СТАТЕВИЙ ДИМОРФІЗМ: ЩО ЦЕ ТАКЕ, У ХРЕБЕТНИХ ТА БЕЗХРЕБЕТНИХ - БІОЛОГІЯ - 2025

У статевому диморфізмі спостерігаються фенотипічні відмінності між самцями та самками одного виду. Ці відмінності не обмежуються сферою морфології (наприклад, розмір тіла, колір, серед інших), вони також включають символів на фізіологічному та етологічному рівні. На відміну від них, коли особини обох статей у одного виду схожі або однакові за зовнішнім виглядом, застосовується протилежний термін: мономорфні види.

Ці характеристики, які дозволяють розмежувати статі, як правило, більш помітні у чоловіків, ніж у жінок - хоча є важливі винятки - і вважаються адаптаційними. Пропонується, щоб ці ознаки підвищували біологічну придатність або придатність кожної статі, максимізуючи репродуктивний успіх.

Пара качок мандаринів (Aix galericulata), в Англії. Самець - зліва, а самка - справа.
Джерело © Френсіс К. Франклін / CC-BY-SA-3.0

Ці характеристики підвищують біологічну придатність двома способами: привабливішими для протилежної статі (наприклад, барвистими забарвленнями птахів, такими як павичі та райські птахи) або слугуючи зброєю для боротьби у зустрічах з особами тієї самої стать (як роги), а винагорода - доступ до протилежної статі.

Хоча цей термін застосовується здебільшого в зоології, про це явище повідомлялося також у рослин.

Що таке сексуальний диморфізм?

Слово диморфізм означає "дві форми". Тому статевий диморфізм відноситься до відмінностей між особами обох статей у одного виду.

Статевий диморфізм починає помітніше, оскільки організм росте і розвивається. Як правило, на передчасних стадіях організму зовнішність між статями різниться незначно.

Статеві ознаки, які з’являються після віку статевої зрілості, називаються «вторинними статевими ознаками». Первинні статеві ознаки, зі свого боку, безпосередньо пов'язані з репродуктивним процесом: статеві органи.

Відмінності між чоловіками та жінками можуть виникати на різних рівнях: морфологічні ознаки (анатомія, розмір, забарвлення), фізіологія, екологія, поведінка тощо.

Наприклад, у деяких видів самці великі і строкаті, а самки дрібні і кричущі за кольором. Так само є поведінки, які трапляються лише в одній статі і які ми ніколи не бачимо в іншій.

Еволюція статевого диморфізму

Чому певні риси властиві одній статі, в одному виду? Чому існують види із статевим диморфізмом, тоді як в інших філогенетично близьких групах вони є мономорфними видами?

Ці питання стимулювали цікавість еволюційних біологів, які пропонували різні гіпотези для їх пояснення. Як ми побачимо нижче, механізми природного відбору та статевого відбору, здається, задовільно пояснюють це широко поширене явище в природному світі.

Роль статевого відбору

Розуміння механізмів, що призвели до виникнення сексуального диморфізму, захоплювало еволюційних біологів протягом десятиліть.

Вже у вікторіанські часи відомий британський натураліст Чарльз Дарвін почав гіпотезувати про це. Дарвін вважав, що сексуальний диморфізм можна пояснити шляхом сексуального відбору. У цьому контексті еволюційні сили діють різного роду.

Ці диференціальні характеристики дають індивідуальні переваги перед його супутниками тієї ж статі та того ж виду, з точки зору можливостей знайти пару та обмінятися. Хоча є деякі питання, пов'язані із сексуальним відбором, він є вирішальним компонентом еволюційної теорії.

Чому самці зазвичай кричуться, а жінки - ні?

Сексуальний відбір здатний діяти зі значною силою і наближати фізичні характеристики до природно вибраного оптимуму.

Оскільки варіативність репродуктивного успіху у самців зазвичай більша, ніж у жінок (це відбувається переважно у ссавців), у чоловіків часто з’являються статево-диморфні ознаки.

Прикладом цього є яскраві забарвлення хутра, прикраси та зброя, щоб зіткнутися зі своїми опонентами-чоловіками та привернути до себе жінок.

Винятки

Хоча це найпоширеніші, перебільшені та барвисті риси у самців не є всюди поширеними у всіх живих організмів. Про конкуренцію за репродукцію між самками повідомлялося у кількох видів.

Тому саме жінки виявляють довільні перебільшені риси, пов'язані із збільшенням успіху у пошуку партнера та здатності до його відтворення.

Найвідоміший приклад цього явища зустрічається у видів птахів Actophilornis africanus. Жіночі тіла мають більші тіла, ніж самці, і вони б’ються в інтенсивних боях, щоб отримати можливість спаровування.

Роль природного відбору

Інші риси, здається, краще пояснити за допомогою механізму природного відбору, ніж сам сексуальний відбір.

Наприклад, на островах Галапагоські острови живуть різноманітні ворсинки, що належать до роду Geospiza. У кожного виду морфологія дзьоба різниться між чоловічими та жіночими членами. Цей факт пояснюється різними харчовими звичками, що характеризують кожну стать зокрема.

Так само природний відбір здатний пояснити відмінності в розмірах тварин - жінки, як правило, мають більші розміри тіла і маси.

У цьому випадку більші розміри енергетично сприяють процесам гестації та лактації, крім того, що дозволяють народжувати більших особин.

На закінчення, символи, які розрізняють індивідів обох статей, можуть виникнути як шляхом природного відбору, так і шляхом статевого відбору. Однак межу між цими двома важко встановити.

Сьогодні вважається, що ступінь статевого диморфізму, що існує у певних видів, є результатом існуючих відмінностей за сумою всіх селективних тиску, які впливають на чоловіків і жінок по-різному.

Екологічні причини

Альтернативна думка намагається пояснити появу сексуального диморфізму в природі. У центрі уваги є екологічні причини процесу та те, як різні статі адаптуються до різних екологічних ніш.

Ця ідея була також викладена в працях Дарвіна, де натураліст сумнівався в тому, чи є загальноприйняті гендерні екологічні адаптації. Ця гіпотеза, пов'язана з екологічною нішею, перевірена переважно у птахів.

Відмінності у фенотипічних ознаках перетворюються на поділ ніші. Цей факт призводить до зниження внутрішньовидової конкуренції (у межах одного виду).

У тварин

У тваринному царстві явище статевого диморфізму є досить поширеним, як у хребетних, так і безхребетних. Ми опишемо найбільш релевантні приклади кожного роду.

У хребетних

У хребетних сексуальний диморфізм присутній на фізіологічному, морфологічному та етологічному рівнях.

Риби

У деяких видів риб самці мають яскраві забарвлення, пов’язані із залицянням протилежної статі.

Деякі риби ведуть боротьбу між самцями, щоб отримати доступ до самок. Не існує загальної моделі розміру між статями; у деяких видів самець більший, тоді як у інших самка має найбільший розмір тіла. Є крайній випадок, коли самець у 60 разів більший за самку.

Земноводні та не-пташині рептилії

У земноводних та плазунів рівень статевого диморфізму сильно змінюється залежно від вивченої лінії. У цій групі відмінності зазвичай присутні у розмірах, формі та забарвленні певних структур. У ауранах (жаб) самці демонструють мелодійні нічні пісні для залучення потенційних товаришів.

Птахи

У птахів статевий диморфізм проявляється забарвленням оперення, розміром тіла та поведінкою. У більшості випадків самці більше, ніж жінки, хоча є помітні винятки.

Переважна більшість самців проявляє яскраве забарвлення та значну різноманітність орнаментів, а самки тьмяні, криптовані кольори. Як ми вже згадували раніше, ці відмінності в основному зумовлені неоднаковим внеском під час репродуктивного процесу.

Чоловіки часто роблять складні прояви залицянь (наприклад, танці), щоб знайти пару.

Вважається, що таке виражене забарвлення та наявність виступаючих структур свідчать про жіночий фізіологічний стан самця - оскільки тупа забарвлення пов’язана з наявністю збудників та поганим самопочуттям.

У видів, де внесок у відтворення та батьківський піклування однаково розподілений у обох статей, диморфізм менш виражений.

Ссавці

У ссавців самець зазвичай більший за самку, і ця різниця приписується механізмам статевого відбору. Виявлені відмінності між обома статями залежать від виду, що вивчається, тому встановити загальну закономірність неможливо.

У безхребетних

Таку ж картину, яку демонструють хребетні, ми спостерігаємо у безхребетних. Різні види різняться за розміром тіла, прикрасами та кольорами.

У цій лінії також спостерігаються змагання між самцями. У деяких метеликів самці мають вражаючу райдужну забарвлення, а самки білі.

У деяких видів павукоподібних жінок самки значно більше, ніж самці і проявляють канібалістичну поведінку.

У рослинах

Термін сексуальний відбір широко застосовується зоологами. Однак його можна екстраполювати на ботаніку. Відмінності досить помітні з точки зору загальних характеристик і не дуже істотні, коли ми зосереджуємось на вторинних статевих ознаках.

Хоча правда, що більшість квітучих рослин є гермафродитами, статевий диморфізм розвинувся в різних лініях з окремою статтю.

Список літератури

1. Андерссон, MB (1994). Сексуальний відбір. Прінстонський університетський прес.
2. Бернс, КМ (2013). Еволюція статевого диморфізму: розуміння механізмів відмінностей статевих форм. У сексуальному диморфізмі. IntechOpen.
3. Clutton-Brock, T. (2009). Статевий відбір у жінок. Поведінка тварин, 77 (1), 3-11.
4. Гебер, Массачусетс та Доусон, Техас (1999). Стать та статевий диморфізм у квітучих рослин. Springer Science & Business Media.
5. Haqq, CM, & Donahoe, PK (1998). Регуляція статевого диморфізму у ссавців. Фізіологічні огляди, 78 (1), 1-33.
6. Kelley, DB (1988). Статево-диморфна поведінка. Щорічний огляд нейронауки, 11 (1), 225-251.
7. Ralls, K., & Mesnick, S. (2009). Статевий диморфізм. В Енциклопедії морських ссавців (с. 1005-1011). Академічна преса.