Welche evolutionären Faktoren können zu einem großen sexuellen Dimorphismus bei großen Säugetieren beitragen?

Auf der Erde gehört der Eisbär zu den sexuell dimorphsten Tieren , wobei die Männchen im Durchschnitt fast doppelt so schwer sind wie die Weibchen (Wikipedia gibt ein Durchschnittsgewicht von 450 kg für Männchen gegenüber 260 kg für Weibchen an, mit einem deutlich größeren Unterschied in den Extremfällen ).

Es gibt eine offensichtliche natürliche Grenze dafür, wie groß Dimorphismus aufrechterhalten werden kann, nämlich das Fortpflanzungsverhalten der Art. Wenn bei Säugetieren das Männchen das Weibchen nicht sicher besteigen kann, wird die Fortpflanzung viel schwieriger und am äußersten Ende unmöglich. Das würde dann entweder zu einer Einschränkung oder Verringerung des Dimorphismus der Art führen (was möglicherweise stattdessen zu einer Unterart führt, wobei die Größe ein bestimmender Faktor ist) oder zu einer Änderung des Fortpflanzungsverhaltens der Art führen.

Was aber, wenn wir es vom anderen Ende der Skala betrachten? Welche evolutionären Faktoren könnten zum sexuellen Dimorphismus bei Tieren beitragen , und welche Faktoren könnten dazu beitragen, ein hohes Maß an sexuellem Dimorphismus bei großen Säugetieren zu unterstützen?

Bonusfragen: Stellt der Eisbär ungefähr den größten Geschlechtsdimorphismus dar, der bei großen Säugetieren in einer erdähnlichen Umgebung aufrechterhalten werden kann, und wenn ja, was könnte der spezifische einschränkende Faktor im Fall dieser Art sein? Wäre ein größerer Grad an Dimorphismus in einer anderen Umgebung als dem natürlichen Lebensraum des Eisbären nachhaltig, und welcher Umweltunterschied könnte in diesem Fall der entscheidende Faktor sein?

Für die Zwecke dieser Frage geht es mir in erster Linie um Größenunterschiede, aber wenn die Antworten auch andere Aspekte berühren, werde ich deswegen sicherlich nicht ablehnen.

Aus der Frage geht hervor, dass Sie hauptsächlich an Größenunterschieden zwischen Männern und Frauen interessiert sind. Der Begriff sexueller Dimorphismus bezieht sich auf alle phänotypischen Unterschiede, einschließlich Morphologie, Färbung und Verhalten. Interessieren Sie sich nur für grobe Größenunterschiede?
@MikeNichols Für die Zwecke meiner Frage interessiere ich mich hauptsächlich für Größenunterschiede, aber wenn eine Antwort auch auf andere Phänotypunterschiede eingehen kann, hätte ich nichts dagegen!
"Der Eisbär gehört zu den sexuell dimorphsten Tieren" ... sehen Sie sich den Südlichen Seeelefanten an!
@randal'thor Ich bin mir nicht sicher, was du meinst. Ich habe nie gesagt, dass der Eisbär am dimorphsten ist (wie auch Mike Nichols betonte, das hängt mit ziemlicher Sicherheit davon ab, welche Metrik Sie zur Messung des Dimorphismus verwenden), nur dass er unter ihnen war.

Antworten (3)

Sexueller Dimorphismus tritt auf, wenn die männlichen und weiblichen Individuen einer Art unterschiedlichem Selektionsdruck ausgesetzt sind. Die meisten evolutionären Belastungen, seien es Raubtiere, Krankheiten oder Hunger, wirken sich unterschiedslos auf beide Geschlechter aus. Männer und Frauen müssen sich gleichermaßen um sie kümmern und kommen daher tendenziell zu den gleichen optimalen Lösungen und sind daher selbst nicht unterschiedlich. Sexuellen Dimorphismus bekommt man nur, wenn Männchen und Weibchen unterschiedliche Dinge tun müssen. Dies kann an unterschiedlichen Verhaltensrollen liegen. Sie können sich eine Art vorstellen, bei der die Männchen jagen und die Weibchen das Nest bewachen und daher unterschiedliche körperliche Merkmale benötigen, um sie besser an ihre jeweiligen Rollen anzupassen. Die bei weitem häufigste Ursache für sexuellen Dimorphismus ist jedoch die sexuelle Selektion.

Es gibt eine inhärente Asymmetrie zwischen den männlichen und weiblichen Mitgliedern einer Art, wenn es um die Fortpflanzung geht. Bei Säugetieren ist die Fortpflanzung für ein Weibchen ein langwieriger, energieintensiver Prozess. Bei einigen Arten können Weibchen Jahre damit verbringen, einen einzigen Nachwuchs aufzuziehen. Die meisten männlichen Säugetiere hingegen haben praktisch keine Begrenzung, wie viele Nachkommen sie zeugen können. Das bedeutet, dass Weibchen und Männchen sehr unterschiedliche Fortpflanzungsstrategien haben. Weibchen neigen dazu, bei ihren Partnern wählerisch zu sein, während Männchen versuchen, mit so vielen Weibchen wie möglich zu kopulieren. Natürlich gibt es viele Ausnahmen, aber das sind allgemeine Trends. Diese unterschiedlichen Fortpflanzungsstrategien führen zu unterschiedlichem evolutionären Druck auf die verschiedenen Geschlechter. Männchen mit einer hellen Färbung können für Raubtiere besser sichtbar sein, sind aber auch besser darin, Weibchen anzulocken.

Um zu Ihrer speziellen Frage zu Größendimorphismen zu kommen: Männliche Säugetiere sind aufgrund der Konkurrenz tendenziell größer als ihre weiblichen Gegenstücke. Einfach ausgedrückt: Männchen konkurrieren um Weibchen, aber Weibchen nicht um Männchen. Je größer ein Männchen ist, desto besser kann es konkurrierende Männchen ausstechen, um so viele Weibchen wie möglich zu monopolisieren. Der größte Nachteil davon, zu groß zu sein, ist, dass Sie mehr essen müssen. Ich glaube nicht, dass die Fähigkeit zur Paarung ein allzu großes Problem darstellt, da all diese Veränderungen allmählich erfolgen und sich auch die Weibchen anpassen würden. Abgesehen von verschiedenen spezifischen Einschränkungen wie der Notwendigkeit, in der Lage zu sein, auf Bäume zu klettern, schnell zu laufen oder in enge Tunnel zu passen, ist die ausreichende Nahrungsaufnahme definitiv die Grenze für die Tiergröße.

Das Obige ist (hoffentlich) eine anständige Beschreibung, wie sexueller Dimorphismus entsteht, aber ich möchte Ihnen eine kürzere Liste der wichtigsten Faktoren geben, um große Männchen zu bekommen.

  1. Ihre Spezies muss polygam sein, und je polygamer desto besser. Bei einer monogamen Spezies haben die Männchen weniger Grund, sich um die Weibchen zu streiten. In einer polygamen Spezies, in der Männchen große Harems von Weibchen kontrollieren, wird es einem großen Teil der Männchen niemals erlaubt sein, sich zu paaren, und wird daher einem starken Druck ausgesetzt sein, konkurrieren zu können.

  2. Ihre Spezies muss über eine Fülle an verfügbarem Futter verfügen. Ein großes Männchen braucht mehr Nahrung, hat aber auch weniger Zeit, es zu suchen, da es sein Territorium und seine Weibchen verteidigen muss. Wenn Nahrung ein limitierender Faktor ist, werden die größten Männchen weniger erfolgreich sein als die kleineren Männchen und die Männchengröße wird heruntergetrieben.

Eisbären sind nicht polygam. Aber – jede Saison, da Weibchen sich nur alle drei Jahre paaren – kämpfen drei Männchen um jedes Weibchen. Deshalb sind Eisbären so groß.
Der Südliche See-Elefant ist ein modernes Säugetier, das deutlich dimorpher ist als der Eisbär, wobei Männchen typischerweise 5- bis 6-mal schwerer sind als Weibchen (und plausibel bis zu 10-mal). Beide von Ihnen erwähnten Faktoren tragen dazu bei, da See-Elefanten (im Gegensatz zu Bären) große Harems beanspruchen und verteidigen.

Während Eisbären den größten Dimorphismus bei modernen Säugetieren darstellen, sind einige Seeteufelarten der extremste Fall, bei denen das Männchen zu einem kleinen Parasiten geworden ist, der an das Weibchen gebunden ist.

Die evolutionären Faktoren im Allgemeinen machen es wahrscheinlicher, dass Männchen oder Weibchen überleben und ihre Gene weitergeben. Bei Eisbären bietet die Größe den Männchen einen Vorteil bei der Jagd und Vertreibung rivalisierender Männchen. Parasit zu werden bedeutet bei Anglerfischen, dass das Männchen keine Rivalen hat, die seine Gene weitergeben können, sobald es an das Weibchen gebunden ist, und es von der Notwendigkeit befreit, nach Nahrung zu jagen.

Da die Evolution 500 Millionen Jahre Zeit zum Experimentieren hatte, vermute ich, dass das 2:1-Verhältnis der Eisbären nahe an den Grenzen des bei Säugetieren möglichen Dimorphismus liegt. Extremere Verhältnisse könnten Anpassungen verschiedener Morphologien erfordern (eine Seeteufel-ähnliche Ration könnte beispielsweise bei Kreaturen erreicht werden, die von Beuteltieren abstammen).

Aber warum sind Eisbären und Seeteufel so dimorph, während viele Frösche (zum Beispiel) über die Geschlechter hinweg fast identisch sind?
Frösche sind dimorph ... Männliche Frösche quaken, um ihren Partner anzuziehen, während weibliche Frösche (mit einigen Ausnahmen) im Allgemeinen nicht quaken. Quaken zieht Partner an, nicht Größe. Dies wird zu einem selektiven Druck auf männliche Frösche, zu quaken und nicht größer zu werden.
Ich glaube, dass Pottwale sexuell dimorpher sind als Eisbären. "Er gehört zu den sexuell dimorphsten aller Wale. Bei der Geburt sind beide Geschlechter ungefähr gleich groß,[31] aber ausgewachsene Männchen sind typischerweise 30 % bis 50 % länger und dreimal so massiv wie Weibchen.[32]" de. wikipedia.org/wiki/Sperm_whale Und wenn die angeblichen extremen Größen einiger großer Männchen stimmen, wäre der Dimorphismus noch extremer.

Eisbären sind vielleicht die extremsten in freier Wildbahn ... aber ich habe das Gefühl, dass die Züchter der Chihuahua Husky-Mischung ein Maßstab für den extremeren Unterschied in der Größe der Partner sein könnten.

Zunächst möchte ich darauf hinweisen, dass die Größe ein Attribut ist, auf das ich mich konzentrieren kann, aber es sollte beachtet werden, dass es nur ein Attribut von vielen ist. Als ein gutes Beispiel, das oben erwähnt wurde, sind Frösche für ein Männchen und ein Weibchen ungefähr gleich groß, aber (im Allgemeinen, einige Ausnahmen) quaken nur männliche Frösche. Ziemlich einfach ... der männliche Frosch nutzt das Quaken, um einen Partner anzuziehen, was auf Kosten der Anziehung von Raubtieren geht. Pfauen und Bettas verwenden visuelle Hinweise, wobei die visuelle Wolke des Männchens die Methode ist, einen Partner anzuziehen. In diesen Fällen übernimmt das Männchen die Rolle des Anlockens des Partners, oft unter Gefährdung seines eigenen Überlebens. Die Methodik dieses „Anziehens eines Partners“ wird oft zur Grundlage des sexuellen Dimorphismus (dies ist eine interessante Linie, einfach weil sie zeigt, wie stark die Evolution einen Verhaltensaspekt enthält).

Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt ... das Überleben der Stärksten/Stärksten ist nicht wirklich wahr, auf genetischer Ebene wird es eher zum "Überleben derjenigen, die am besten zur Paarung fähig sind". Der schnellste, stärkste, klügste und fitteste Pfau der Welt wird vielleicht nie die Gelegenheit bekommen, sich fortzupflanzen, wenn ihm der Federbusch fehlt. Dies ist der Punkt, der wirklich beginnt, die Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen in einer Art zu definieren. Die Männchen, die eine Eigenschaft besitzen, die sie zum Partner anzieht und es ihnen ermöglicht, ihre Genetik weiterzugeben, werden diese Eigenschaft an die nächste Generation weitergeben. Dies hat die Tendenz, einige ziemlich extreme Paarungsdarstellungen und einige starke Kontraste im weiblichen / männlichen Aussehen und Verhalten zu erzeugen.

Wenn Sie die Größe zwischen Männchen und Weibchen in einer Art hervorheben möchten, müssen Sie sich auf Arten konzentrieren, die das Verhalten haben, das Größe als Partneranziehungstechnik betont, normalerweise in Form von Stärke. Geweih-Pflanzenfresser sind hier gute Beispiele ... Männchen kämpfen untereinander, um ihre Weibchen zu gewinnen und zu verteidigen. Dieser Prozess besteht normalerweise darin, dass sich die beiden Hirsche gegenseitig einschätzen, bevor sie mit den Geweihen zusammenstoßen. Dies fördert jedoch nicht unbedingt die schiere Größe ... es gibt viele Komponenten des Kampfes wie das Geweih, Ausdauer, Beweglichkeit usw. ... und obwohl Sie hier einen deutlichen Unterschied zwischen Männern und Frauen sehen, haben Sie gewonnen Finde nicht den größten Unterschied.

Um den größten Unterschied zu erreichen, müssen Sie die Technik der Partneranziehung finden, die Größe über Kampffähigkeit stellt. Und das finden Sie in der Einschüchterung. Einschüchterung ist etwas anderes als Kämpfen ... Kämpfen ist ein Rückfall, wenn die Einschüchterung fehlschlägt und ein wirklich erfolgreicher Einschüchterer niemals wirklich kämpfen würde. Größe und Schrecklichkeit werden hier zu einem Ende ... nicht Kraft oder Beweglichkeit, sondern Größe um jeden Preis, und in dieser Kategorie von Kreaturen werden Sie die größten Unterschiede in der Größe zwischen den Geschlechtern derselben Art sehen. Eisbären passen in diese Kategorie, die in der Lage ist, andere Kreaturen wie Wölfe durch Einschüchterung zu erschrecken, damit sie es für sich beanspruchen können. Die meisten Begegnungen zwischen Männchen und Männchen enden damit, dass sich eines der Männchen zurückzieht, bevor es zum Kampf kommt …

Es gibt eine Kreatur, die jetzt ausgestorben ist, bekannt als der riesige kurzgesichtige Bär, der einen größeren sexuellen Dimorphismus in Bezug auf die Größe gesehen haben könnte (meine Spekulation). Der riesige kurzgesichtige Bär wäre ein brutaler Gegner im Kampf gewesen, aber höchstwahrscheinlich waren diese Kreaturen Aasfresser und keine Mörder, die sich auf ihren extrem starken Geruchssinn verlassen, um eine frische Beute zu lokalisieren, und auf ihre massiv einschüchternde Gestalt, um jede Konkurrenz abzuschrecken für diesen Kill (15 Fuß groß, wenn er mit offenkundig langen Armen und riesigen Krallen aufbäumt). Die Partnerwahl innerhalb des Riesenbären mit kurzem Gesicht beruhte wahrscheinlich auf Einschüchterung, so dass die Männchen am besten in der Lage waren, die Paarungsfähigsten einzuschüchtern, und einen starken Druck auf die Männchen ausübte, immer größer zu werden.