Náttúran

Stór æxlunarfæri útrýmir tegundum

Skelkrabbar hafa yfir að ráða stærstu æxlunarfærum dýraríkisins, en stærðin nemur þriðjungi af stærð dýrsins. Steingerðir ættingjar dýrsins leiða nú í ljós að þessi risavöxnu æxlunarfæri voru dýru verði keypt, sem rennir jafnframt stoðum undir 150 ára gamla kenningu Darwins.

BIRT: 18/11/2023

Charles Darwin bíður í ofvæni. Þetta er á árinu 1871 og náttúrufræðingurinn er spenntur að vita hverjar móttökur kenning hans um kynval muni hljóta. Darwin hafði skömmu áður gefið út bók sína „Hvernig maðurinn kom til“, sem segja má að sé eins konar framhald ritsins „Uppruni tegundanna“, sem kom út tólf árum áður og hlotið hafði mikla gagnrýni. Þar hafði Darwin staðhæft að dýrategundirnar væru ekki sköpunarverk Guðs, heldur afleiðing milljarða ára náttúruvals, þar sem aðeins þeir sterkustu, sem best höfðu aðlagast, lifðu af.

 

Náttúruvalið í „Uppruna tegundanna“ gat þó engan veginn varpað ljósi á það hvers vegna karldýr páfugla og krónhjarta eru svo mikilfengleg á að líta, sem þó ekki gagnast aðlögunargetu dýranna né heldur möguleikum þeirra til að komast af.

 

Á 19. öld ríkti sú skoðun að fegurð náttúrunnar væri Guði að þakka en þarna kom Darwin fram með þá tilgátu að glæsileiki dýranna væri ekki skapaður með það fyrir augum að gleðja okkur mennina, heldur til að laða að dýr af hinu kyninu og að tryggja fjölgun dýranna. Þar sem náttúruval snýst um baráttuna um að lifa af, varðar kynval baráttuna um að fjölga sér. Samkvæmt kenningum Darwins getur kynval stangast algerlega á við náttúruval og sé einblínt um of á fjölgun er hætt við að tilvist sjálfrar tegundarinnar kunni að líða fyrir.

 

Kynval útrýmir tegundum

Þessi nýja kenning Darwins hlaut blendnar viðtökur og allar götur síðan hafa líffræðingar almennt litið á kynval sem samþættan hluta af náttúrvali. Karldýrin leggja áherslu á að laða að sér kvendýrin, sem gerir það að verkum að þau síðarnefndu geta valið bestu erfðavísana og tryggt afkomu tegundarinnar til lengri tíma litið. Nú rennir alveg glæný rannsókn stoðum undir þessa kenningu Darwins.

 

Hópur bandarískra vísindamanna hefur rannsakað tengslin á milli útrýmingartíðni og kynjamunar meðal 93 útdauðra tegunda af skelkrabba.

Stærsta sæðið hefur vinninginn

Sæðisfrumur skelkrabbans eru hundraðfalt stærri en sæðisfrumur mannsins. Þar sem kvendýrin halda sig ekki við sama makann alla ævi aukast líkur karldýra á að frjóvga þær ef sæðið er stórt. Fyrir bragðið hafa karldýrin þróað með sér gríðarstórar sæðisfrumur, sem eru vafðar upp í „garnhnykla“ með tilheyrandi sæðisdælu og geysistórum æxlunarlimum sem senda sæðið leiðar sinnar.

1

Samavafið sæði

Lengstu sáðfrumurnar eru 11.7 mm langar.
2

Sáðblaðra

3

Eista

4

Sáðrás

5

Limur

Skelkrabbar minna einna helst á blending af rækju og kræklingi, en dýr þessi lifðu fyrir 66-84 milljón árum í grennd við þar sem nú er að finna Missisippifljótið. Niðurstaða vísindamannanna lætur ekki á sér standa: Tegundir sem höfðu yfir að ráða samræðisgjörnum karldýrum, sem eyða þurftu gífurlegri orku í að þróa stórfengleg æxlunarfæri sín, lifðu að meðaltali aðeins í 1,6 milljón ár á meðan tegundir höfðu yfir að ráða minna áberandi körlum lifðu í 15,5 milljón ár. Þetta má einnig orða á þann hátt að skelkrabbar með mikinn kynjamun hafi dáið út tífalt hraðar en dýrin sem höfðu yfir að ráða minnsta kynjamuninum.

 

Skrúði er lífshættulegur

Mörgum líffræðingum kom það á óvart að kynval skyldi ekki gagnast tegundinni.

 

Fyrri rannsóknir hafa gefið til kynna að valið styrki tegundina þar sem einungis bestu erfðavísarnir berist áfram. Tilgátan er sú að áberandi, og jafnvel klunnalegir, drættir dýranna, geri tegundinni kleift að komast í gegnum ógöngur til lengri tíma litið, því valið tryggi að einungis þeir sterkustu komist af.

 

Litrík andlit örva æxlunina

Karlapar úr hópi mandríla vega þre- til fjórfalt meira en kvenaparnir og eru jafnframt langtum litríkari en þær. Dæmi þetta er í raun skólabókardæmi um kynjaða muninn meðal prímata. Bæði andlit og rass eru þakin rauðum, bláum og fjólubláum litum, en kvendýrin velja sér litríka maka umfram þá litlausari.

 

Löng stél vekja áhuga kvenfuglanna

Ætla mætti að karlfugl og kvenfugl halavefarans væru tvær ólíkar fuglategundir. Hún er brún og grá en karlinn svartur með rauðan og gulan lit á vængjunum. Kvenfuglinn er sérlega áhugasamur um stélfjaðrir karlfuglsins, sem geta orðið hálfur metri á lengd.

 

Karlarnir  berjast með sterklegum kjálkunum

Karldýr hjartarbjöllunnar eru útbúin gríðarstórum kjálkum, sem eru með þrefalt sterkara bit en kjálkar kvendýranna. Karldýrin með sterkasta bitið ráða niðurlögum keppinautanna og tryggja að afkvæmin verði útbúin sömu sterklegu kjálkunum.

 

Fjaðraprýði páfuglskarlsins er til dæmis ekki eingöngu ætluð sem skraut, heldur er um að ræða merki til kvenfugla um að karlinn sé útbúinn einstaklega góðum erfðavísum og að hann sé nægilega sterkur og skarpur til að lifa af, þrátt fyrir lífshættulega skreytinguna, sem geri hann að auðveldri bráð í augum rándýra. Það er svo einmitt þessi kenning um að hann sé auðveld bráð sem rennir stoðum undir kenningar Darwins, svo og bandarísku rannsóknina á skelkröbbunum með stóru æxlunarfærin.

 

Í öðrum rannsóknum er einblínt á lifandi tegundir, en í þeirri nýju er sjónum einungis beint að útdauðum dýrategundum. Steingerðar skeljar skelkrabbans leiða í ljós greinilegan kynjamun, þar sem karldýrin eru oft útbúin lengri og stærri skel en kvendýrin, í því skyni að rúma gríðarstór æxlunarfærin, svo og sæðið.

 

Þegar tíminn er naumur og bjargráðin af skornum skammti gefur ekki góða raun að verja miklum hluta orkunnar í að viðhalda stórum æxlunarfærum og fyrir vikið hafa skelkrabbar með stóru æxlunarfærin dáið út þegar harðnaði í ári og erfðaefni tegunda með síður áberandi æxlunarfæri hafa borist áfram. Útdauður skelkrabbinn stuðlar þannig að skilningi vísindamanna á því að þróunin er ætíð sú að þeim tegundum farnast best sem búa yfir mestri aðlögunarhæfni.

 

Forðaríkt umhverfi

Komast af

Skelkrabbarnir hafa nóga fæðu og karldýr með lítil og stór æxlunarfæri komast af.

Fjölga sér

Öll karldýrin eðla sig með kvendýrunum en mestar líkur er á að karlarnir með stærstu æxlunarfærin beri erfðavísa sína áfram.

Niðurstaða

Tegundin þróast á þann veg að æxlunarfærin stækka.

Forðarýrt umhverfi

Komast af

Stór æxlunarfæri krefjast mikillar orku. Karldýr með stór æxlunarfæri berjast fyrir lífi sínu.

Fjölga sér

Stofninn telur nú aðallega karldýr með lítil æxlunarfæri, sem frjóvga flest kvendýrin.

Niðurstaða

Skelkrabbar með stór æxlunarfæri deyja út en erfðavísar þeirra með minni æxlunarfærin berast áfram.

Karldýrin berjast um sæðisstærð

Þar sem kynval getur leitt til útrýmingar, þá kann það samkvæmt annarri, nýrri tilgátu einnig að hafa í för með sér aukna tegundafjölbreytni. Vísindamenn rannsökuðu ætt froska sem kallast Hyperoliidae, en ætt þessi telur rösklega 200 tegundir, þar sem karldýr og kvendýr búa yfir ólíkum litum. Vísindamönnunum tókst að endurgera þróunarferlið á bak við litamismun kynjanna með hliðsjón af erfðaefni froskanna og komust að raun um tengsl milli þróunar litanna og fjölbreytni tegundanna. Ættkvíslir sem höfðu yfir að ráða mislitum kynjum bjuggu yfir helmingi meiri tegundasundurleitni en einlitar ættkvíslir.

 

Karldýr (vinstri) og kvendýr (hægri) froskategundarinnar Hyperolius riggenbachi hafa greinilega litlamun.

Margbreytileiki tegundanna endurspeglaðist jafnframt í kynhegðun dýranna, sem strangt til tekið má flokka á tvo vegu. Annars vegar berjast karldýrin hvert við annað en hins vegar velja kvendýrin karlana með hliðsjón af framkomu þeirra síðarnefndu.

 

Báðar aðferðir við val leiða af sér vænlegustu einkennin. Þegar t.d. krónhirtir berjast til að reyna að ná hylli kvendýra á sér stað val sem sér til þess að stærstu og sterkustu hornin séu stöðugt borin áfram til næstu kynslóðar.

 

Álíka samkeppni á sér jafnframt stað meðal skelkrabba en í stað þess að berjast með kjafti og klóm,  heyja karldýrin keppni um sæðið.

 

Skelkrabbar hafa yfir að ráða stærstu sæðisfrumum sem um getur og er stærð þeirra til komin sem afleiðing kynjaðs vals. Sæðisfrumurnar eru allt að 11,7 mm að lengd, sem er fjórföld lengd sjálfs dýrsins. Karldýrin með stærsta sæðið bera erfðavísana svo áfram.

 

Sáðfrumur skelkrabbans eru í sérstökum hólfum í sáðrásinni.

Páfuglshænur velja sér hana með hliðsjón af fjaðurprýðinni, sem er til marks um heilbrigði og getu til að komast af, en um er að ræða sígilt dæmi um hina gerðina af vali. Páfuglar eiga þátt í mjög sérstakri gerð af kynjuðu vali sem gengur undir heitinu Fisher’s runaway-valið.

 

Ef marka má kenningu Fishers er unnt að skýra fjaðurprýði karlfuglanna  með hliðsjón af rökréttu vali kvenfuglsins, en ef tveir páfuglshanar eru settir hlið við hlið, velur kvenfuglinn ætíð þann með mestu og fallegustu fjaðurprýðina.

 

Unnt að bjarga tegundum í útrýmingarhættu

Hvað skelkrabbann áhrærir leikur enginn vafi á því að óhóflegt kynval styttir líftíma tegundarinnar.

 

Markmið vísindamannanna er nú að nota þessa vitneskju um skelkrabbann, svo og kynjaða valið, í því skyni að varðveita dýrategundir í útrýmingarhættu.

 

Ef viðlíka samhengi greinist hjá öðrum dýrategundum er hugsanlegt að vísindamenn hafi fundið  grundvallartengsl milli gríðarmikils kynjaðs munar annars vegar og hættunnar á útrýmingu hins vegar. Uppgötvunin mun ekki einvörðungu gagnast okkur til að skilja betur þróunina og undirstöðureglur hennar, heldur mun hún jafnframt gagnast líffræðingum við að skilja betur hvaða ógn steðjar að tilteknum tegundum. Þannig munu líffræðingar betur geta séð fyrir hugsanlega útrýmingu dýrategunda og hrint í framkvæmd björgunaraðgerðum áður en það verður um seinan.

LESTU EINNIG

HÖFUNDUR: JONAS MELDAL

Claus Lunau, © Václav Gvoždík, © Courtesy of Renate Matzke-Karasz,

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

Heilsa

Er flotsaur til marks um góða heilsu?

Heilsa

Er flotsaur til marks um góða heilsu?

Náttúran

Hvernig veit fræ að það eigi að spíra? 

Náttúran

Hvernig veit fræ að það eigi að spíra? 

Heilsa

Breytingarnar á líkamsþyngd geta leitt í ljós hættu á heilabilun

Náttúran

8 uppfinningar sem þú getur þakkað Einstein fyrir

Náttúran

Að klóna risaeðlur: Er hægt að vekja risaeðlur til lífsins?

NÝJASTA NÝTT

Lifandi Saga

Hermaður sá heiminn á hvolfi eftir heilaskaða

Alheimurinn

Eitilhörð samkeppni um að leysa ráðgátur sólkerfisins

Læknisfræði

Soðnir kettir læknuðu nánast allt á miðöldum

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

Alheimurinn

Mistök geta verið banvæn fyrir geimfara 

Náttúran

Kisulóra er villiköttur

Lifandi Saga

Greitt fyrir Pepsi-Cola með sovéskum kafbátum

Heilsa

10 matvæli með meira C-vítamín en appelsínur

Maðurinn

Þráhyggja tekur heilann í gíslingu

Saga

Af hverju ráða Bandaríkin yfir Guantanamo?

Lifandi Saga

Hermaður sá heiminn á hvolfi eftir heilaskaða

Alheimurinn

Eitilhörð samkeppni um að leysa ráðgátur sólkerfisins

Læknisfræði

Soðnir kettir læknuðu nánast allt á miðöldum

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

Alheimurinn

Mistök geta verið banvæn fyrir geimfara 

Náttúran

Kisulóra er villiköttur

Lifandi Saga

Greitt fyrir Pepsi-Cola með sovéskum kafbátum

Heilsa

10 matvæli með meira C-vítamín en appelsínur

Maðurinn

Þráhyggja tekur heilann í gíslingu

Saga

Af hverju ráða Bandaríkin yfir Guantanamo?

Fáðu aðgang að vÍSINDI.IS

Ókeypis í 2 vikur!

 

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

 

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Alheimurinn

Hvað er andefni?

Alheimurinn

Hvað er andefni?

Maðurinn

Þess vegna tekur ástarsorg svona mikið á okkur

Maðurinn

Þess vegna tekur ástarsorg svona mikið á okkur

Maðurinn

Heilann þyrstir í fitu

Maðurinn

Er það skaðlegt að plokka nefhárin?

Lifandi Saga

Hve lengi höfum við fengið sumarfrí?

Jörðin

Vísindamenn greina vaxtarverki: Fæðuhringur eldfjallsins

Vinsælast

1

Heilsa

Breytingarnar á líkamsþyngd geta leitt í ljós hættu á heilabilun

2

Heilsa

Er flotsaur til marks um góða heilsu?

3

Náttúran

8 uppfinningar sem þú getur þakkað Einstein fyrir

4

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

5

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

6

Náttúran

Að klóna risaeðlur: Er hægt að vekja risaeðlur til lífsins?

1

Heilsa

Er flotsaur til marks um góða heilsu?

2

Náttúran

Hvaða rándýr étur flest fólk?

3

Tækni

Eru eineggja tvíburar erfðafræðilega eins?

4

Maðurinn

Með skönnun má spá fyrir um þunglyndi

5

Maðurinn

Samfélagsmiðlar ógna samkenndinni

6

Maðurinn

Af hverju sjá sumir drauga en aðrir ekki?

Náttúran

Hjarta steypireyðar slær bara tvisvar á mínútu

Menning

Hvers vegna varð kvikmyndin „Casablanca“ svona vinsæl?

Maðurinn

Einvígið: Er rafmagnstannbursti betri en venjulegur?

Maðurinn

Getur dáleiðslan komið í stað fyrir lyf? 

Jörðin

Evrópsk ofureldstöð virðist undirbúa gos

Maðurinn

10 óvanalegar tegundir af fælni

Náttúran

Loftslagsfyrirbrigði gæti aukið bráðnun í norðri

Maðurinn

Mjúki maðurinn gengur í arf

Maðurinn

Nátthrafnar deyja fyrr en morgunhanar. En ástæðan kemur á óvart.

Alheimurinn

NASA: 50 metra stór loftsteinn getur skollið á jörðina árið 2046

Heilsa

Kynin bregðast ekki eins við yfirvofandi áfalli

Maðurinn

Í fyrsta sinn: Vísindamenn leiða í ljós hvað gerist í heilanum þegar við deyjum

Hermaður sá heiminn á hvolfi eftir heilaskaða

Í spænsku borgarastyrjöldinni lifði hermaður nokkur það af, líkt og fyrir kraftaverk, að fá byssukúlu gegnum heilann. Eftir þetta gat hermaðurinn lesið dagblöðin á hvolfi. Atburðurinn veitti vísindamönnum nýja innsýn í starfsemi heilans.

Lifandi Saga

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.690 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is