La ciencia de las aves: una concepción común acerca de la canción de un ave que se lanzó en un nuevo estudio

¿Cómo los individuos eligen a sus compañeros? ¿Por qué algunos son más exitosos en atraer parejas que otros?

Estas antiguas preguntas son ampliamente relevantes para todos los animales, incluidos los seres humanos. La teoría de la selección natural de Darwin ofrece una manera de responderlas. A veces expresada como "supervivencia del más apto", la teoría también puede aplicarse a la elección de pareja, y predice que es beneficioso elegir la pareja que esté mejor adaptada para sobrevivir en su entorno: el corredor más rápido, el mejor cazador, el agricultor con el mayor rendimiento..

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Eso es un poco simplista como resumen de la sexualidad humana, por supuesto, ya que las personas se unen en el contexto de complejas normas sociales y roles de género que son únicamente humanos. Sin embargo, los investigadores como nosotros piensan que la elección de pareja en otros animales está influenciada por este tipo de adaptaciones percibidas. Encaja con la comprensión de la evolución de los científicos: si las hembras eligen aparearse con machos bien adaptados, sus descendientes también tendrán mayores posibilidades de sobrevivir. Rasgos ventajosos se transmiten y se conservan en las generaciones futuras.

Pero en muchas especies, los machos intentan atraer parejas mostrando características que parecen ser decididamente no adaptativas. Estas señales, como una cola deslumbrante en un pavo real o una hermosa melodía de un pájaro cantor, fueron originalmente una gran llave en la teoría de la selección natural de Darwin. Rasgos como estos parecen hacer lo contrario a hacer que un animal tenga más probabilidades de sobrevivir en su entorno. Una exhibición de la cola llamativa o una melodía llamativa son engorrosas, y te anuncian a los depredadores así como a los intereses amorosos. Darwin se molestó tanto por esta inconsistencia que dijo: "La visión de una pluma en la cola de un pavo real, cada vez que la miro, me enferma".

Pensar en este acertijo llevó a Darwin a otra teoría importante: la selección sexual. En lugar de mostrar adaptaciones directamente, los machos pueden necesitar producir señales costosas y no adaptativas si las hembras prefieren esas características al elegir parejas. Para las hembras, estas señales podrían comunicar indirectamente que un hombre sería un buen compañero porque puede sobrevivir y tener éxito, a pesar del adorno, no por ello. Bajo este modelo, los rasgos más costosos son los más atractivos.

Pero, ¿qué pasa si las apuestas aumentan, como en las especies que son políginas, con los machos tratando de atraer y formar vínculos con múltiples hembras? Un próximo paso lógico a esta teoría podría predecir que la presión para producir señales hermosas se dispararía, lo que aumentaría las recompensas para las personas con adornos elaborados. Si los hombres más exitosos tienen los rasgos más extraordinarios, una carrera de armamentos posterior durante muchas generaciones podría cambiar a la población hacia características más extremas. Esta es una teoría intuitiva: el aumento de la competencia entre parejas conducirá a rasgos seleccionados sexualmente cada vez más elaborados, pero no se ha probado en todo el árbol de la vida.

¿Los sistemas de apareamiento no monógamos realmente aumentan la selección sexual en animales reales? A medida que aumenta la fuerza de la selección sexual, ¿las características seleccionadas sexualmente se vuelven más extremas? ¿Las colas se alargan? Canciones más bellas? Como dos biólogos con experiencia en métodos computacionales, la evolución de los comportamientos y los pájaros cantores, decidimos investigar.

Construyendo la base de datos de aves

La evolución es tan compleja como la vida misma. Las nuevas habilidades computacionales permiten a los investigadores como nosotros ir más allá de probar si ciertos rasgos simplemente tienden a ocurrir juntos. En cambio, podemos profundizar en el pasado e intentar discernir el camino que las especies han recorrido a través de la historia para llegar a donde están hoy.

Para probar la teoría de que los hombres que intentan atraer parejas múltiples amplificarían la selección sexual y conducirían la evolución de pantallas cada vez más elaboradas, necesitábamos un nuevo conjunto de datos y métodos innovadores.

Los pájaros cantores son un excelente sistema para estudiar esta cuestión. Primero, muchas especies son socialmente (aunque no necesariamente sexualmente) monógamas, lo cual es extremadamente raro en el reino animal, pero ha habido numerosas transiciones independientes a la poliginia a lo largo de su historia. Eso nos facilita comparar las canciones de los pájaros que buscan un solo compañero con las canciones de aquellos que buscan múltiples parejas. Los pájaros cantores también tienen una increíble diversidad de canciones, desde los simples tweets del gorrión casero hasta las elaboradas cadencias del ruiseñor.

Al buscar en la literatura publicada y en las guías de campo, reunimos datos del sistema de apareamiento de casi 700 especies y datos de canciones para más de 350 especies, la base de datos más grande de su tipo hasta la fecha. Obtuvimos una filogenia recientemente publicada, esencialmente un "árbol genealógico" que se extiende hasta el antepasado de todas las aves, que cubrió toda la historia evolutiva de las aves. Esto serviría como nuestro mapa a través de los linajes de pájaros cantores.

Combinamos nuestros datos de rasgos con la filogenia para rastrear hacia atrás en el tiempo, estimando cómo los ancestros de cada grupo de aves canoras podrían haber sonado y comportado.

Este enfoque es algo así como si nos detuviéramos en una reunión familiar humana y notáramos que la gran mayoría de los miembros de la familia tienen cabello rubio y hablaban sueco, suponemos que una matriarca de la familia desaparecida hace mucho tiempo probablemente también tenía cabello rubio. y probablemente hablaba sueco. Luego, podríamos visitar otra reunión familiar, parientes lejanos de la primera, para encontrar personas rubias que hablaban en su mayoría en noruego. En otra reunión, quizás veamos a personas de cabello castaño que hablan español. Al hacer esto cientos de veces, los investigadores pudieron descubrir si había alguna asociación entre el color del cabello y el lenguaje en las historias de estas familias.

Usando métodos similares con el árbol de la familia de las aves, pudimos probar no solo cómo el comportamiento de apareamiento se correlaciona con las canciones de las especies vivas, sino también cómo estos comportamientos se afectaron mutuamente a lo largo de miles e incluso millones de años de historia evolutiva de las aves cantoras. Al estimar los comportamientos probables de los antepasados ​​de los pájaros cantores de hoy en día, podríamos calcular la tasa de evolución de estos rasgos, incluida la forma en que las tasas de evolución de las canciones podrían verse influidas por el comportamiento de apareamiento, o viceversa.

Selección sexual, pero no en una dirección

Cuando realizamos este análisis profundo, los resultados nos sorprendieron. No encontramos la relación esperada de que las canciones se volvieron más elaboradas en especies en las que los machos buscaban múltiples parejas. En cambio, encontramos un interesante patrón evolutivo: las canciones parecían evolucionar más rápidamente en linajes polígenos, pero no en una dirección en particular.

En lugar de estos machos ancestrales tratando de superarse entre sí con canciones más elaboradas, las canciones parecían oscilar entre simples y complejas como un péndulo oscilante a lo largo de las generaciones, cambiando rápidamente en el momento pero no en una dirección consistente a largo plazo. Si las canciones de estas especies políginas se volvieron demasiado simples o demasiado elaboradas, comenzaron a retroceder hacia el medio.

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Estos resultados desafían nuestras amplias intuiciones iniciales sobre el éxito reproductivo y las presiones evolutivas. Al estudiar las canciones de muchas especies de aves monógamas y políginas a través del árbol evolutivo, encontramos resultados que contrastan con la sabiduría prevaleciente: las especies que atraen a múltiples parejas no tenían canciones más complejas en general, pero sus canciones evolucionaban más rápido. Esta es una nueva pieza de evidencia que puede alterar las hipótesis clásicas sobre la no monogamia y la selección sexual en la evolución.

Nuestro trabajo muestra que cuando los científicos estudian la selección sexual en el futuro, debemos pensar no solo en la magnitud de los rasgos que se estudian, sino también en la rapidez con la que cambian.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por Nicole Creanza y Kate Snyder. Lee el artículo original aquí.