บทความเบื้องหลังนี้จัดทำขึ้นเพื่อ Livescience โดยร่วมมือกับมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
มันเริ่มต้นด้วยความคิดที่เก่าแก่เหมือน Charles Darwin ในปี ค.ศ. 1859 ดาร์วินคาดการณ์ไว้ใน "ต้นกำเนิดของสปีชีส์" ที่การคัดเลือกโดยธรรมชาติการแข่งขันระหว่างบุคคลภายในประชากรเพื่อความอยู่รอดอาจมีความคล้ายคลึงกันมากมายกับการแข่งขันระหว่างอวัยวะที่เติบโตในขณะที่พวกเขาพัฒนาภายในสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ ฉันมักจะหลงใหลใน "การจัดสรรทรัพยากรการแลกเปลี่ยน" เหล่านี้เพราะพวกเขาอธิบายมากเกี่ยวกับวิธีการเติบโตของสิ่งมีชีวิตที่มีผลต่อการพัฒนา หากมีทรัพยากรจำนวน จำกัด ในการสร้างชิ้นส่วนการสร้างส่วนที่ใหญ่กว่าหนึ่งส่วนต้องหมายถึงส่วนอื่น ๆ จะมีขนาดเล็กลง หากวิวัฒนาการสนับสนุนการขยายตัวของส่วนหนึ่งสิ่งนี้อาจเป็นไปได้โดยการลดการชดเชยของอีกส่วนหนึ่ง เป็นสัญชาตญาณที่ดูเหมือนว่ากลไกนี้หลักฐานสำหรับมันเป็นโคลน งานที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่าการจัดสรรทรัพยากรการแลกเปลี่ยนเกิดขึ้นในการทดลองในห้องปฏิบัติการและในประชากรที่ได้รับการทดลองเลือกเทียม พวกเขาเป็นเรื่องธรรมดาและสำคัญในธรรมชาติยังไม่ชัดเจน ในปี 2000 ความคิดเก่า ๆ นี้ได้เข้าร่วมโดยการสังเกตที่สำคัญสองครั้งหนึ่งจากการทดลองในห้องปฏิบัติการอีกอย่างหนึ่งจากการวัดภาคสนาม ในขณะที่ฉันทำงานกับแมลงชนิดหนึ่งซึ่งตัวผู้เติบโตเขาขนาดใหญ่เหมือนแอนทีโลป แต่มีเพียงผู้ชายเท่านั้นที่ทำเช่นนั้นเพื่อศึกษาการพัฒนาของเขาในระหว่างขั้นตอนการพัฒนาก่อนหน้านี้ - ตัวอ่อน - ฉันต้องสามารถกำหนดเพศของแมลงในขณะที่พวกเขายังไม่บรรลุนิติภาวะเพศของแมลงฉันพบกลุ่มของเซลล์ในช่องท้องประมาณครึ่งหนึ่งของตัวอ่อนทั้งหมดที่ฉันคิดว่าอาจก่อให้เกิดอวัยวะเพศชาย เซลล์กลุ่มนี้ไม่มีอยู่ในเพศหญิง เพื่อให้แน่ใจว่าฉันใช้เทคนิคการผ่าตัดเพื่อทำลายเซลล์เหล่านี้โดยไม่ได้รับการทำร้ายสัตว์เป็นอย่างอื่นเหมือนโรคผิวหนังจะกำจัดหูด จากนั้นฉันก็รอให้ตัวอ่อนกลายเป็นผู้ใหญ่ Lo 'และดูเถิดสัตว์ทุกตัวที่มีเซลล์พิเศษเหล่านั้นกลายเป็นตัวผู้และตัวอ่อนทั้งหมดที่ฉันได้รับการผ่าตัดกลายเป็นตัวผู้ที่ไม่มีอวัยวะที่มี copulatory แต่ฉันก็ทำการสังเกตเพิ่มเติม เพศชายที่มีเซลล์สารตั้งต้นของอวัยวะที่ถูกปนเปื้อนออกจากการผ่าตัดได้รับการเติบโตของเขาที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ อย่างใดการเปลี่ยนแปลงการเติบโตของโครงสร้างหนึ่งส่งผลต่อการพัฒนาของอีกอัน - ในอีกด้านหนึ่งของสัตว์ การสังเกตครั้งที่สองมาจากประชากรธรรมชาติ สปีชีส์ด้วงของฉันมีถิ่นกำเนิดในอิตาลี แต่ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับสหรัฐอเมริกาตะวันออกออสเตรเลียตะวันออกและออสเตรเลียตะวันตกน้อยกว่า 50 ปีที่ผ่านมา เมื่อศึกษาประชากรที่โดดเดี่ยวเหล่านี้ฉันพบว่าพวกเขาทั้งหมดแตกต่างกันไปในขนาดญาติของเขา เพศชายจากสหรัฐอเมริกาตะวันออกเติบโตขึ้นโดยเขาที่ใหญ่ที่สุดในขณะที่ชายชาวออสเตรเลียตะวันตกเติบโตขึ้นอย่างเล็กที่สุดโดยมีขนาดแตรของประชากรอื่น ๆ ในระหว่างนั้นความยาวแตรและการเข้าถึงเพศหญิงฉันพบคำอธิบายที่ดีว่าทำไมขนาดแตรถึงเปลี่ยนไปมาก ด้วงตัวผู้ใช้เขาเป็นอาวุธต่อต้านคู่แข่งเพื่อให้พวกเขาสามารถเข้าถึงผู้หญิงได้ อย่างไรก็ตามในออสเตรเลียตะวันตกการแข่งขันระหว่างเพศชายนั้นรุนแรงมากจนผู้ชายส่วนใหญ่ดีกว่าไม่ต่อสู้และมีส่วนร่วมในพฤติกรรม "แอบ" ซึ่งในกรณีนี้เขาสั้นกว่า ในสหรัฐอเมริกาตะวันออกการแข่งขันระหว่างเพศชายอยู่ในระดับปานกลางและผู้ชายส่วนใหญ่ทำงานได้ดีขึ้นโดยการเป็นนักสู้และมีเขาที่ทรงพลังและทรงพลัง ความยาวของฮอร์นจึงมีการพัฒนาเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในสภาพพฤติกรรมของการต่อสู้กับผู้ชาย คำถามตอนนี้คือว่ามันเป็นจุดสิ้นสุดของเรื่องหรือไม่ การสังเกตทั้งสองนี้ได้พบกับแนวคิดเก่า ๆ ของดาร์วินเมื่อ Harald Parzer (นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในห้องแล็บของฉัน) และฉันก็ออกเดินทางเพื่อพิจารณาว่าการเปลี่ยนแปลงของการลงทุนฮอร์นที่เราสังเกตเห็นระหว่างประชากรเหล่านี้ได้นำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงในขนาดของอวัยวะที่มี copulatory หรือไม่ ในการทำเช่นนั้น Harald วัดขนาดของร่างกายและความยาวของเขาและอวัยวะที่มี copulatory ในผู้ชายหลายร้อยคนจากชาวพื้นเมืองและประชากรทั้งสามที่แปลกใหม่ หากโครงสร้างทั้งสองพัฒนาอย่างแน่นอนด้วยค่าใช้จ่ายของกันและกันพวกเขาควรมีการพัฒนาด้วยค่าใช้จ่ายของกันและกันในประชากรทั้งสี่นี้กล่าวอีกนัยหนึ่ง: ประชากรที่มีเขาที่ใหญ่ที่สุดควรมีอวัยวะที่เล็กที่สุดและในทางกลับกัน นี่คือสิ่งที่เราพบ!การแลกเปลี่ยนที่ยืนยงเราพบผลลัพธ์เดียวกันเมื่อเราขยายการวิเคราะห์ของเราไปยังสายพันธุ์ที่แตกต่างกันมากกว่าประชากร ฮารัลด์ตรวจสอบเพศชายจาก 10 สายพันธุ์ที่แตกต่างกันซึ่งทั้งหมดแตกต่างกันในจำนวนเงินที่ผู้ชายของพวกเขาลงทุนเป็นแตร การลงทุนของพวกเขาในอวัยวะที่มี copulatory ทำมิเรอร์การลงทุนนั้น: เหมือนก่อนหน้านี้สายพันธุ์ที่มีเขาที่ใหญ่ที่สุดมีอวัยวะที่เล็กที่สุด copulatory และในทางกลับกัน ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการแลกเปลี่ยนดังกล่าวเป็นของจริงว่าพวกเขาเกิดขึ้นในประชากรธรรมชาติว่าพวกเขาสามารถมองเห็นได้เร็วมากหลังจากเพียง 50 ปีของการแยกระหว่างประชากร แต่พวกเขายังคงมองเห็นได้เป็นเวลาหลายล้านปีหลังจากสปีชีส์แยกออกจากกันมานาน และสิ่งนั้นเชื่อมต่อเป็นครั้งแรกการแลกเปลี่ยนระหว่างเขาและอวัยวะที่มี copulatory กับวิวัฒนาการของสายพันธุ์ใหม่ มันกลับกลายเป็นว่าอวัยวะที่มี copulatory เป็นโครงสร้างที่ตลก พวกเขาไม่เพียงแค่ส่งสเปิร์มระหว่างการมีเพศสัมพันธ์ พวกเขายังเชื่อว่าจะตัดสินว่าใครสามารถผสมพันธุ์กับใครได้สำเร็จ ในแมลงสายพันธุ์ดูเหมือนจะแตกต่างกันเป็นครั้งแรกในรูปร่างและขนาดของอวัยวะที่มี copulatory ของพวกเขาและสายพันธุ์ที่ลึกลับจำนวนมากสามารถถูกบอกออกจากอวัยวะที่มี copulatory ของพวกเขาเท่านั้น หากประชากรของสปีชีส์เดียวกันนั้นมีเหตุผลบางอย่างวิวัฒนาการอวัยวะ copulatory ขนาดต่างกันประชากรเหล่านี้อาจพบว่ามันยากที่จะผสมและในที่สุดก็กลายเป็นสปีชีส์แยกต่างหาก การศึกษาของเราแสดงหลักฐานว่าส่วนแรกของสถานการณ์นี้ดูเหมือนจะเกิดขึ้นในธรรมชาติ ตอนนี้เราต้องการทราบว่าส่วนที่สองเป็นจริงหรือไม่ ชาวสหรัฐอเมริกาตะวันออกและประชากรออสเตรเลียตะวันตกสามารถผสมกันได้น้อยลงเนื่องจากมีขนาดต่างกันของอวัยวะเพศชายของพวกเขาหรือไม่? ประชากรเหล่านี้กำลังจะกลายเป็นสปีชีส์ที่แยกจากกันหรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้นถ้าเป็นเรื่องง่ายที่จะเริ่มการเก็งกำไรในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ในที่สุดเราอาจจะสามารถอธิบายได้ว่าทำไมแมลงเต่าจะเป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อุดมไปด้วยสปีชีส์มากที่สุดในพืชนี้คิดเป็นหนึ่งในห้าของสายพันธุ์ที่มีชีวิตทั้งหมดและหนึ่งในสี่ของสัตว์ที่มีชื่อทั้งหมด
- วิดีโอ - ออร์คิดเซ็กซ์
- แกลลอรี่: แมลงในสวนหลังบ้าน
- เก็บถาวรเรื่องราว 'เบื้องหลัง' รายสัปดาห์
หมายเหตุบรรณาธิการ: งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) หน่วยงานรัฐบาลกลางถูกเรียกเก็บเงินจากการระดมทุนการวิจัยขั้นพื้นฐานและการศึกษาในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมดูเบื้องหลังการเก็บถาวร-
