Co kręci gupiki? Seksualność zwierząt nie musi być wrodzona

Gupiki mogą się podobać – samce tego gatunku ryb charakteryzują się bogatym i różnorodnym ubarwieniem, które przyciąga wzrok i zainteresowanie fanów akwarystyki. Co jednak najważniejsze, nie jest obojętne samicom – wzory widoczne na bokach samców sprawiają, że niektóre z nich wydają się potencjalnym partnerkom bardziej atrakcyjne niż pozostałe.

Tylko skąd biorą się preferencje samic? Wyjaśnienia tłumaczące ich występowanie u wielu gatunków, nie tylko ryb, najczęściej koncentrują się na ich podłożu genetycznym. Zgodnie z takim podejściem, upodobanie wobec jakiegoś koloru można wyjaśnić np. jako skutek uboczny ewolucji.

Załóżmy, że do głębin dociera najwięcej fal światła o długości odpowiadającej widzeniu koloru czerwonego. W wyniku procesów ewolucyjnych układ sensoryczny ryb zamieszkujących te wody może stać się lepiej przystosowany do wyraźnego widzenia w tych warunkach środowiskowych, a więc lepszego percypowania koloru czerwonego. Skutkiem ubocznym tego przystosowania do lepszego widzenia koloru czerwonego może być to, że samice zaczną wybierać partnerów posiadających ornamenty tego właśnie koloru (a poddane presji selekcyjnej samce będą ewoluować w kierunku posiadania najbardziej rzucających się w oczy samic czerwonych ornamentów).

Okazuje się jednak, że wrodzone uwarunkowania nie muszą być jedynym źródłem preferencji samic. Jak wskazują badania przeprowadzone przez dr Magdalenę Herdegen-Radwan, ekolożkę behawioralną z Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu, opisane niedawno w prestiżowym czasopiśmie „Proceedings of the Royal Society B”, istotną rolę w wykształcaniu się preferencji może odgrywać inny, dotychczas rzadko brany pod uwagę w tym kontekście czynnik: uczenie się.

Ten kolor wróży coś dobrego

Gupiki są gatunkiem, który często wykorzystuje się w badaniach nad doborem płciowym. Wpływ na to mają głównie opisane już cechy – łatwo zidentyfikować samce na podstawie ich ornamentów, a samice posiadają wobec tych kolorowych plam preferencje. W tym przypadku zdobienia samców są więc tzw. cechami epigamicznymi – mają przyciągnąć zainteresowanie samicy. Dodatkowo, te ryby nie są agresywne, łatwo je utrzymać w dużych grupach, szybko się mnożą, a ze względu na to, że są jajożyworodne, nie ma trudności w przypisaniu potomstwa do matki (samica rodzi żywe młode, które wcześniej wykluły się z jaj w jej ciele).

Pierwszym celem eksperymentu dr Herdegen-Radwan była próba wykształcenia u gupików pozytywnych skojarzeń z określonymi barwami – czarną i pomarańczową. Ryby miały się wyuczyć tego związku na drodze uczenia asocjacyjnego. Badaczka zaczęła im więc dostarczać pożywienie w pobliżu umieszczonych przy ściankach akwarium kolorowych kartek – czarnych w jednej oraz pomarańczowych w drugiej grupie. Aby upewnić się, że z pokarmem zostanie skojarzony kolor, a nie sama pipeta, którą dostarczano smakołyki, na drugim końcu akwarium także pojawiał się ten przyrząd, ale dostarczał do akwarium jedynie wodę. Kiedy ryby pojadły, zza ścianek akwarium zabierano kartki, by ich obecność poza porą karmienia nie wpłynęła negatywnie na warunkowanie – tzn. by ryby nie miały szansy się przyzwyczaić, że kiedy widzą dany kolor, to nie dzieje się nic wyjątkowego.

Taką procedurę powtarzano przez trzynaście dni – autorka badania spodziewała się, że w ten sposób osobniki, poprzez skojarzenie koloru z przyjemnym, wynagradzającym posiłkiem, wykształcą wobec tego koloru preferencję. Odpowiadać miałby za to prosty mechanizm warunkowania. Jeżeli pojawianiu się jakiegoś bodźca (w tym przypadku koloru) towarzyszy inny bodziec, najlepiej nieobojętny emocjonalnie (pożywienie), to po pewnym czasie samo pojawienie się tego pierwszego będzie utożsamiane z odczuciami wywoływanymi przez ten drugi – czyli z przyjemnością (w przypadku pozytywnego bodźca) lub nieprzyjemnością (gdybyśmy zastosowali bodziec awersyjny). W ten sam sposób Iwan Pawłow na początku XX w. sprawił, że psy zaczynały się ślinić, kiedy zapalano lampkę – po prostu pojawieniu się światła wcześniej wielokrotnie towarzyszyło podanie psom pełnej miski karmy. Po pewnym czasie organizmy psów rozpoczynały przygotowania do procesu trawienia w reakcji na samą zmianę oświetlenia.

W kolejnej fazie badania samicom prezentowano na monitorach nagrania samców o odmiennych wzorach. Kluczowa była tutaj ich barwa – niektóre miały tylko plamy w kolorze pomarańczowym, inne – w czarnym. Samice z grupy, w której jedzenie podawano blisko kartonika koloru pomarańczowego, faktycznie dłużej wpatrywały się w samce o pomarańczowym ubarwieniu niż samice z drugiej grupy, które warunkowano na kolor czarny. Taka różnica pomiędzy grupami nie była obecna przed procedurą warunkowania, a więc udało się potwierdzić jej wpływ na percepcję gupików – poprzez skojarzenie z pożywieniem, samice zaczęły uznawać za bardziej atrakcyjny nie tylko sam kolor, ale także ciągnęło je do wizerunków gupików o określonej kolorystyce. Wyglądało na to, że upodobania co do kolorów przełożyły się na preferencje seksualne wobec osobników o odpowiednich kolorach.

Co ciekawe, warunkowanie nie ­poszło równie skutecznie w obu grupach – gupiki, którym dostarczano jedzenie przy czarnym kartoniku, nie były aż tak chętne jak te z grupy „pomarańczowej” do wybierania samców o „właściwym” ubarwieniu. Może być to wynikiem mniejszej wrażliwości systemu nerwowego gupików na czarny kolor lub jeszcze jakichś innych czynników, których dotąd nie udało się zidentyfikować.

– Dla mnie najważniejszy był sam efekt warunkowania, który udało się potwierdzić w eksperymencie – mówi „Tygodnikowi” dr Herdegen-Radwan. – Wiele badań pokazuje, jak utrzymywane są istniejące już preferencje seksualne, a dużo mniej wiemy o tym, skąd one się biorą, dlatego ten mechanizm był dla mnie ważny. Zwłaszcza że uczenie asocjacyjne jest zjawiskiem, które występuje u ogromnej liczby gatunków, więc może to być mechanizm bardzo powszechny. Chociaż oczywiście nie spodziewam się, że tłumaczy początki preferencji u wszystkich gatunków – dodaje badaczka.

Tego nie kocham, tego nie lubię

Samce gupików mogą próbować kopulować z samicami bez ich zgody, ale często w ramach zachęty prezentują potencjalnym partnerkom swoje kolorowe plamy. Przyjmują wtedy przed samicą wyszukane i nietypowe pozy. Od tego, czy się spodobają, zależy, czy samica będzie chętna do współżycia, czy będzie starała się uciec. Co ciekawe, nawet jeśli samica zostanie zmuszona do kopulacji, to i tak po części od jej decyzji i preferencji zależeć będzie to, jak wiele potomstwa zdoła z nią spłodzić dany samiec.

– W zależności od tego, czy samiec im się bardzo podoba, czy raczej niezbyt, ­samice mogą w pewnym stopniu regulować to, ile plemników uda się jej partnerowi dostarczyć, i manipulować tym, od którego samca plemniki częściej zapłodnią jaja. Poza tym, jeśli pozwolą mu dłużej kopulować, to on więcej tych plemników przekaże, więc sukces zapłodnienia jest większy, jeśli odbywa się ono przy przyzwoleniu samicy – tłumaczy dr Herdegen-Radwan.

Badaczce pozostawało więc sprawdzić, czy wyuczone preferencje wobec kolorów znajdą odwzorowanie w sukcesie reprodukcyjnym samców. W tym celu samce o różnym zabarwieniu umieszczano w jednym akwarium z samicami, gdzie miały zapewnioną swobodę zachowań reprodukcyjnych.

Wykonane na potomstwie testy DNA wykazały, że samice uwarunkowane na kolor pomarańczowy spłodziły więcej potomstwa z samcami, w których ubarwieniu dominował właśnie ten kolor. Potwierdza to hipotezę, że preferencje seksualne samic nabyte poprzez uczenie się asocjacyjne rzeczywiście przekładają się na wyniki reprodukcji.

– Dopiero wtedy, gdy preferencje samic przekładają się na sukces rozrodczy samców, mają ewolucyjne znaczenie – zauważa polska badaczka. I dodaje: – Jeżeli taki związek asocjacyjny będzie się mógł utrzymywać z pokolenia na pokolenie, bo środowisko będzie stabilne, to ta preferencja będzie się dalej przekładać na sukces rozrodczy samców. Możemy się wtedy spodziewać, że cechy epigamiczne samców będą pod wpływem tak nabytych preferencji ewoluować – ze względu na to, że te osobniki, które będą miały cechę preferowaną, będą po prostu pozostawiać po sobie więcej potomstwa.

Na razie nie jest jasne, w jak dużym stopniu mechanizm ten jest odpowiedzialny za wykształcanie się preferencji seksualnych samic w środowisku naturalnym. W laboratoryjnym akwarium bodźce niezawodnie sobie towarzyszyły, podczas gdy w naturze otoczenie jest znacznie bardziej chaotyczne i zmienne, dlatego warunkowanie może zachodzić słabiej.

Opisany eksperyment dowodzi jednak, że przy odrobinie sprzyjających okoliczności wykształcenie się takich preferencji jest możliwe – i musi wpływać na kształt kolejnych pokoleń. Najpewniej nie tylko gupików.©

ATRAKCYJNY SYN I DOBRE GENY

BIOLODZY znają kilka mechanizmów tłumaczących utrzymywanie się preferencji seksualnych samic u ­różnych gatunków. Dwa najważniejsze określa się mianem hipotez „atrakcyjnego syna” i „dobrych genów”. Niektóre z cech samców uznawanych przez samice za atrakcyjne mogą mieć wartość adaptacyjną – lub miały ją w przeszłości, gdy nie były jeszcze przesadnie rozwinięte. Załóżmy, że w jakimś gatunku samice preferują partnerów o najbardziej imponującym porożu. Jeśli poroże pomaga jego posiadaczom w przetrwaniu – np. może być wykorzystywane jako broń do walki z drapieżnikami – to kojarząc się z partnerem o imponującym porożu, samica zapewnia lepszą przyszłość swoim potencjalnym synom. Odziedziczą oni po ojcu imponujące poroże – a więc także będą mieć większe szanse w starciu z drapieżnikami.

JEDNAK CO CIEKAWE, u wielu gatunków te cechy samców, które są atrakcyjne w oczach samic, wcale nie przydają się im w walce – czasem wręcz utrudniają samcowi przeżycie. Klasycznym przykładem są kolorowe ogony samców pawi, które przyciągają nie tylko uwagę partnerek, ale także drapieżników. Dlaczego więc samice preferują samców o najbardziej wyszukanych ogonach, ryzykując, że ich synowie również będą bardziej narażeni? Jedno z wyjaśnień głosi, że osobnik posiadający tak „niepraktyczną” cechę jak kolorowy ogon musi być jednocześnie obdarzony wieloma innymi zaletami, które kompensują mu wszystkie wady kolorowego ogona. Ogon działa więc jak reklama jakości genetycznej osobnika – informuje samice o „dobrych genach” jego posiadacza. Podobne wyjaśnienie mówi, że tylko wyjątkowo zdrowe samce potrafią utrzymać swoje ozdobne cechy w nienagannej kondycji – piękne upierzenie może więc oznaczać, że samiec jest odporny na rozmaite pasożyty.

SAMICE mogą jednak także preferować cechy, które w żaden sposób nie reklamują jakości genetycznej samca – takie zjawisko tłumaczy hipoteza „atrakcyjnego syna”. Jeżeli z jakiegoś powodu (np. w związku z ewolucją zdolności percepcyjnych) u samic pojawi się skłonność do wybierania samców o jakichś cechach (np. czerwonym upierzeniu albo wydłużonym ogonie), to te samice, które będą podążać za tą samą modą, same spłodzą synów, którzy będą atrakcyjni w oczach samic w danej populacji. Innymi słowy, samice, które wybierają „ładnych” partnerów (według kryteriów obowiązujących w danej grupie), z większym prawdopodobieństwem doczekają się równie „ładnych”, mających powodzenie u partnerek synów. Hipoteza „atrakcyjnego syna” może tłumaczyć utrzymywanie się w przyrodzie nie tylko wrodzonych preferencji samic, ale także tych zapoczątkowanych przez uczenie się skojarzeniowe. ©(P) ŁK