimo vietose. Beveik pusė (47 proc.) mirčių buvo priskirta naminėms katėms Opal Daniels ir Spring Parke. Mirtis arba matė mokslininkai, arba nustatė, kad jos yra susijusios su katėmis dėl jauniklių palaikų būklės, pavyzdžiui, paukštis, kuriam buvo nukirsta galva, o kūnas liko nesuvalgytas, ir tai yra katės nužudymo simboliai. Naminių kačių niekada nebuvo aptikta atliekant plėšrūnų tyrimus trečiojoje priemiesčio tyrimo vietoje Bethesda.

„Dėl kačių plėšrūnų jauniklių kačių paukščių šiose priemiesčių zonose tapo ekologiniai spąstai lizdavusiems paukščiams“, – sakė Smithsonian tyrinėtojas Peteris Marra. „Buveinės atrodė tinkamos veistis paukščiams su daugybe krūmų lizdų ir plotų, skirtų maitintis, tačiau kačių buvimas, palyginti neseniai įvykęs reiškinys, nėra užuomina, kuria paukščiai naudojasi sprendžiant, kur lizdą sukti.

Technologija leido sekti jauniklius kačių paukščius. Komanda įtaisė 69 jauniklius mažus radijo siųstuvus. Mokslininkai stebėjo kiekvieną asmenį ir registravo jo buvimo vietą kas antrą dieną, kol jis mirė arba paliko tyrimo sritį. Šis išsamus lauko tyrimų tipas buvo labai ribotas iki šiol, kai siųstuvai buvo pagaminti maži ir pakankamai lengvi paukščiams giesmininkams.

Stebint jauniklius paaiškėjo, kad didžioji dauguma jaunų kačių paukščių mirčių įvyko pirmąją savaitę po to, kai paukštis išskrido iš lizdo. Tai nenustebino komandos, turint omenyje, kad jaunikliai garsiai prašo maisto ir dar nėra atidūs plėšrūnams, todėl jaunikliai priemiesčio aplinkoje yra ypač linkę regėti plėšrūnams, pavyzdžiui, naminėms katėms. Naminės katės priemiesčių zonose, kurios leidžiamos į lauką, didžiąją laiko dalį praleidžia savo arba gretimuose kiemuose, todėl greičiausiai gali intensyviai stebėti, surasti ir medžioti nepatyrusius jauniklius. Taip pat buvo nustatyta, kad žiurkės ir varnos yra didelė priemiesčio grėsmė jauniesiems kačių paukščiams.

„Katės yra natūralūs ne tik paukščių, bet ir žinduolių plėšrūnai, o žudymas yra tai, ką jos turi daryti, ir tai nėra jų kaltė“, – sakė Marra. „Ir naminių, ir laukinių kačių pašalinimas iš lauko aplinkos yra paprastas pagrindinės problemos, turinčios įtakos mūsų vietinei laukinei gamtai, sprendimas.

Mokslininkų išvados buvo paskelbtos Ornitologijos žurnalas, 2011 m. sausio mėn.


Įvadas

Kooperacinis veisimas yra ekstremali bendradarbiavimo forma, kuri atsiranda, kai individai padeda užauginti ne savo palikuonis [1], dažnai laikinai atsisakydami savo reprodukcijos [2,3]. Ši bendra bendradarbiavimo forma suintrigavo evoliucinius biologus nuo Darvino laikų [4] ir manoma, kad ji kelis kartus išsivystė įvairiose giminėse, įskaitant vabzdžius, žuvis, paukščius ir žinduolius, dažniausiai kaip giminės atrankos produktas [5]. Nors kooperatinio veisimosi paukščių gyvenimo istorija ir ekologinės koreliacijos buvo ypač gerai ištirtos [6–9], didelės apimties lyginamoji analizė šioje grupėje davė prieštaringų išvadų [6,7,9,10]. Taigi, sąlygos, palankios kooperatinio veisimo raidai, šiuo metu yra neaiškios [2].

Ankstesniuose teoriniuose darbuose buvo teigiama, kad uždelstas sklaidymas (ty šeimos kūrimas) yra svarbus kooperatyvinio veisimosi evoliucijos žingsnis [3,11,12], atspindintis faktą, kad pagalba paukščiams prie lizdo daugiausia priklauso nuo giminės [13–15]. ]. Šie tyrimai rodo, kad šeimos gyvenimas atsiranda tada, kai tėvai gali sau leisti investuoti į palikuonis, kurie nėra nepriklausomi, o tai labiau tikėtina, kai yra ilgai gyvenančios rūšys [12, 16], ir į stabilią bei produktyvią aplinką, leidžiančią ilgą laiką palaikyti palikuonių ryšį su tėvais. 17,18]. Tačiau vėlesniame darbe apskritai nebuvo pamiršta, kad daugelis paukščių rūšių gyvena šeimose, kurios neperi bendradarbiaujant [14]. Todėl ankstesnės lyginamosios analizės ištyrė kooperatinio veisimo evoliuciją, skiriant kooperatyvines ir nebendradarbiaujančias rūšis [7, 9, 10, 19–23] ir pateikė dviprasmiškas prognozes apie kooperatinio veisimo atsiradimą. Pavyzdžiui, šie tyrimai rodo, kad kooperatyviniam veisimui gali būti teikiama pirmenybė, kai gyvenate prisotintose buveinėse, kuriose veisimosi galimybės yra lėtos (ty stabilioje aplinkoje su ilgu vidutiniu auginimo sezonu [MGS] [3,7,10,11,24] ) arba gyvenant nenuspėjamoje aplinkoje, kur pagalbininkai prie lizdo gali apsaugoti nuo reprodukcijos nesėkmės atšiauriais metais (ty esant dideliam nenuspėjamumo laipsniui [3,6,9,23,25]). Pagal abi šias hipotezes prognozuojama, kad kooperacinis veisimas pirmiausia vystysis toms rūšims, kurių išgyvenimo tikimybė yra didelė [10], nes dėl didelio išgyvenamumo pailgėja palikuonių eilės eilėje dėl veisimosi galimybių, padidėja buveinių prisotinimas ir padidėja galimybės veikti kaip pagalbininkas lizdas [26].

Čia mes patikriname hipotezę, kad kooperatinio veisimo evoliucija iš nebendradarbiaujančio protėvio galėjo apimti 2 skirtingus perėjimus: vieną į nuolatinę tėvų ir palikuonių asociaciją po laikotarpio, kai palikuonis aktyviai aprūpina tėvai (ty šeimų formavimas). 14]) ir vėlesnė pagalbos prie lizdo raida. Manome, kad įvertinus tik 1 perėjimą nuo nebendradarbiaujančio veisimo prie kooperatyvo, ankstesni tyrimai galėjo užtemdyti potencialių ekologinių ir gyvybės istorijos veiksnių vaidmenį, nes veiksniai, skatinantys šeimos gyvenimą, galėjo būti netyčia supainioti su tais, kurie skatina padėti prie lizdo. [14,18]. Taigi, išsamesnis supratimas apie evoliucijos žingsnius, per kuriuos atsirado kooperatyvinis veisimas, gali padėti išsiaiškinti dabartines diskusijas dėl sąlygų, palankių jo evoliucijai [6, 7, 9, 10].

Pasinaudojome gausiais gamtos istorijos duomenimis apie socialinį paukščių gyvenimą (N = 3005 sausumos rūšys, įskaitant visų pagrindinių kategorijų ir bioregionų rūšis, žr. S1 lentelę, norėdami suskirstyti rūšis į 1 iš 4 socialinių sistemų. 3 labiausiai paplitusios sistemos yra: (i) „šeimos negyvos rūšys“, kuriose tėvų ir palikuonių asociacijos neapsiriboja mitybos nepriklausomumu ir individai nedalyvauja kooperatyvo veisime (55 % mūsų duomenų rinkinyje 1A pav.) ii) „šeimos gyvos rūšys“, kurių palikuonys lieka su tėvais, kai jie neturi mitybos nepriklausomybės, bet išlaikyti palikuonys nepadeda tėvams auginimo veikloje [14] (tai apima rūšis, kurių perų priežiūra yra 31 proc. rinkinys 1B pav.) ir (iii) „bendradarbiaujant veisiančios rūšys“, kurių palikuonys lieka su savo tėvais po mitybos nepriklausomybės ir padeda jiems vėlesniuose bandymuose veistis arba užsiima nukreipta pagalba giminaičių lizduose (13 % mūsų duomenų rinkinyje 1C pav.) Šeimoje gyvenančios ir kooperatyviai veisiančios rūšys skiriasi ne tik pagalba prie lizdo, bet ir tuo, kad 91 % šeimose gyvenančių rūšių palikuonys išsisklaido prieš prasidedant kitam veisimosi sezonui. h socialinė sistema apima labai ribotą skaičių paukščių rūšių, kurios padeda lizde tarp nesusijusių individų [8,13] („ne giminystės kooperatyvu veisiančios rūšys“ 1 % mūsų duomenų rinkinyje 1D pav.).

Socialinės sistemos apima šeimai nepriklausančias rūšis (55 % mūsų duomenų rinkinyje, pvz., mėlynąją zylę Parus caeruleus [a]), kurioje tėvų ir palikuonių asociacijos neapsiriboja mitybos nepriklausomumu, ir individai, kurie nedalyvauja kooperatyvo veisimo šeimoje (31 % mūsų duomenų rinkinyje, pvz., Sibiro kėkštas) Perisoreus infaustus [b] taip pat žr. S1 pav.), kuriame palikuonys lieka su savo tėvais, neatsižvelgdami į mitybos nepriklausomybę, bet nepadeda auginti būsimų perų ir kooperatyvo veisimosi rūšių (13 % mūsų duomenų rinkinyje, pvz., apaštalinis paukštis). Struthidea cinerea [c]), kai palikuonys lieka su tėvais, kai jie nėra maitinami, ir padeda jiems vėlesniuose veisimosi bandymuose arba užsiima nukreipta pagalba giminaičių lizduose. Nedaugeliui rūšių (1 % mūsų duomenų rinkinyje), pvz., guira gegutė Guira d), kooperatyvinis veisimas visų pirma apima negiminaičius („ne giminystės kooperatyviai veisiamos rūšys“). a) Vaizdo kreditas: Per Harald Olsen / NTNU. b) Vaizdo kreditas: Michaelas Griesseris. c) Vaizdo kreditas: Michaelas Griesseris. d) Vaizdo kreditas: Beatričė Murch.

Norėdami patikrinti siūlomo 2 pakopų modelio tinkamumą kooperatinio veisimo evoliucijai, pirmiausia įvertinome santykinius evoliucinių perėjimų tarp skirtingų paukščių socialinių sistemų tempus ir ištyrėme, ar gyvenimas šeimoje buvo būtinas kooperatinio veisimo evoliucijos pirmtakas. Tada įvertinome kiekvienos socialinės sistemos ekologines koreliacijas, kad suprastume galimą atrankos spaudimą, kuris paskatino kiekvieną iš šių evoliucinių perėjimų, ypatingą dėmesį skirdami sąlygoms, kurios skatino šeimų grupių formavimąsi, nuo tų, kurios palankios kooperatyvo raidai. veisimas.


Nuorodos

Boomsma, J. J. Curr. Biol. 17, R673–R683 (2007).

Boomsma, J. J. Phil. Trans. R. Soc. B 364, 3191–3207 (2009).

Cornwallis, C. K., West, S. A., Davis, K. E. ir Griffin, A. S. Gamta 466, 969–972 (2010).

Hadfieldas, J. D. J. Stat. Programinė įranga 33(2), 1–22 (2010).

Cockburn, A. Annu. Rev. Ecol. Syst. 29, 141–177 (1998).

Griffith, S. C., Owens, I. P. F. ir Thuman, K. A. Mol. Ecol. 11, 2195–2212 (2002).

Mulder, R. A., Dunn, P. O., Cockburn, A., Lazenby-Cohen, K. A. & Howell, M. J. Proc. R. Soc. Londonas. B 255, 223–229 (1994).


Rūpinimasis palikuonimis sukčiavimo pasaulyje

Tėvai, slaugantys palikuonis, susiduria su ta pačia problema, kuri egzistuoja kiekvienoje biologinėje sistemoje, kurioje vieni asmenys siūlo išteklius kitiems: apgavikams, kurie naudojasi šiomis privilegijomis. Beveik visų rūšių, kurių patinai prisideda prie tėvų priežiūros, patelės poruojasi su keliais patinais. Dėl to patinai dažnai stengiasi susilaukti nesusijusių palikuonių už savo reprodukcinę būklę. Naujame tyrime Griffin ir kt. pastebėjo, kad įvairiose gyvūnų rūšyse patinai lanksčiai koreguoja savo indėlį į tėvų priežiūrą, atsižvelgdami į tėvystę ne poroje. Tačiau prisitaikymas nėra tobulas, nes patinus riboja galimos išlaidos, susijusios su pagalbos savo palikuonims neteikimu, o tai nusveria tik tuo atveju, jei apgaudinėjimas vyksta dažnai ir jei rūpinimasis sumažina patino būsimą reprodukcinę sėkmę. Šios išvados iliustruoja, kaip biologinėse sistemose sukčiai ir apgaudinėjami gali prisitaikyti prie vienas kito pokyčių, neleisdami nė vienam įgyti kontrolės.

Kad ir kokie būtų jūsų asmeniniai jausmai, evoliucijos biologai jums pasakys, kad rūpintis palikuonimis nėra lengvas reikalas. Paimkite bet kurį dabartinį elgesio ekologijos vadovėlį ir pamatysite, kad po žodžio �mily” visada yra žodis 𠇌onflict” (pvz., [1]). Konfliktai tarp šeimos narių kyla dėl to, kad atranka teikia pirmenybę asmenims, siekiantiems maksimaliai padidinti reprodukcinį pasirengimą, ir šie tikslai dažnai susiduria, nes atrankos spaudimas skiriasi net tarp susijusių asmenų [2]–[4]. Palikuonys gali pagerinti savo reprodukcinę formą, gaudamos maksimalią investicijų sumą iš abiejų savo tėvų. Tačiau tėvai dažnai skiria mažiau nei maksimali, nes bet kokios padidėjusios investicijos į dabartinius palikuonis daro įtaką jų gebėjimui susilaukti papildomų palikuonių ateityje. Visų formų palikuonių priežiūra yra energetiškai brangi ir gali įvairiais būdais pakenkti tėvų galimybėms susilaukti papildomų palikuonių. Pavyzdžiui, kai auksinio kiaušinio blakės patelė (Phyllomorpha laciniata) deda kiaušinėlius ant patino, o ne ant augalo, jos palikuonių išgyvenamumas padidės, tačiau kiaušinius nešantis tėvas turi didesnę riziką būti suėstam paukščio [5]. Didelio rago avims (Ovis canadiensis) [6], motinos mažiau linkusios susilaukti išgyvenusių palikuonių metais po sūnaus užauginimo, nes patinai paprastai būna sunkesni gimdami ir dažniau žįsta, nes stambesni yra pranašesni konkuruojant su kitais patinais. Europos starkiuose (Sturnus vulgaris), patinai, kurie mažiau dalyvauja palikuonių inkubacijoje, turi didesnę galimybę susilaukti antrinės patelės [7].

Atsižvelgdami į išlaidas, susijusias su tėvų globa, tikimės, kad asmenys neeikvotų energijos, jei visiškai nepasižymi fizine forma, kaip yra tada, kai jie rūpinasi ne savo palikuonimis [2],[8]&# x02013[10]. Numatoma, kad asmenys, kurie yra potencialios apgaulės aukos, sukūrė daugybę priešingų prisitaikymo būdų, kad sumažintų riziką ir išlaidas, susijusias su nesusijusių palikuonių auginimu [11],[12] (1 lentelė). Tokios strategijos buvo gerai dokumentuotos tarprūšinių perų parazitų šeimininkams, tokiems kaip gegutės ar karvių paukščiai, kurie deda kiaušinius į kitų jauniklius auginančių rūšių lizdus. Kovos su tokiu parazitavimu strategijos apima lizdų apsaugą, pašalinių palikuonių atpažinimo ir išvarymo mechanizmus arba, jei parazitavimo išvengti nepavyksta, pritaikymą, kad būtų sumažintos nesusijusių palikuonių priežiūros išlaidos [13].

1 lentelė

Strategijos prieš sukčiusKą gali padaryti tėčiai?Kas nutinka kituose kontekstuose, kuriuose dalyvauja sukčiai?
Neleiskite sukčiams įsiveržtiPatinai dažnai atlieka poros apsaugą, o tai užtikrina, kad jie susilauks palikuonių, kuriuos ketina auginti [21],[22] Bakterijų rūšys, gaminančios įprastas prekes, plačiai pasklinda, o vėliau kloniškai dauginasi, sumažindamos sukčių susitikimų tikimybę [35]
Atpažinkite atskirus sukčius ir venkite jųKai kurių rūšių patinai gali atpažinti savo palikuonis, o tai užtikrina, kad nauda nebus nukreipta į nesusijusius palikuonis [23] Gegutės ir karvių paukščių šeimininkai gamina spalvingus kiaušinius, o tai padidina jų galimybę atpažinti parazitinius kiaušinius [36]
Koreguokite įnašus pagal ženklus, rodančius galimą grąžąPatinai sumažina tėvų priežiūrą, kai tikėtina, kad nesusiję palikuonys yra palikuonys, o tai taupo energiją būsimiems bandymams, kai šalia nėra sukčių (Griffin ir kt. tyrimas [27]).Švaresnės žuvys susilaiko nuo įkandimo klientams, kai juos pastebi pašaliniai asmenys, kurie yra potencialūs klientai [37]

Cuckolding, asmenys, besirūpinantys nesusijusiais palikuonimis, pasitaiko ne tik tarp skirtingų rūšių atstovų, bet ir vienos rūšies viduje. Rūpestingi tėvai yra pagrindinės tokio tarprūšinio gegumo aukos, nes dėl didelės spermatozoidų konkurencijos vyrai dažnai turi mažiau tikrumo, ar jie yra kokių nors palikuonių tėvai [14]. Nepaisant šio neapibrėžtumo, tėvo priežiūra yra plačiai paplitusi tarp gyvūnų, nes palikuonys yra pagrindinis būdas, per kurį asmenys įgyja reprodukcinį tinkamumą [15] (1 pav.). Tų rūšių žuvų, kurioms rūpi tėvai, ikrus ar palikuonis dažniausiai prižiūri patinas, statydamas lizdą, vėdydamas ikrus, kad gautų pakankamai deguonies, arba apsaugodamas palikuonis nuo plėšrūnų [16]. Kai kurių vabzdžių [17] ir varliagyvių rūšių patinai kiaušinėlius nešiojasi ant nugaros [18]. Daugumos paukščių rūšių patelės ir patinai dalijasi lizdo sukūrimo, kiaušinių inkubavimo ir palikuonių maitinimo išlaidas [19]. Kai kurių monogamiškų ir socialinių žinduolių, įskaitant žmones, patinai maitina ir apsaugo priklausomus palikuonis [20].

Į žemę gręžiančius mėšlo vabalus (Geotrupes vernalis) (1) ir austrių gaudyklės (Hematopus ostralegus) (2), patinai ir patelės gyvena poromis ir dalijasi savo palikuonių aprūpinimo maistu našta. Medvilniniuose tamarinuose (Saguinus edipus) (3), patinai nešiojasi ir saugo palikuonis keliaujant su grupe, kol juos dar maitina motinos. Atogrąžų miško raketa varlė (Silverstoneia flotatorius) (4) motinos prieš išeidamos perduoda kiaušinėlius patinui, o tėvas vienas rūpinasi besivystančiais palikuonimis. Nuotraukų kreditas: visos nuotraukos pagal Creative Commons priskyrimo licenciją: (1) HaPe_Gera, http://www.flickr.com/photos/hape_gera/235786194/ (2) Johnas Haslamas, http://www.flickr.com/photos/ foxypar4/511910343/ (3) Qi Wei Fong, http://www.flickr.com/photos/photo-gratis/4631252697/ (4) Brianas Gratwicke'as, http://www.flickr.com/photos/briangratwicke/5414228931 /.

Santykinai mažai sutariama dėl aplinkybių, paaiškinančių, kodėl patinai imasi arba nesiima strategijų, skirtų sumažinti tarprūšinio žioplumo riziką ir išlaidas. Vienas gerai dokumentuotas ir plačiai paplitęs patinų elgesys yra poros apsauga [21], pavyzdžiui, poravimasis sukelia greitus hormoninius pokyčius monogaminių prerijų pelėnų patinuose.Microtus ochrogaster), dėl kurių jie tampa agresyvūs svetimšalių, įeinančių į jų teritoriją ir besiartinančių prie patelės, atžvilgiu [22]. Only a few instances of males discriminating and adjusting efforts between their own versus another male's offspring within a brood have been reported, probably because cues that directly reflect genetic relatedness are rare [23],[24]. While individuals in many species adjust their behaviour according to how closely related they are to another individual, almost all rely on cues of familiarity for example, long-tailed tits (Aegithalos caudatus) learn the calls of all of the individuals they encounter during their nestling phase, and they discriminate kin based on song [25]. However, such learned �miliarity cues” do not provide a way to discriminate kin from non-kin among offspring within a clutch or brood. Rather than reduce care toward specific offspring, males might alternatively decrease their total care contribution in reproductive attempts when cues indicate that they are less likely to have sired all the offspring. Until now researchers were undecided whether and in which ecological circumstances selection acts upon males to adjust care according to their average relatedness to the offspring [10],.

In this issue of PLOS biologija, Griffin et al. turn to the method of phylogenetic meta-analysis to address the question of whether males show a reduction in paternal care in response to a loss of paternity [27]. Phylogenetic meta-analyses are a novel statistical approach that provide a quantitative synthesis of results across studies and across species [28],[29]. Contrary to inferences based on simple counting of the number of studies with significant results, summarizing the large number of empirical studies conducted to date in this rigorous way shows that the reduction of paternal care provided for broods that contain unrelated offspring is indeed a general biological phenomenon. Rather than being a rare behaviour that occurs under only limited circumstances, it can be found in more than 80 percent of the bird, insect, mammal, fish, and reptile species that have been studied to date. Evidence for the individual adjustment of paternal care provides an important addition to previous comparative analyses, which found that average levels of extra-pair paternity across all nests in a population covary with the average amount of care fathers provide [30],[31]. While not necessarily influenced by the same factors, differences between species ultimately derive from variation within populations, and Griffin et al.'s meta-analysis shows that variation between individual males with regard to parental effort can exist [27].

In addition, phylogenetic meta-analyses allowed Griffin et al. to detect factors that have systematic effects on the strength of the adjustment of paternal care [27]. They found that reductions in paternal care are particularly high in species that have both high rates of cheating and where investment in paternal care strongly decreases the future reproductive success of males. Adjustment of paternal care will not be selected for in species with low levels of cheating because males that withhold care would risk harming their own offspring that are part of the brood. Selection for withholding care will also be weak if the benefits of gaining additional reproductive fitness are low. This suggests that male adjustment of paternal care is not limited just by an absence of reliable cues for males to detect when they have been cuckolded, but rather it is limited if the costs of potentially harming one's own offspring outweigh the benefits of conserving energy to invest in future offspring. These findings could also inform our understanding of the evolution of interspecies cuckoldry, where it is currently unclear why individuals appear to accept parasitic cuckoo nestlings or larvae into their care in such a large number of species [13]. Based on the findings by Griffin et al. [27], future comparative studies could examine whether the frequency of cheating and the cost of caring for the stranger interact to explain the distribution of parasite acceptance.

Griffin et al.'s findings raise important new questions for the evolution of paternal care. While the presented analyses focus on males, in most of the species included in their dataset both parents contribute to the raising of offspring, and the dynamics between the sexes have important consequences on mating and care strategies [32]. A previous meta-analysis found that, in birds, females increased their parental care efforts to partially compensate for lack of care by males if males were experimentally prevented from providing for the offspring, but they also found large variation across species in female response to male reductions of care [33]. Are females in species in which males show large variation in care more likely to compensate for the loss in paternal contribution by increasing their own efforts, or does male adjustment of care affect the fitness of the current offspring? There are other possible consequences of reductions in paternal care: males could be more effective at preventing cheating during the next breeding attempt, or it could influence females to seek fewer extra-pair matings. To address these questions, long-term individual-based studies are necessary to assess how the adjustment of paternal care interacts with external conditions and other behaviours of the male and his mate.

Detailed studies are also necessary to understand why plasticity within individuals in extra-pair mating continues to exist. Given the high costs to males if females cheat, and the costs to females if males reduce their contribution to parental effort, why have both females and males not adjusted their behaviour to a stable strategy that maximizes fitness? Plastic adjustment of paternal care could be more likely in populations in which external factors lead to rapid changes in the frequency of cheating. For example, research in birds has shown that the occurrence of extra-pair paternity changes with fluctuations in the density of conspecifics within populations [34]. When drastic changes in density occur within the lifespan of males, individual responses that allow an adjustment of paternal care could be beneficial. If environmental changes influence the costs and benefits of mating strategies and the occurrence of extra-pair matings, reductions in paternal care could be the result of fathers reallocating energy to pursue extra-pair mating opportunities, rather than reducing the costs of caring for unrelated offspring.

In general, the findings by Griffin et al. are a great illustration of the evolutionary struggle inherent in any system where some individuals provide a resource that can be exploited by others. In terms of parents providing resources to offspring, these new results show that fathers in many species adjust their behaviour flexibly to prevent and punish exploiters, while minimizing the costs to both their current and future offspring [27]. Nevertheless, they might still end up caring for unrelated offspring if selection leads females to keep extra-pair matings at a level that males will tolerate. More research is needed to understand the costs and benefits of all the actors within this system: father, mothers, and their offspring, and extra-pair males and their offspring. The long-standing study of family conflict, and the variety of solutions that have been recorded in different species, offers the opportunity to generate important insights into the evolution of exploitation and the strategies that prevent it.


Turinys

The behavior revolving around alloparental care is more or less the same among species. The term babysitting is often used as a way to describe how this parental style works. [6] In humans, alloparenting is seen abundantly and it mainly revolves around this term. Other parents and people watch others young and help care for them while the biological parents are busy. [3] [5] This is seen in Sperm Whales as well. To allow the mother to dive and gather food and resources, the whales in their social group separate their dives allowing for the baby to be monitored and overseen by a whale during all times. [6] Superb Starlings also perform this behavior. Their group living situation contributes to many potential parent figures in the young's life. The mother and father may provide the heat and guarding of the nest however it is a network of other superb starlings that also watch over and take care of the offspring as well. [7] These behaviors allow for the parents to have more freedom while knowing that the young are cared for. Alloparental care itself involves certain behaviors from the individuals partaking in this care. In humans and chimpanzees, this may involve carrying, walking with, cleaning, and physical contact with the young. [3] [5] [8] In other animals such as whales, birds, and Indian free-range dogs these behaviors may be feeding/ regurgitating food, giving warmth, and guarding. [6] [7] [9] [10] In sea lions, behaviors such as allonursing may be seen. [11] Behavior is the center of alloparenting and without parental care, many species young would not survive.

Allonursing falls under alloparenting. Allonursing is when a female provides nourishment for an offspring that is not her own. [4] With alloparenting being rare as is, allonursing is even rarer. One reason for this is because, for a female to allow for the suckling and nursing of young, she too must have had an offspring recently for her to provide the nourishment. In a mother’s milk, different antibodies and immune boosting nutrients can be found. Allonursing helps the offspring receive more immune compounds than those of just its mothers. [4] [12] Allonursing not only benefits the offspring but it also benefits the nurser as well by allowing them to gain maternal experience and therefore when their offspring is around they will be able to strengthen their survival. [4] [12] In a study done with cooperative breeders and non-cooperative breeding species, the researchers found that there were fewer cooperative breeding species that allonursed however it was not a significant amount. In noncooperative breeding species, 66% of litter-bearing group living species allonursed compared to 31% of monotocous species. [12] In both cases, milk composition was not a factor.

In a case study done with sea lions, allonursing can be seen as well. In this study, the researchers recorded an allonursing event when an individual was observed nursing more than one pup at a time and suckling was being performed by a pup or yearling that was confirmed as not her own by tags, brands, or natural marking. [11] If there was any doubt in this, the event was not concluded. During this study, allonursing was seen twice during the pupping season and more commonly occurred later on. [11] Primiparous females were seen more often allonursing a pup than multiparous females. Unless the multiparous female was sleeping, oftentimes they would not allow nonfilial pups to suckle and immediately terminate any allosuckling as soon as they noticed the nonfilial pup. [11] This was different from the primiparous females who allowed for allonursing to continue.

Through these studies, it can be seen that allonursing is not common and for many, it is all based on the specific species and way of life. Although allonursing is beneficial to the offspring in receiving a wider variety of immune compounds, many species do not partake in this event.

In biology, ethology and sociology, alloparental care is defined as any form of parental care, which is directed towards non-descendant young. [2] [1] It was first used by Edward O. Wilson in 1975, in his book Sociobiologija in an attempt to define a neutral term which could encapsulate the gender and relation specific terms of 'aunite' and 'auncle' which had previously been coined in the literature to describe this sort of behaviour. [13] In addition, Wilson used the term alloparent (or ' helper ' ) to refer to the individuals providing the care, and proposed allomaternal ir allopaternal as phrases that could be used to distinguish the sex of the helper. The word alloparent roughly translates to "other-parent" based on the Greek root "allo", meaning other, and the Latin root "parens", meaning parent.

Alloparenting encapsulates a diverse range of parenting systems and behaviours. Simply, it can be understood as a system of parenting in which individuals other than the direct genetic parents act in a parental role, either for a short, or extended period of time. This definition does not exclude alloparents who are genetically 'related' to the offspring, such as siblings and aunts, who are often observed as 'helpers at the nest'. [14] In instances where this is the case, the alloparent and the offspring share a degree of relatedness (r [the coefficient of relatedness] > 0), and therefore kin selection is often involved in the evolution of the behaviour. [15] [16] Use of the term non-descendant young, as opposed to non-related young is therefore an important distinction in the definition of alloparenting. The non-descendant young in whom the alloparent invests can be conspecific (of the same species) or heterospecific (of a different species), a phenomenon often observed in fish and a select number of bird species. [2]

There is some debate as to whether interspecific alloparenting (caring for the young of another species) constitutes 'true' alloparental care, particularly when the relationship is parasitic for the alloparent, and the care being directed is therefore 'misdirected' or constitutes a maladaptive behaviour. [17] Though such parasitic relationships, such as what occurs with cuckoo chicks, were not specifically addressed by Edward O. Wilson in his original discussion, adoption and slavery across species in ants was discussed a relationship which could be described as parasitic for the heterospecific young. [1] This article will consider interspecific and parasitic alloparental behaviours to satisfy the definition of alloparental care.

In 1972, Robert Trivers defined parental investment as: "any investment by the parent in an individual offspring that increases the offspring's chance of surviving (and hence reproductive success) at the cost of the parents ability to invest in other offspring" (Trivers, 1972). [18]

This concept of parental investment applies to the alloparent in the same way that it does to the genetic parent however, any investment into the production of gametes, which Trivers included in his definition, is not relevant, and is therefore usually restricted to behavioral considerations for the alloparent. [2] Possible forms of investment provided by an alloparent can be defined by three of the four classifications of energy expenditure proposed by Crawford and Balon (1996):

  • Type II – Preparing for the offspring prior to zygotic development in terms of nest/den building and territory defense.
  • Type III – Direct provisioning of food for the young.
  • Type IV – Tending to, caring for, feeding, defending and teaching the young.

Given that the alloparent is never the genetic parent, and was therefore not involved in the reproductive behavior/copulation that produced the young, the Type I classification, 'energy investment in gametes', is not relevant when we consider alloparental investment. [19]

The forms of alloparental care which occur in nature are numerous and varied and resist classification. Relationships between the alloparent and the young, and the alloparent and the genetic parent, range from cooperative and mutualistic to exploitative and parasitic. [20] The below outline provides one classification for the many forms of alloparenting which have been observed:

'True' (mutualistic) Edit

This form of alloparenting is characterized by interactions/relationships which provide and overall fitness benefit to the alloparent, the young, and the genetic parent. [2] This sort of parental care is often closely tied to social organisation and is thus very common in advanced animal societies such as primates. [1] It can take on the forms of:

  • Cooperative breeding – This system of breeding is characterised by individuals (alloparents) who delay or forego their personal reproduction in order to assist in the reproduction of other individuals within the group, often a dominant breeding pair. [1] The alloparent 'helpers' are most commonly the siblings of the new offspring, or siblings to the breeding pair. This system is common amongst birds, primates and mammals such as the blackbacked jackal, [21] and African wild dogs who share in pup feeding and display 'babysitting' behaviour. [22] Cooperative breeding is often provided as strong evidence in support of kin selection. [1]Cooperative breeding, particularly in birds, is favored in marginal environments where food is limited or there are high predation rates and it is therefore tough for a breeding pair to successfully raise young on their own. [14] Newly independent young may also find alloparenting the most successful reproduction option available to them in environments where the resources are scarce or there is habitat saturation. An extreme case of cooperative breeding is what occurs in eusocial insects such as some bee and ant species where a caste system has evolved and workers forgo their personal reproduction to aid in the reproductive success of the colony, gaining indirect fitness benefits through assisting related young. [23]
  • Joint brood care ('babysitting') – Communal care of broods is similar to cooperative breeding, but more commonly involves a number of reproductive pairs or mothers. Sometimes referred to as 'babysitting' or reciprocal cooperation, this system of parenting allows the genetic parents greater foraging freedom, and appears to be supported by the mutual benefits participating individuals acquire through reciprocal altruism. [14] Reciprocal altruism involves individuals performing acts to increase the fitness of another individual, in the hope that the act will be reciprocated. [18] It is not dependent on relatedness, and therefore, babysitting behaviour is often observed amongst non-kin. This form of alloparental care has been observed in reindeer and elk who display reciprocal allonursing and form 'nursery' herds, [24] and vampire bats who display reciprocity in food sharing. [25] Babysitting females are frequently observed in primate species, such as the ring-tailed lemur, vervet monkeys, rhesus macaques and langurs. [14] The formation of nursery groups has also been reported in the Atlantic bottle-nose dolphin and sperm whales. There are some cases in which brood amalgamation between two species has been observed. In Lake Malawi, cichlid parents are seen to 'farm out' their brood into the brood a potential predator, the Bagrus meridionalis catfish, and remain to help defend against predators. [2] Intriguingly, the catfish's care of heterospecific young is mutualistic for all parties. [26]

'Misdirected' (parasitic) Edit

Relationships between 'parents' and young that are in some way parasitic, perhaps resulting from reproductive errors or maladaptive behaviour, constitute an interesting and somewhat hazy form of alloparental care. In some cases, alloparents may find themselves investing in heterospecific young, and gaining none, or very little overall fitness benefit. Although ultimately maladaptive, this sort of behaviour may be supported by an inability of parents to recognise their own young (for example stolen fertilisations in fish), or supernormal stimuli 'enslaving' the alloparent into providing the care, as is seen in the case of brood parasitism of the cuckoo bird. [14] The genetic parents and the young are not exempt to parasitism and exploitation either. In some species of fish, males exhibit zygote stealing, or alloparents may kidnap free-swimming young to help reduce selective pressures on their own brood. [2] In some cases, alloparents may exploit young in order to receive immediate benefits. In some primate species, low ranking individuals, particularly males, will temporarily care for young in order to increase social status, gain reproductive benefits or use them for 'agonistic buffering', often with little concern for the welfare of the young. [27] Two well-documented types of parasitic or misdirected alloparenting are:

  • Brood parasitism: this is where the genetic parent will leave their young in either the care of a conspecific or heterospecific alloparent who commonly has a brood of their own. [28]
  • Cuckoldry: this occurs in many colonially breeding bird species where extra-pair copulations may take place and the males end up caring for unrelated offspring. [29]

To the alloparent Edit

Benefits acquired by the alloparent are dependent on the form of alloparental care, but range from:

  • Indirect fitness benefits gained via kin selection
  • Parental experience: gaining mothering/parental practice through 'babysitting' can increase the likelihood that the alloparents future genetic offspring will survive.
  • Increase in social rank
  • Extra-pair breeding opportunities/acquisition of mates
  • Protection from predation during cooperative breeding or joint brood care.
  • 'Agonistic buffering': individuals may enlist the influence of young within a group as protection during aggressive interactions.
  • Acquisition of home territory following cooperative breeding
  • Increased survival of genetic offspring during joint brood care

To the young Edit

In almost all forms of alloparenting, the young receives an overall fitness benefit from the care provided. In cooperative breeding or joint brood care, the presence of 'helpers' at the nest or den will usually increase the young's probability of surviving. This has been observed in a number of species including the black-backed jackal (Canis mesomelas). [21] In a study of jackal groups in Tanzania spanning three and a half years, it was found that the presence of sibling helpers in the den had a significant positive correlation to offspring survivorship. Through helping feed the mother and her pups, guarding the litter, and contributing to their grooming and learning of how to hunt, each helper in addition to the parents, added 1.5 surviving pups to the litter. [30] By helping raise their full siblings, with whom they share a coefficient of relatedness of 1 ⁄ 2 , the helpers were benefiting from increasing their inclusive fitness.

In cooperative breeding Edit

In cooperative breeding, mothers are able to conserve energy, travel further away from nesting grounds to forage for food/supplies, maintain social interactions, and better protect their offspring from predators. The offspring that experience alloparental care benefit from increased protection from predators, development of social cues, and learning group dynamics through social interactions. The alloparents benefit as they are given the opportunity to gain mothering skills before they have reached reproductive age. [31] The relationships formed through alloparenting have also been seen to enhance the stability of the family, herd, or community over time. [32]

To the young Edit

In some instances of alloparental care the young are exploited, which may lead to mistreatment by the alloparent. An example of this is when male primates use young for 'agonistic buffering' during confrontations with dominant males. [14] If the alloparents are inexperienced as parents, this could pose as a danger to the young. In some cases of brood amalgamation, young are positioned in a way that subjects them to greater predation risk than the genetic young of the alloparent. [33]

To the alloparent Edit

Alloparenting, given that the behaviour is often initiated by the alloparent, is rarely a costly act for the individual providing the care. Instances where the alloparent receives no benefits, or incurs a cost, generally involve parasitic relationships, where the individual has performed a reproductive mistake, or is misdirecting their parental care.

In many discussions of alloparental care, the comment is often made that alloparenting can at first appear altruistic. [2] [14] This appearance stems from the fact that benefits to the alloparent are very rarely immediate, and any fitness benefits gained are indirect. Though alloparenting systems based on reciprocal altruism are well studied, purely altruistic care provided by an alloparent has not been observed. Two of the main evolutionary driving forces of alloparental behaviour are kin selection and reciprocal altruism. [18] [16] In cases where the alloparent and young share no degree of relatedness, other benefits to the alloparent will have contributed to the evolution of the behaviour, such as 'mothering-practice' or increased survivorship through association with a group. [14] The cases where an evolution of such behaviour is most difficult to explain are parasitic relationships such as the cuckoo chick in the nest of a smaller host parent. Behavioral ecologists have cited supernormal stimuli, reproductive errors, or the inability of alloparents to recognize their young as explanations that may support this behaviour. [20]

In general, the occurrence of alloparental care is the result of both the life history traits of the species (how their evolution has predisposed them to behave), and the ecological conditions in which the individual finds themselves. [20]

Evolution of cooperative breeding Edit

Cooperative breeding constitutes a unique case of alloparenting with a specific evolution. It is a key example of where the evolution has been driven by the combination of life history traits and ecological factors, which act as the triggers. [20] The first hypothesis put forward for the evolution of cooperative breeding was that a shortage of suitable breeding habitat encouraged young to remain at the nest or territory for a period of time before attempting to raise their own young. [34] For example, habitat saturation was shown to be responsible for the occurrence of cooperative breeding in the Seychelles warbler, a small passerine bird. [35] It was also observed that remaining at the nest correlated to a higher chance of inheriting the parent's territory. Additional ecological constraints have since been proposed as factors favoring cooperative breeding: [36]

  • Reduced survival probability following dispersal
  • Reduced probability of finding a mate
  • Reduced chance of successful breeding once a territory has been established

As a result, cooperative breeding is often seen in populations where there is:

  • High population density
  • Intense competition for food, territory and resources
  • Stable environment

This has in turn selected for species producing a small number of offspring who require a large amount of parental care. [20]

Cooperative breeding exists in 9% of birds and in 3% of mammals. [37]

Alloparenting behavior is known from 120 mammal and 150 avian species. [14] "In mammals, care typically encompasses allolactation, pup-feeding, babysitting and carrying young." [38] This is seen when male Barbary macaques carry around unrelated infants and care for them for hours at a time. [39] Another example is when warthog sows suckle piglets from other litters after the sows have lost their own litters. [40]

'Babysitting' in sperm whales Edit

Sperm whales (Physeter macrocephalus) are deep diving cetaceans that exhibit alloparental care in the form of 'babysitting'. When the whales are young, they are not able to dive to and remain at the depths that their mothers frequent in order to graze and feed. Yet being left at the surface alone makes them vulnerable to predators like killer whales and sharks. [41] Sperm whale social groups appear to modulate their diving behaviour in order to provide alloparental care to young within the group and reduce the time they spend alone at the surface, at the same time allowing the mother greater foraging freedom. They do this by changing the synchronicity of their dives to limit the time a young whale spends alone. [41] As the 'babysitters' or alloparents dive and resurface the calves swim between them and therefore care is provided by a number of members within the social group.

To observe alloparental care in sperm whales, researchers looked at patterns of diving and surfacing in groups with calves compared to groups without calves. [6] The calves were observed accompanied by an adult member other than the mother and this allowed the mothers to feed while the calf was protected. The overlapping dive improves the survivability of the calf and benefits the mothers involved with the dive changes. [6] This form of alloparenting is a learned behavior that occurs under certain circumstances. The neurobiological background in sperm whales has not been deeply observed but coincides with the basis for alloparental care and adolescents learning motherly actions early and the calves gaining the most benefit.

Pilot Whales Edit

Alloparental care in Pilot whales is observed in both direct and indirect forms. Babysitting is a form of direct care while shelter construction and maintenance are indirect care. The pilot whales had observed care through escorting from a non-biological member of the group. [9] The results show that most pilot whale calves were accompanied by an escort as newborns and young calves. [9] This study discovered that alloparental was occurring at the group level and not at the unit level. The companions providing the care were more often males than females which is different from many of the other species listed. In other species, the males teach the social norms and behavior in group-living which explains the male companions. [9] Reciprocal altruism is the expected return of behavior in the future and this is an explanation for this escorting behavior. By escorting the young of another parent, the alloparent can expect the same to happen with their young. Pilot whales demonstrate alloparental care in the form of escorting and this has limited cost to the alloparent through reciprocal altruism.

Interspecific brood amalgamation Edit

In Lake Malawi, it has been observed that a select few species of cichlids will 'farm out' their young into catfish (Bagrus meridionalis) broods, a larger predatory fish. [2] In many cases the cichlid parent will remain close by to participate in mutualistic defense of the young. In a study by Mckaye et al. (1985), 50% of observed catfish broods contained cichlid young with the catfish offspring in these broods having six times greater survivorship. [26] This increased survivorship of the alloparent's young has been linked to the dilution effect, and the way that the geometry of the interspecific school is manipulated such that the cichlid young are forced to the periphery, where they are more vulnerable to predation. [33] It is through this manipulation that the catfish young gain greater protection from predators. Although placed in a more vulnerable position, the cichlid young still benefit from the interaction both their genetic and 'allo' parents defend against predators (mutualistic defense), and being a mouth breeding species, this 'farming out' (which frees them from the mouth) may allow the cichlid young to forage more and grow faster. It has also been observed that the bagrid catfish alloparent will allow the cichlid young to feed off the skin on its dorsal surface. [33] This case of interspecific brood care, which in some cases results in full adoption, is unique in that it is uncommon to see care of heterospecifics where the relationship is mutualistic for all parties. [26]

Chimpanzees Edit

Alloparental care was observed and studied in Chimpanzees. Alloparenting was a huge part of a successful twin chimpanzee’s upbringing. The mother of the twins observed was Sango and they observed the parental care of these babies starting at 2 years old. [8] In chimpanzees, there are four kinds of parenting behavior: walking together, infant carriage, grooming, and physical contact. [8] The male twin, who was named Daiya, spent most of the time raised by Sango, his mother. Along with her care, his father Robin spent an abundance of time expressing physical contact with him and very little grooming. [8] He also was seen walking with him often. The other chimpanzee females in the enclosure did not focus on Daiya much. Koyuki and Cherry provided a lot of physical contact with the toddler and were seen walking with him scarcely. Chelsea, another female who helped nurture him, walked with him and provided physical contact along with minimal grooming. [8] Judy, the last female in the enclosure barely helped nurture him, she only showed physical contact a few times. The care for the female twin, Sakura, differed greatly between the fully grown adult chimpanzees. [8] Rather than Sango providing the most care for her own young, Cherry was seen with her the most. Although Sango did provide all four parenting behaviors, she provided little grooming and walking compared to what she provided for Daiya. Like Sango, Robin provided much less care for the female twin compared to the male twin. [8] In Sakura’s case, a lot more alloparenting was observed. Cherry provided all four parenting behaviors for Sakura and so did Koyuki. [8] Chelsea provided three out of the four parenting types and instead of grooming as she did with Daiya, she was seen carrying Sakura instead. Judy was not present as much in Sakura’s upbringing just as seen with Daiya, however, she was spotted walking with her on occasion. [8]

Indian Free-Range Dogs Edit

Alloparenting is observed in Indian free-range dogs as they roam the streets of India. In this study, the researchers spent their time following one dog known as ML during the first season and her daughter PW, during the second. [10] They found that ML spent roughly 18.05% of her time with her pups. Of this 18.05%, 5.55% of that was spent actively parenting. [10] Over time as the pups grew up and got more independent ML spent less time with them. For PW, she spent 65% of her time with her pups which 84.6% of that was spent actively parenting. [10] For PW, her mother ML helped parent two of her pups. This occurred in the second year when ML did not give birth to any litter herself. ML showed all the behaviors of actual parenting. She helped groom, provide food, play, and protect the pups however she did not allow them to suckle. [10] ML spent a significantly higher amount of time and effort guarding than she did with any other active parental care behaviors when alloparenting. [10] When ML was alloparenting her grandchildren, the amount of time spent with them did not decrease as it did for her pups. Instead, she spent the same amount of time with them. She did not show any bias towards them and cared for each pup equally. Although there was no decrease in her time spent, her time alloparenting overall was less than what both her and PW spent with their kin. [10]

Alloparenting in humans is a common form of parental care in a variety of cultures and can include care giving from siblings, grandparents, other relatives and unrelated family members such as teachers for providing learning and support. One particular example is a situation in which grandparents adopt a parental role. This is sometimes named a "skipped generation household". In 1997, 8% of children in the United States lived with their grandparents, with the grandparents being the caregivers in one third of those cases. [39] According to Deihl, [42] the Efé people of Ituri Forest in the Democratic Republic of Congo practice alloparenting, with care for infants coming from siblings, grandparents, and older members of the community. Deihl states that where siblings are alloparents this provides adolescents experience of being a parent.

The traditional model of child psychology in relation to parents is called, "Classical Attachment" in which the child has a strong attachment to one figure (the mother). In alloparenting communities, attachment theory suggest that the same sort of bond is shared between the child and multiple community members. [43] This has potential advantages for the child and the parents. The child has a diversified network of caregivers which can provide intimate emotional support. [44] The parent's cost of child rearing goes down as well as the emotional cost and cost of tangible resources. According to The US National Library of Medicine, alloparenting has proven to activate portions of the brain that are correlated with decreasing stress levels. [45]

Cause Edit

Alloparental care has many benefits for the young as well as the biological parents of the young. It occurs when there is a high energetic command of the biological parents and the group living of these animals. [5] Alloparenting helps to reduce the stresses on these animals and reduce the overall energetic demands of having offspring. [5] The evolution of alloparenting came to rise by the rise of language which leads to cooperation, intelligence, and complex social interactions. [5] There is an observed correlation between brain size and alloparental care by non-mothers. Oxytocin is an important hormone involved in maternal behavior. A study on voles found that the expression of oxytocin receptors proportionally affects the alloparental behavior in adult female voles. [5] Prolactin was researched because, in biparental marmoset, the cortisol levels were higher in males than no parent males. [5] However, there are many hypotheses about the role prolactin, cortisol, and another hypothalamic pituitary axis has on male alloparental behavior, however, there is still more research on the exact roles. There are many hormones involved in parental care and these are leads to the causes of alloparental care.

Effect Edit

Providing alloparental care has many effects on both the receiver of the care and the recipient. [3] [5] A historian named Stephanie Coomtzh said human children “do best in societies where childrearing is considered too important to be left entirely to parents.” [3] This implies that in terms of humans alloparenting has a positive effect on the child. Receiving care from a variety of caregivers gives children the opportunity to learn from many and receive love in different ways. [3] Introducing a child to this environment allows them to adapt and learn to love and trust widely which will be beneficial in their future adolescent and adult years when they have to leave the comfort of home. [3]

Providing alloparental care comes at a cost to the provider of the care and there are acute and long-term effects that the provider experiences. Prairie voles exposed to pups for 3 hours results in an increase of c-Fos expression in the brain region activated by maternal behavior and c-Fos was in oxytocin neural activation. [5] Male voles put under stressful experiences increased huddling, licking, and grooming of unrelated pups. [5] This shows that for males alloparental care could come as a form of stress relief. There is also an observed increase in cardiovascular activity, with a constant increase of heart rate when alloparents are around pups and this is related to the alloparent providing more heat to the pup. [5] One consequence of alloparental care in a study done on prairie voles is that adolescents exposed to pups showed a decrease in parental care to biological pups. [5] Other long-term consequences include increased competitiveness, heightened anxiety, and association with reproductive suppression. In a study done on primates, it was found that alloparenting has a positive correlation with infant development. [5] However, this could lead to malnutrition because mothers must provide more nutrients to keep up with the faster growth and development. Alloparental care is complex and has long-term and acute effects on the animal providing the behavior.


Babysitting birds gain from growing pains

A male purple fairy-wren. Photo by Michelle Hall/Australian Wildlife Conservancy.

(PhysOrg.com) -- The baffling question of why some animals help raise offspring which aren’t their own is closer to being answered, thanks to new research from The Australian National University.

Researchers have found that birds that help care for others’ nestlings gain both indirect and direct benefits and help more when the returns are greater.

Dr. Michelle Hall, a visiting fellow in the ANU Research School of Biology, was recently part of a long-term study on the cooperative breeding habits of purple-crowned fairy wrens. The study was led by Sjouke Kingma from the Max Planck Institute for Ornithology with Dr Anne Peters from Monash University as senior author.

Dr. Hall said that fairy-wrens are habitual cooperative breeders, with breeding pairs receiving help in the nest from non-breeding helpers. But in a first, the researchers found that helping in the nest boils down to both family and inheritance.

“Cooperative breeding has intrigued biologists for decades because individuals that help raise offspring that are not their own seem selfless,” she said. “It is an apparent contradiction to the predictions of natural selection.

“We spent many hours watching nests, monitoring who was feeding the nestlings, keeping tabs on changes in social groups, and recording when and where youngsters obtained breeding territories.

“By looking at the dynamics of these social groups we realised that when it comes to helping raise the young, it is a matter of relatedness. For example in purple-crowned fairy-wrens over 60 per cent of helpers live with both parents in the territory they hatched on and over 90 per cent live with at least one parent. So the young they help raise are usually siblings or half-siblings.

“We also found that in general helpers that are more closely related to the nestlings provide more help and their efforts thus see more of their shared genes entering the gene pool. In other words, helpers adjust their behaviour to maximise these indirect benefits by helping kin.”

While the findings present “an elegant theoretical solution” to the problem of unexpected animal altruism, Dr Hall said that they are by no means universally observed.

“In a twist, some helpers in purple-crowned fairy-wrens, and other cooperative breeders, also provide help for unrelated young in the nest. But it turns out these helpers are also playing a selfish game and maximising direct benefits by producing future helpers of their own.

“They help when their chances of inheriting the current breeding territory are greater, and thus are helping to raise their own future assistants.”

The study’s findings have been published in the latest edition of Amerikos gamtininkas.


A deeper understanding

Previously, most birds were thought to be guided by their genes during migration: any birds taking “bad” migratory routes would die, while the ones taking “good” routes would survive to pass their genes onto their young. How else could a cuckoo find its way across Europe and Africa when it had never met its biological parents?

Our research, however, shows that the picture is a little more complex, and that there is a spectrum of migratory behaviours ranging from genetically-driven (as is the case of the cuckoo) to experience-driven (as is the case of cranes). Knowing that some bird species prefer to migrate with “friends” changes the way we think about the mechanisms that shape migratory behaviour.

The ability of birds to survive changing conditions will be clearer when we understand what drives their movement from one environment to another.


Žiūrėti video įrašą: Kaulai. Dabar žinai # 10 (Sausis 2023).