فرگشت | ۲ | نقش انتخاب جنسی در فرگشت پرهای طاووس نر

چالش داروین: پرهای طاووس و تناقض با انتخاب طبیعی

معمای پرهای طاووس

پرهای رنگارنگ، متقارن و عظیم طاووس نر (Pavo cristatus) نمونه‌ای برجسته از فرگشت زیستی تحت تأثیر انتخاب جنسی (Sexual Selection) است. این ویژگی‌ها، که از منظر انتخاب طبیعی (Natural Selection) غیرکاربردی و زیان‌بار به نظر می‌رسند، چالشی اساسی برای چارلز داروین ایجاد کردند. او در سال۱۸۶۰ نوشت: «نگاه به پر طاووس مرا بیمار می‌کند»، زیرا این پرها با منطق «بقای سازگارترین» (Survival of the Fittest) در تضاد بودند. پرهای درخشان هزینه‌های متابولیکی بالایی دارند، تحرک طاووس را کند می‌کنند و خطر شکار را افزایش می‌دهند. نظریه انتخاب طبیعی بیان می‌کند که ویژگی‌های مفید برای بقا در جمعیت رایج‌تر می‌شوند، زیرا موجودات دارای این ویژگی‌ها شانس بیشتری برای بقا و تولیدمثل دارند. اما پرهای طاووس با رنگ‌های درخشان و اندازه بزرگ، طاووس را به هدفی آشکار برای شکارچیان تبدیل می‌کنند و با این منطق ناسازگارند. این تناقض، که در روان‌شناسی فرگشتی به تعارض بقا-تولیدمثل معروف است، داروین را به ارائه نظریه‌ای مکمل واداشت. مطالعات نشان داده‌اند که این پرها انرژی زیادی مصرف می‌کنند و توانایی فرار از شکارچیان را کاهش می‌دهند. این چالش نشان داد که انتخاب طبیعی به‌تنهایی نمی‌تواند تمام ویژگی‌های زیستی را توضیح دهد.

ظهور انتخاب جنسی و نیروی زیباشناختی

برای حل معمای پرهای طاووس، داروین مفهوم انتخاب جنسی را معرفی کرد. او پیشنهاد داد که برخی ویژگی‌ها، مانند پرهای طاووس، به دلیل مزایای تولیدمثلی در جمعیت باقی می‌مانند. انتخاب جنسی در دو شکل عمل می‌کند: انتخاب بین‌جنسی (Intersexual Selection)، که در آن ماده‌ها نرها را بر اساس ویژگی‌های خاص انتخاب می‌کنند، و انتخاب درون‌جنسی (Intrasexual Competition)، که شامل رقابت نرها برای دسترسی به ماده‌ها است. در طاووس‌ها، انتخاب بین‌جنسی غالب است؛ ماده‌ها نرهایی با پرهای بزرگ‌تر، متقارن‌تر و درخشان‌تر را ترجیح می‌دهند، حتی اگر این ویژگی‌ها برای بقا زیان‌بار باشند. این ترجیحات جنسی باعث فرگشت پرهای طاووس طی میلیون‌ها سال شده است. پرها به‌عنوان سیگنال‌های بصری جذابیت نرها را برای ماده‌ها نشان می‌دهند. این فرآیند، که به‌عنوان نیروی زیباشناختی در فرگشت توصیف می‌شود، پیچیدگی زیستی را تقویت کرده است. تحقیقات نشان داده‌اند که تقارن پرها نشانه‌ای از سلامت ژنتیکی است. اما انتخاب طبیعی با ایجاد محدودیت‌هایی، از تشدید بیش از حد این ویژگی‌ها، مانند پرهایی که تحرک را مختل می‌کنند، جلوگیری می‌کند.

سوگیری حسی: ریشه ترجیحات ادراکی ماده‌ها

مفهوم سوگیری حسی

فرضیه سوگیری حسی (Sensory Bias Hypothesis) بیان می‌کند که ترجیحات جفت‌گیری طاووس‌های ماده ممکن است ناشی از سوگیری‌های پیشینی در سیستم‌های حسی آن‌ها باشد، نه انتخاب آگاهانه برای بهبود بقا یا تولیدمثل. جهش‌های ژنتیکی در ژن‌های مرتبط با گیرنده‌های رنگی، حساسیت به نور و تشخیص الگو در چشمان طاووس‌های ماده باعث شده است که آن‌ها به رنگ‌های درخشان، مانند آبی و سبز، و الگوهای متقارن حساس‌تر شوند. این حساسیت، که احتمالاً پیش از فرگشت پرهای زینتی وجود داشته، به انتخاب نرهایی با پیگمنتاسیون پیشرفته و ساختار پرهای برجسته منجر شده است. مطالعات نشان داده‌اند که دستگاه عصبی بینایی طاووس‌های ماده به طیف‌های نوری خاصی حساس است، که نتیجه جهش‌های ژنتیکی در طول زمان است. این سوگیری حسی باعث شده است که پرهای نرهایی با رنگ‌های درخشان‌تر و الگوهای متقارن‌تر برای ماده‌ها جذاب‌تر باشند، حتی اگر این ویژگی‌ها کارکرد زیستی مستقیمی نداشته باشند. برای مثال، تحقیقات نشان داده‌اند که گیرنده‌های مخروطی در شبکیه طاووس‌های ماده به طول‌موج‌های کوتاه (مانند آبی) پاسخ قوی‌تری می‌دهند. این پدیده در گونه‌های دیگر، مانند ماهی زبرا، نیز مشاهده شده است، جایی که ماده‌ها به رنگ قرمز حساسیت نشان می‌دهند، زیرا این رنگ با غذای اصلی آن‌ها (میگوهای قرمز) مرتبط است. در طاووس‌ها، سوگیری حسی به‌عنوان محرک اولیه انتخاب پرهای زینتی عمل کرده و یک چرخه خودتقویت‌کننده ایجاد کرده است. این فرآیند نشان‌دهنده نقش کلیدی سیستم‌های عصبی در هدایت فرگشت ویژگی‌های ظاهری است.

هم‌فرگشتی ویژگی‌ها و ترجیحات

سوگیری حسی به هم‌فرگشتی (Co-evolution) بین ویژگی‌های فیزیکی نرها و ترجیحات ادراکی ماده‌ها منجر شده است. در نرها، جهش‌هایی در ژن‌های مسئول رنگدانه‌ها و ساختار پر باعث افزایش درخشش، تقارن و اندازه پرها شده‌اند، در حالی که در ماده‌ها، تغییرات در سیستم ادراکی، ترجیح این ویژگی‌ها را تقویت کرده است. برای مثال، ژن‌های مرتبط با تولید ملانین و کاروتنوئیدها در پرهای نرها، رنگ‌های درخشان را تقویت می‌کنند. این هم‌فرگشتی نشان می‌دهد که فرگشت پرهای طاووس نتیجه تعامل پیچیده بین ژن‌ها و ادراک است. شواهد عصبی نشان می‌دهند که مناطق قشری مغز طاووس‌های ماده به الگوهای بصری پیچیده حساس‌تر شده‌اند. با این حال، این ترجیحات می‌توانند به تشدید ویژگی‌هایی منجر شوند که توسط انتخاب طبیعی محدود می‌شوند، مانند پرهایی که بیش از حد بزرگ شده و تحرک را مختل می‌کنند. این محدودیت‌ها تضمین می‌کنند که ویژگی‌های زینتی در محدوده‌ای بهینه باقی بمانند.

انتخاب گریز از کنترل: مارپیچ تشدید زیبایی

مفهوم انتخاب گریز از کنترل

انتخاب گریز از کنترل (Runaway Selection)، که توسط “رونالد فیشر ” تشریح شد، فرآیندی است که در آن یک ویژگی ظاهری در نرها و ترجیح آن ویژگی در ماده‌ها به طور همزمان تقویت می‌شود. در طاووس‌ها، پرهای بزرگ‌تر، رنگارنگ‌تر و متقارن‌تر به دلیل ترجیح ماده‌ها برای این ویژگی‌ها فرگشت یافته‌اند. این فرآیند یک حلقه بازخورد مثبت ایجاد می‌کند که مانند قطاری بی‌لگام، ویژگی‌ها را به شکلی انفجاری تشدید می‌کند. نرهایی با پرهای درخشان‌تر فرزندان بیشتری تولید می‌کنند، و این فرزندان (چه نر و چه ماده) ژن‌های مرتبط با این ویژگی‌ها یا ترجیح آن‌ها را به ارث می‌برند. وقتی طاووس‌های ماده نرهایی با پرهای براق‌تر را انتخاب می‌کنند، فرزندان نر ژن‌های مرتبط با رنگ‌های درخشان و تقارن را به ارث می‌برند، در حالی که فرزندان ماده ژن‌های مرتبط با ترجیح این ویژگی‌ها را دریافت می‌کنند. این چرخه باعث شده است که پرهای طاووس طی میلیون‌ها سال بزرگ‌تر، رنگارنگ‌تر و متقارن‌تر شوند. تحقیقات نشان داده‌اند که لرزش‌های مکانیکی پرها، که با حرکات نمایشی نرها ایجاد می‌شوند، نیز در جلب توجه ماده‌ها نقش دارند. با این حال، انتخاب طبیعی محدودیت‌هایی ایجاد می‌کند؛ پرهای بیش از حد بزرگ می‌توانند هزینه‌های متابولیکی بالایی داشته باشند یا طاووس را به طعمه‌ای آسان برای شکارچیان تبدیل کنند.

محدودیت‌های انتخاب طبیعی

انتخاب گریز از کنترل تا زمانی ادامه می‌یابد که انتخاب طبیعی دخالت کند. پرهای طاووس نمی‌توانند به طور نامحدود بزرگ شوند، زیرا از یک نقطه به بعد، هزینه‌های زیستی و خطرات شکار بر مزایای جفت‌گیری غلبه می‌کنند. این تعادل بین انتخاب جنسی و انتخاب طبیعی تضمین می‌کند که ویژگی‌های ظاهری در محدوده‌ای بهینه باقی بمانند. برای مثال، پرهای بیش از حد بزرگ می‌توانند تحرک طاووس را مختل کرده یا انرژی مورد نیاز برای نگهداری آن‌ها را غیرقابل تحمل کنند. این تعادل نشان‌دهنده پیچیدگی فرآیندهای فرگشتی است که زیبایی و بقا را در کنار هم مدیریت می‌کنند.

اصل معلولیت: سیگنال‌های صادقانه از کیفیت ژنتیکی

مفهوم اصل معلولیت

اصل معلولیت (Handicap Principle)، که توسط “آموتز زهاوی ” مطرح شد، بیان می‌کند که ویژگی‌های پرهزینه و ظاهراً زیان‌بار، مانند پرهای بزرگ طاووس، می‌توانند به‌عنوان سیگنال‌های صادقانه از سلامت و کیفیت ژنتیکی عمل کنند. این پرها نیازمند انرژی زیاد، سیستم ایمنی قوی و توانایی فرار از شکارچیان هستند. بنابراین، طاووس نری که بتواند چنین پرهایی را حفظ کند، نشان‌دهنده برتری ژنتیکی است. این سیگنال‌ها غیرقابل‌جعل هستند، زیرا نرهای ضعیف یا بیمار نمی‌توانند هزینه‌های مرتبط با این ویژگی‌ها را تحمل کنند. مطالعات نشان داده‌اند که پرهای طاووس حساسیت بالایی به انگل‌ها و بیماری‌ها دارند. وجود انگل‌ها می‌تواند باعث کدر شدن رنگ پرها یا کاهش تقارن آن‌ها شود، که نشانه‌ای از ضعف ژنتیکی است. بنابراین، پرهای سالم و درخشان یک سیگنال غیرقابل‌جعل از سلامت و قدرت نر هستند. طاووس‌های ماده، به‌صورت غریزی، این سیگنال‌ها را تشخیص داده و نرهای سالم‌تر را انتخاب می‌کنند، که باعث می‌شود ژن‌های مرتبط با سلامت در نسل‌های بعدی رایج‌تر شوند. علاوه بر این، پرهای بزرگ نشان‌دهنده توانایی نر در فرار از شکارچیان است، که خود نشانه‌ای از قدرت بدنی و چابکی است.

تعادل بین زیبایی و بقا

اصل معلولیت توضیح می‌دهد که چرا ویژگی‌های پرهزینه فرگشت یافته‌اند، اما همچنین نشان می‌دهد که این ویژگی‌ها توسط انتخاب طبیعی کنترل می‌شوند. اگر پرها بیش از حد بزرگ شوند، خطر شکار یا هزینه‌های متابولیکی می‌تواند شانس بقای نر را کاهش دهد. این تعادل بین انتخاب جنسی و طبیعی تضمین می‌کند که پرهای طاووس در اندازه و شکلی بهینه باقی بمانند، به‌طوری که هم جذابیت جنسی را حفظ کنند و هم بقای نر را به خطر نیندازند. این مکانیسم نشان‌دهنده تعامل پیچیده بین فشارهای فرگشتی است که زیبایی را به ابزاری برای غربالگری ژن‌های قوی‌تر تبدیل می‌کند.

References (منابع):

1) Andersson, M. (1994). Sexual selection. Princeton University Press.1)

2) Darwin, C. (1871). The descent of man, and selection in relation to sex. John Murray.

3) Endler, J. A. (1992). Signals, signal conditions, and the direction of evolution. The American Naturalist, 139(Suppl.), S125–S153. https://doi.org/10.1086/285308

4) Fisher, R. A. (1930). The genetical theory of natural selection. Clarendon Press.

5) Freeman, A. R., & Hare, J. F. (2015). Vibrational signaling in the peacock: A multisensory display. Behavioral Ecology, 26(4), 1123–1130. https://doi.org/10.1093/beheco/arv048

6) Grether, G. F. (2000). Carotenoid limitation and mate preference evolution: A test of the indicator hypothesis in guppies. Evolution, 54(5), 1712–1724. https://doi.org/10.1111/j.0014-3820.2000.tb00713.x

7) Loyau, A., Saint Jalme, M., & Sorci, G. (2005). Intra- and intersexual selection for multiple traits in the peacock. Ethology, 111(9), 810–820. https://doi.org/10.1111/j.1439-0310.2005.01124.x

8) Prum, R. O. (2017). The evolution of beauty: How Darwin’s forgotten theory of mate choice shapes the animal world—and us. Doubleday.

9) Ryan, M. J., & Rand, A. S. (1993). Sexual selection and sensory exploitation in the evolution of communication. Science, 260(5114), 518–520. https://doi.org/10.1126/science.260.5114.518

10) Zahavi, A. (1975). Mate selection—A selection for a handicap. Journal of Theoretical Biology, 53(1), 205–214. https://doi.org/10.1016/0022-5193(75)90111-3

راوی: برایان بختیاری
متن به قلم: پروانه اله‌دینی