Dołącz do czytelników
Brak wyników

Ze świata zoologii

13 września 2018

NR 12 (Listopad 2015)

Dlaczego seks jest potrzebny? Cz. II. Giganci i karły, czyli kilka słów o dymorfizmie płciowym

0 205

Samce i samice danego gatunku mają w większości te same geny. Jednak mimo tych podobieństw obserwujemy czasami wybitne różnice morfologiczne, fizjologiczne i behawioralne pomiędzy płciami (dymorfizm płciowy lub gender dimorphism). 
Dymorfizm płciowy może być związany z zamieszkiwaniem określonych nisz ekologicznych, wynikać z różnic w zachowaniu (np. tych związanych z wyborem partnera do reprodukcji), z różnych kosztów reprodukcji, ról, jakie pełnią samce i samice w tym procesie, lub z kombinacji tych czynników (Butler i Losos, 2002). 

Dymorfizm płciowy u zwierząt 

Karłowate samce i gigantyczne samice 

Niektóre gatunki nie wykazują dymorfizmu płciowego lub występuje on tylko w niewielkim stopniu, podczas gdy u innych obserwujemy ekstremalne jego formy. Ekstremalny dymorfizm płciowy jest widoczny u bezkręgowców, gdzie zwykle samice są dużo większe od samców (fot. 1). U pająków z rodziny Theridiidae (omatnikowate), do których należy m.in. czarna wdowa, wielkość samców może stanowić jedynie 1% wielkości samicy. Karłowate samce stwierdzono jeszcze w innych grupach zwierząt, np. u niewielkich morskich bezkręgowców – lejkogębców (Cycliophora), niektórych mięczaków (Gastropoda), morskich pierścienic (Polychaeta) lub u ryb.

Strategia żigolaka 

U niektórych gatunków pąkli (Cirripedia: Thoracica) osiadłych, zwykle hermafrodytycznych morskich skorupiaków oraz ryb morskich z rzędu żabnicokształtnych (Lophiiformes), występują karłowate, często pasożytnicze samce (fot. 2). Porównuje się je do żigolaka utrzymywanego przez samicę, która w zamian zyskuje jego spermę (i satysfakcję seksualną). Z uwagi na ich bardzo niewielkie rozmiary samica może utrzymywać nawet kilka samców, ponieważ w niewielkim stopniu uszczuplają jej zasoby. Tego typu koegzystencja występuje w przypadku, gdy samica decyduje się na zysk wynikający z „wyboru” najlepszej spermy (ang. sperm selection) lub wówczas gdy samce są względem siebie tolerancyjne lub tylko w niewielkim stopniu mobilne. Podobnie w kilku rodzinach pasożytniczych skorupiaków widłonogów (podklasa Copepoda) występują karłowate samce, które przyczepiają się do ciała niedojrzałych samic (w sąsiedztwie jej struktur rozrodczych) i tam pozostają aż do jej śmierci. U Rhynchochondria longa (rodzina Chondracanthidae) naliczono aż osiem samców przyczepionych do specjalnych struktur wytwarzanych przez samicę (ang. nuptial organ). Struktury te stanowią nie tylko fizyczne miejsce przyczepu samców, ale prawdopodobnie odpowiedzialne są za wytwarzanie feromonów pozwalających samcom na szybkie zlokalizowanie receptywnej samicy. W odniesieniu do innych gatunków, np. u Chondracanthus lophii, postulowano, że struktury te dostarczają samcom substancji odżywczych. Podobnie pasożytnicze karłowate samce występują u Bonellia (szczetnice, fot. 3), gdzie często wnikają do jamy nefrydiów samicy. Samce te zwykle charakteryzują się bardzo prostą budową, a głównym ich zadaniem jest zapłodnienie dojrzałych jaj. 

Dlaczego istnieją karłowate samce? 

Opracowano cały szereg hipotez wyjaśniających ten skrajny dymorfizm płciowy. Większość naukowców zgadza 


fot. 1. Argiope appensa; źródło: Wikimedia Commons


fot. 2. Cryptopsaras couesii; źródło: Wikimedia Commons

 Jedna z hipotez łączy karłowatość samców z kanibalizmem uprawianym przez samice pająków w trakcie kopulacji lub bezpośrednio po niej. Hipotezę tę można streścić następująco: jesteś za mały, aby rozważać cię jako ewentualny obiad. Na wszelki jednak wypadek karłowaty samiec szybko i efektywnie może usunąć się z zasięgu wzroku olbrzymiej samicy, gdyby ta zmieniła zdanie.  

się, że samice są duże, ponieważ duży rozmiar ciała warunkuje większą produkcję jaj (hipoteza płodności). Z kolei niewielkie rozmiary samców przypisuje się różnym czynnikom. Jedna z hipotez łączy karłowatość samców z kanibalizmem uprawianym przez samice pająków w trakcie kopulacji lub bezpośrednio po niej. Hipotezę tę można streścić następująco: jesteś za mały, aby rozważać cię jako ewentualny obiad. Na wszelki jednak wypadek karłowaty samiec szybko i efektywnie może usunąć się z zasięgu wzroku olbrzymiej samicy, gdyby ta zmieniła zdanie. Inna z hipotez postuluje, że samce wcześnie osiągają dojrzałość płciową (np. u pająka Nephila clapives), ponieważ stwarza im to większe szanse na kopulację, zanim zakończą życie (ang. sperm precedence). Z kolei hipoteza grawitacyjna postuluje, że karłowate samce wspinają się znacznie szybciej niż ich więksi koledzy i osiągają większe sukcesy w zlokalizowaniu samicy. Mały rozmiar umożliwia nie tylko szybką wspinaczkę i większe szanse uniknięcia ewentualnych drapieżników, ale wiąże się również z niewielkimi kosztami energetycznymi ponoszonymi przez organizm. Energia ta może być spożytkowana na skuteczne poszukiwanie receptywnej samicy. Dowody na poparcie hipotezy grawitacyjnej znaleziono u pająków żyjących wysoko, np. w koronach drzew, w sytuacji, gdy występuje niewielkie współzawodnictwo pomiędzy samcami oraz kiedy jest niewielkie zagęszczenie samic (Grossi i ­Canals, 2015). 

Czasami środowisko determinuje wy­­stępowanie karłowatych samców. U polującej na ptaki tarantuli (Arbanitis festi­vus) występującej w neotropikach i Australii obok samców normalnych rozmiarów spotykane są też karłowate osobniki w populacjach występujących w skrajnie niekorzystnych środowiskach. W takich marginalnych miejscach dojrzałe płciowo karłowate samce mają większe szanse na przeżycie i przekazanie swoich genów niż samce normalnych rozmiarów. Znacznie większa samica czekająca na dnie swojej jamki jest w mniejszym stopniu narażona na niebezpieczeństwo niż samce aktywnie poszukujące partnerki. 


Karłowate samice i gigantyczne samce

W jeziorze Tanganika u ryb pielęgnicowatych Lamprologus callipterus (Pseudocrenilabrinae) obserwowano sam­ce 12 razy cięższe niż samice, co jest najbardziej ekstremalnym przypadkiem dymorfizmu płciowego tego typu (Schütz i Taborsky, 2000). U tego gatunku samce bronią swojego terytorium i kolekcjonują puste muszle ślimaków, które służą później jako miejsce składowania jaj i żłobek dla potomstwa. Ponieważ samica opiekuje się potomstwem w muszli dostarczonej przez samca, musi ona być na tyle mała, by się do niej zmieścić. Samiec zaś powinien być na tyle duży, by poradzić sobie z przyniesieniem odpowiednio dużej muszli na swoje terytorium. Sytuacja ta rodzi pewien konflikt, ponieważ sukces reprodukcyjny samicy zależy od wielkości jej ciała (im większa samica, tym więcej jaj może wyprodukować), a liczba dostępnych muszli o dużych rozmiarach jest ograniczona. Ten konflikt jest głównym determinantem występowania ewolucyjnie stabilnych rozmiarów samicy. 


fot. 3. Bonellia viridis; źródło: Wikimedia Commons

Rozmiar i architektura mózgu 

Różne role pełnione w procesie reprodukcji i w opiece nad potomstwem wpływają na różnice w wielkości mózgu. U samców ryb cierników (Gasterosteus aculeatus) stwierdzono o 23% większy mózg niż u samic. Większy mózg u samców związany jest z koniecznością budowy skomplikowanego gniazda, bardzo intensywnym i skomplikowanym rytuałem zabiegania o samicę i z samodzielnie sprawowaną opieką nad potomstwem (hipoteza „jednego rodzica”, ang. parental brain hypothesis). Z kolei samica przede wszystkim inwestuje większość swojej energii w produkcję jaj, nie zaś tkanki mózgowej, której wykształcenie jest związane z dużymi kosztami energetycznymi. Tym niemniej ona również wykazuje pewne kognitywne zdolności, porównując samców i ich zaloty oraz magazynując te wszystkie informacje niezbędne do podjęcia ostatecznej decyzji, kto będzie ojcem jej dzieci (Kotr­schal i in., 2012). Podobne większe mózgi obserwowano u samców ptaków altanników budujących skomplikowane altanki służące zwabieniu samicy oraz u samic pielęgnic i drapieżników sprawujących samodzielnie opiekę nad potomstwem. Postulowano większy mózg u mężczyzn niż u kobiet (Pakkenberg i Voigt, 1964), jednak obecnie badania te są krytykowane ze względu na użycie nieodpowiednich metod statystycznych. 

Dymorfizm płciowy u roślin 

Dymorfizm płciowy u roślin nie jest ani tak wyraźny, ani tak rozpowszechniony jak u zwierząt (fot. 4–7). Tym niemniej chociaż większość roślin to organizmy hermafrodytyczne (obojnacze), a jedynie u 6–7% obserwujemy organizmy męskie lub żeńskie (ang. dioecy), to występują one w połowie rodzin roślin okrytozalążkowych (Renner i Ricklefs, 1995). Uważa się, że wykształcenie dwupienności następowało niezależnie i wielokrotnie w ewolucji (ponad 100 razy; Charlesworth, 2002). I...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy