บทที่ 4 วิวัฒนาการ, บทที่ 8 นิเวศวิทยา

สำรวจมดบินได้ในฤดูผสมพันธุ์

ข่าวว่าจะมีการสำรวจมดที่จะขึ้นบินเพื่อผสมพันธุ์ว่าเกิดขึ้นที่ไหน เมื่อไหร่ และอย่างไร เพื่อเป็นการศึกษานิเวศวิทยาและพฤติกรรมของมดชนิดต่างๆในประเทศอังกฤษ โดยเมื่อถึงฤดูผสมพันธุ์มดเพศเมียที่มีศักยภาพจะเป็นราชินีมดจะบินขึ้นสู่ท้องฟ้า เพื่อผสมพันธุ์กับตัวผู้ที่จะบินตามขึ้นไป โดยมีการพบว่ามดจากรังต่างๆจะต้องมีเวลาในการขึ้นบินนี้ในช่วงเวลาเดียวกันเพื่อทำให้เกิดการผสมข้ามกลุ่มเพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรม ผลการศึกษานี้จะถูกรวบรวมและนำเสนอในสัปดาห์ชีววิทยาราวเดือนตุลาคมปีนี้

ที่มา: BBC Nature – UK’s flying ant swarms are counted.

Advertisements
บทที่ 4 วิวัฒนาการ

การจีบกันในสัตว์โลกที่หลากหลาย

สัตว์ต่างๆมีวิธีในการได้มาซึ่งคู่ผสมพันธุ์ในลักษณะที่แตกต่างกัน

แมงมุมชนิด Paratrechalea ornata เพศผู้จะจีบตัวเมียด้วยของกินที่ห่อหุ้มด้วยใยอาบฟีโรโมน (pheromone) เพื่อให้ตัวเมียยอมรับมันเป็นคู่ผสมพันธุ์ด้วย

ของขวัญแบบนี้เรียกว่า nuptial gift หรือของขวัญแต่งงานที่สัตว์เพศตรงข้ามจะใช้เพื่อให้ได้มาซึ่งคู่ผสมพันธุ์ โดยนักวิทยาศาสตร์ได้เฝ้าศึกษาพฤติกรรมของสัตว์ต่างๆ มาเป็นเวลานาน และทำให้เราได้รู้ถึงธรรมชาติของสัตว์พวกนี้

แมงมุมชนิดอื่นๆเช่น Pisaura mirabilis ก็ห่อของขวัญให้กับตัวเมียเหมือนกัน แต่ของที่อยู่ข้างในอาจเป็นของอย่างอื่นที่ไม่ใช่ของที่ตัวเมียต้องการก็ได้ ซึ่งเป็นพฤติกรรมขี้โกงของอีกเพศหนึ่งที่ต้องการผสมพันธุ์ แต่ไม่ยอมลงทุน ซึ่งอาจจะเกิดขึ้นเมื่อตัวผู้ที่เจอตัวเมีย แต่ไม่มีของอะไรจะให้อยู่ใกล้ๆเลยใช้ของกินไม่ได้ห่อเป็นของขวัญให้ก็มี แต่หากการแข่งขันสูง ตัวผู้อาจต้องยอมลงทุนหาของกินจริงๆมาให้ตัวเมีย ถ้าอาหารหายาก มันก็อาจจะเอาอาหารส่วนที่มันกินเหลือแล้วมาห่อให้ตัวเมียแทน และการใช้ฟีโรโมนก็เพื่อให้ตัวเมียยอมรับและยอมกัดที่ห่อของขวัญที่ให้

เมื่อตัวเมียกำลังสาละวนกับการพิจารณาของขวัญ นั่นอาจจะเป็นช่วงเวลาที่ตัวผู้รอคอย และหาโอกาสเข้าผสมพันธุ์ก็ได้

ในสัตว์อย่างเช่นแมลงหวี่ชนิด Drosophila subobscura ที่ตัวผู้ต้องสำรอกอาหารออกมาเป็นเครื่องบรรณาการแก่ตัวเมีย แต่วิธีนี้ตัวผู้อาจจะโกงยากหน่อย เพราะสิ่งที่สำรอกออกมาย่อมเป็นดัชนีบ่งบอกโดยตรงว่าตัวผู้ตัวนี้แข็งแรงและได้กินอาหารที่ดีมารึเปล่า

ในจิ้งหรีดบางชนิด ตัวผู้จะสร้างสารหุ้มพวกเจลาตินไปกับก้อนสเปิร์ม (spermatophore) ที่ตัวเมียจะกินสารหุ้มนั้น ในขณะที่สเปิร์มจะถูกถ่ายเทไปยังระบบสืบพันธุ์ของตัวเมียและเกิดการปฏิสนธิขึ้น บางครั้งตัวผู้อาจจะไม่ได้ลงทุนมากมายในการสร้างสารอาหารให้ตัวเมียกิน แต่ใช้สารเคมีอื่นเพื่อหลอกว่าน่ากินเหมือนกับเราใช้ผงชูรสหรือสีสันปรุงแต่งอาหารให้หน้ากินเกินปกติได้

นักวิทยาศาสตร์พบว่าตัวผู้ที่ต้องลงทุนกับของขวัญแต่งงานเช่นนี้มากๆ จะกลายเป็นตัวผู้ช่างเลือก ที่จะไม่ลงทุนจีบใครด้วยการให้ของขวัญชิ้นใหญ่คุณภาพสูงๆอย่างพร่ำเพรื่อเมื่อเทียบกับสปีชีส์ที่ไม่ต้องลงทุนกับของขวัญนี้มากมาย ทั้งหมดนี้ต้องสมดุลกับโอกาสที่จะได้เป็นพ่อของลูกๆ เพราะหากอาหารชิ้นใหญ่ ก็จะทำให้มันมีโอกาสผสมพันธุ์นานขึ้น และลดความน่าจะเป็นที่ตัวเมียจะไปรับของขวัญและผสมพันธุ์กับตัวผู้ตัวอื่นๆอีก

ในการศึกษาสัตว์กว่า 50 สปีชีส์ นักชีววิทยาพบว่าตัวผู้อาจเป็นตัวช่างเลือกไป ดังเช่นที่พบว่าจิ้งหรีดชนิด Uromenus rugosicollis จะใช้เวลากว่า 100 นาทีว่าจะให้หรือไม่ให้ของกำนัลของมันกับตัวเมียที่มันเล็งอยู่

ในขณะที่จิ้งหรีดชนิด Leptophyes albovittata ที่สร้างก้อนสเปิร์มพร้อมอาหารเล็กกว่าชนิดที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ถึง 10 เท่า จะใช้เวลา (หรือแทบจะไม่ใช้) พิจารณาตัวเมีย 24 วินาที

นกกระเต็น (kingfisher) ตัวผู้จะจีบตัวเมียด้วยการจับปลาให้ตัวเมียกิน เวลาที่มันจะให้ปลากับตัวเมีย มันจะต้องค่อยขยับปลาจนกระทั่งปลาอยู่ในท่าที่มันคาบตัวปลาเอาไว้ ส่วนหางจะอยู่ในปากด้านลึก ส่วนหัวปลาจะอยู่นอกปากด้านปลาย เพื่อส่งให้กับตัวเมีย …แทนที่จะคาบปลาตรงกลางแล้วปล่อยหัวกับหางรุ่งริ่ง ซึ่งปลาอาจจะสบัดตัว และทำให้ตัวเมียเปียก และไม่ปลื้มนักก็ได้ แต่ตัวเมียจะเล่นตัวที่จะไม่ยอมรับปลาจากตัวผู้ในตอนแรกๆ จนตัวผู้ต้องทำการจีบอยู่หลายต่อหลายครั้งกว่าจะสำเร็จ

นักวิทยาศาสตร์พบว่าขนาดกับชนิดของปลาที่นกกระเต็นตัวผู้จับมากำนัลให้กับตัวเมียนั้นมีผลต่อการที่ตัวเมียจะรับหรือไม่รับของกำนัลนั้นด้วยเช่นกัน

ในสัตว์ที่เป็นญาติใกล้ชิดกับคนอย่างชิมแพนซี นักวิทยาศาสตร์พบว่าคุณภาพของของกำนัลเช่นพวกเนื้อมีผลมากกว่าการจีบตัวเมียด้วยส่วนของพืช แต่นักวิทยาศาสตร์ยังพบอีกว่าของกำนัลไม่ได้ทำให้ตัวผู้ได้ผสมพันธุ์กับตัวเมียในทันทีทันใด แต่พบว่าตัวผู้ที่ให้ของขวัญคุณภาพสูงกับตัวเมีย จะมีโอกาสได้ผสมพันธุ์กับตัวเมียตัวนั้นมากกว่าในระยะยาว ซึ่งก็เป็นไปได้ว่าตัวเมียจะจำได้ว่าตัวผู้ตัวไหนให้ของดีๆแก่มัน

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง:

บทที่ 4 วิวัฒนาการ

แมงมุมขันที

นักวิทยาศาสตร์รายงานผลการศึกษาเกี่ยวกับแมงมุมในวารสาร Biology Letters เกี่ยวกับพฤติกรรมการตอนตัวเองของแมงมุมตัวผู้ ทำให้มันกลายเป็นขันที จนนักวิจัยเรียกปรากฎการณ์นี้ว่าปรากฎการณ์ขันที (eunuch phenomenon)

ในการศึกษานี้นักวิทยาศาสตร์เลือกแมงมุมชนิด Nephilengys malabarensis ซึ่งมีพฤติกรรมที่ตัวเมียชอบกินตัวผู้ในช่วงการจับคู่ผสมพันธุ์กัน โดยนักวิทยาศาสตร์ต้องการศึกษาสมมติฐานที่ว่าปรากฎการณ์ตอนตัวเองเช่นนี้เกิดขึ้นเพื่อเป็นการปรับตัวต่อกรกับพฤติกรรมชอบกินตัวผู้

นักชีววิทยาเชื่อว่าการตอนตัวเองจนทำให้อวัยวะเพศผู้ติดอยู่กับอวัยวะสืบพันธุ์เพศเมีย ทำหน้าที่เหมือนกับเป็นปลั๊กป้องกันไม่ให้ตัวเมียไปผสมกับตัวผู้ตัวอื่นได้ แท้จริงแล้วยังช่วยให้เกิดการถ่ายเทสเปิร์มเข้าไปในตัวเมียได้ต่อไป แม้ว่าอวัยวะเพศจะไม่ได้ติดอยู่กับตัวผู้แล้ว

เมื่อนับปริมาณสเปิร์มที่เข้าไปในตัวเมียและก็พบว่าจริงเช่นนั้น แสดงว่าการตอนตัวเองไม่ได้ทำให้ตัวผู้เสียเปรียบเพราะมันจะกลายเป็นหมัน แต่มันเน้นให้การผสมพันธุ์ครั้งนี้ประสบความสำเร็จให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ สอดคล้องกับพฤติกรรมที่ตัวเมียมักจะไม่ให้ตัวผู้ผสมพันธ์นานๆด้วย

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง:

บทที่ 4 วิวัฒนาการ

ของขวัญแต่งงาน

ในวารสาร BMC Evolutionary Biology มีงานวิจัยที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับความสำเร็จในการสืบพันธุ์ที่ขึ้นอยู่กับของกำนัลที่ตัวผู้จะต้องให้ตัวเมียเสียก่อน

เมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาแมงมุมชนิด Pisaura mirabilis ก็พบว่าแมงมุมตัวผู้จะให้ของขวัญล่อใจตัวเมียในแบบที่แตกต่างกัน รวมถึงของขวัญไร้ค่าหลอกลวงประชาชีเช่นของที่กินไม่ได้ห่อไปอย่างดีในห่อที่มันทำขึ้นจากใยแมงมุมของมัน

แล้วความสำเร็จในการสืบพันธุ์ของแมงมุมตัวผู้ที่หลอกลวงตัวเมียแบบนี้จะเป็นอย่างไรเมื่อเทียบกับแมงมุมที่ให้ของที่กินได้กับเพศเมีย?

นักวิทยาศาสตร์ออกแบบการทดลองแบ่งของกำนัลเป็นกลุ่มตั้งแต่ของกำนัลที่เป็นแมลงวันที่เสริมโปรตีนเข้าไป กลุ่มของกำนัลที่เป็นแมลงวันธรรมดา ของกำนัลที่เป็นของกินไม่ได้ และกลุ่มที่ไม่มีของกำนัลให้เพศเมีย

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าแมงมุมเพศผู้ที่ให้ของขวัญที่กินไม่ได้ด้วยซ้ำกับแมงมุมเพศเมียยังคงมีความสำเร็จในการได้ผสมพันธุ์กับตัวเมียคล้ายกับพวกที่ให้ของกินแก่ตัวเมีย แตกต่างอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับกลุ่มที่ไม่มีของล่อใจให้ตัวเมียเลยด้วย

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์พบว่าเวลาที่ตัวเมียยอมให้ผสมพันธุ์ด้วยจะสั้นลงหากให้ของกำนัลที่กินไม่ได้ ดังนั้นข้อเสียของแมงมุมที่กะหลอกตัวเมียเช่นนี้จึงเกิดขึ้นได้ จากเวลาในการผสมพันธุ์ที่น้อยลง นำไปสู่จำนวนสเปิร์มที่น้อยลง และหากตัวเมียผสมพันธุ์กับตัวผู้มากกว่าหนึ่งตัว ก็จะส่งผลกระทบต่อความสำเร็จในการสืบพันธุ์ (reproductive success) อันเนื่องมาจากการแข่งขันของสเปิร์มในการผสมกับไข่ (sperm competition)

การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการของให้ของขวัญเพื่อให้ได้ผสมพันธุ์กับตัวเมียเป็นลักษณะที่ถูกคัดเลือกในเพศผู้โดยอาศัยลักษณะการหาอาหารของเพศเมีย (foraging preference)

ในเพศผู้ที่ปลอมแปลงของกินไม่ได้เป็นของกำนัล (nuptial gift) เป็นวิธีหลอกลวงโดยเพศผู้ที่ยังอาศัยธรรมชาติการหาอาหารของเพศเมีย แต่เพศผู้ได้เปรียบตรงที่ไม่ต้องสิ้นเปลืองพลังงานในการหาอาหารจริงๆ เพื่อนำมาเป็นของกำนัลให้กับเพศเมีย

แต่เพศเมียก็มีวิวัฒนาการของพฤติกรรมที่จะต่อต้านการเอารัดเอาเปรียบด้วยวิธีนี้ของตัวผู้ ด้วยการควบคุมระยะเวลาที่จะยอมให้ตัวผู้ผสมพันธุ์ไปตามคุณภาพของของกำนัลที่ได้

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง:

บทที่ 4 วิวัฒนาการ

เพนกวินขโมยหินจากรังคู่แข่ง

อเดลีเพนกวิน (Adelie penguin) ชนิด Pygoscelis adeliae พบได้ที่ขั้วโลกใต้ (Antarctica) ตัวผู้จะสร้างรังจากก้อนหินเพื่อปกป้องไข่จากน้ำที่ไหลมาเวลาน้ำแข็งละลาย โดยรังที่ดีกว่าจะถึงดูดตัวเมียให้มาผสมพันธุ์กับมัน

ตัวผู้มีพฤติกรรมที่จะขโมยหินจากรังคู่แข่งมาเสริมรังของตัวเอง เวลาที่เจ้าของรังคู่แข่งเผลอ

ภาพคลิปวีดิโอพฤติกรรมแบบนี้ถ่ายได้ยาก เพราะเพนกวินพวกนี้อยู่กันเป็นฝูงของตัวผู้ขนาด 250,000 ตัวที่แข่งกันสร้างรังที่อยู่ติดๆกัน และเพื่อจะให้ได้ภาพดีๆ ตากล้องต้องเข้าไปอยู่กลางฝูง และถูกโจมตีด้วยเสียงของนกนับแสน บางตัวก็มาดูและบังกล้อง ฯลฯ ต้องนับถือในความอดทนของตากล้องจริงๆ

อ่านเพิ่มเติม:

บทที่ 5 ความหลากหลาย

ไม่มีบลอกใหม่ในวันที่ 17 กันยายน 2554

วันเสารที่ 17 กันยายน 2554 กลายเป็นวันแรกตั้งแต่เปิดบลอก My Biology แล้วไม่มีการโพสต์บลอกใหม่ นั่นก็เป็นเพราะผมไปอยู่หลังเขา (เขาวังเขมร จังหวัดกาญจนบุรี) ที่ไม่มีอินเตอร์เน็ตใช้

แม้ว่าจะเอาแอร์การ์ดไป แต่ก็มีสัญญาณไม่แรงพอที่จะใช้งานอินเตอร์เน็ตได้ เลยไม่ได้อัพเดทบลอกเลย

Wangkhmer_Stick_Insect_Mating_20110918_01

“ตั๊กแตนกิ่งไม้ผสมพันธุ์” พบโดยเจ้าหน้าที่ที่นำทางไปด้วยกัน ที่น่าแปลกใจคือคู่นี้ถูกห้อมล้อมด้วยตั๊กแตนกิ่งไม้อีกสามตัว ที่สัญนิษฐานว่าอาจจะเป็นตัวผู้ มาคอยคิวผสมพันธุ์ต่อ (รึเปล่า)

บทที่ 4 วิวัฒนาการ, บทที่ 8 นิเวศวิทยา

แมลงภู่นัดเจอกันบนเนินเขา

นักวิจัยอย่างเดฟ กูลสันแห่งมหาวิทยาลัยสเตอลิงสังเกตเห็นพวกแมลงภู่ (bumblebee) ตัวผู้มีเยอะเป็นพิเศษบนเนินเขา เลยลองทำการศึกษาเพิ่มเติมดูจนพบว่านี่เป็นพฤติกรรมที่เรียกว่า hilltopping ที่พบในแมลงอย่างอื่นเช่นผีเสื้อ แมลงวัน และตัวต่อ ที่มานัดพบหาคู่กันที่บริเวณเนินเขา เพื่อเพิ่มอัตราการหาคู่ผสมพันธุ์เจอ

นักวิทยาศาสตร์พบว่าบริเวณเนินเขาเช่นนี้มักไม่มีอาหารให้แมลงพวกนี้ ดังนั้นการที่มันมาอยู่ในที่นี้แสดงว่าเป็นการมาเพื่อจุดประสงค์อื่น เช่นการสืบพันธุ์

งานที่เขาตีพิมพ์ในวารสาร Ecological Entomology ทำให้เห็นว่าแมลงภู่อาจใช้เนินเขาเป็นที่นัดพบกับตัวเมีย แต่น่าเสียดายว่าเขาก็ไม่พบตัวเมียในบริเวณนี้ (หรือตัวเมียจะไม่ได้มาตามนัดกัน?) ทั้งยังไม่เคยเห็นแมลงภู่ผสมพันธุ์ในธรรมชาติ

มองหากันต่อไป

BBC Nature – Male bumblebees seek mates on the hills.

บทที่ 4 วิวัฒนาการ, บทที่ 5 ความหลากหลาย, บทที่ 8 นิเวศวิทยา

ชีวิตของพ่อแมงมุมแม่ม่ายดำ

BBC Nature – Male black widow spiders sniff out cannibal females. ชีวิตของตัวผู้ช่างน่าสงสารนัก เพราะเมื่อผสมพันธุ์กับตัวเมียเสร็จ มันอาจจะถูกกินโดยตัวเมียก็ได้ ตัวผู้ได้ถ่ายทอดพันธุกรรมก็จริง แต่ถ้ารอดต่อไปอาจมีโอกาสได้ผสมพันธุ์เพิ่ม ในขณะที่ตัวเมียที่ไม่สนใจว่าตัวผู้จะเป็นตายร้ายดีอย่างไร ถือโอกาสกินอาหารที่อยู่ใกล้มือใกล้เท้าที่สุดก่อนเพื่ออนาคตสดใสของลูกๆ

ตัวผู้มีพฤติกรรมเลี่ยงหลีกชะตากรรมของมันโดยเลือกผสมพันธุ์กับตัวเมียที่น่าจะท้องอิ่มอยู่แล้วดีกว่า นักวิทยาศาสตร์ที่รายงานในวรสาร Animal Behaviour บอกว่าพวกเขาทดลองป้อนอาหารให้ตัวเมียเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ในขณะที่อีกกลุ่มหนึ่งเป็นตัวเมียที่ปล่อยให้ผิวโซ จากนั้นก็เอาตัวผู้มาปล่อยให้เข้าไปผสมพันธุ์

ตัวผู้มีลีลาก่อนเข้าผสมพันธุ์อยู่ไม่น้อย คือได้แก่การใช้ขาของมันแตะใยของตัวเมียไปมาเป็นชั่วโมงสองชั่วโมง และนักวิทยาศาสตร์คิดว่าตัวผู้รับรู้ได้ถึงสารเคมีบนใยนั้นว่าตัวเมียกินอิ่มแล้วหรือไม่ก่อนที่จะเข้าไปผสมพันธุ์ นอกจากนี้ยังเป็นการบอกแก่ตัวเมียว่านี่มันไม่ใช่อาหารและจะเข้าไปหาแล้วเป็นต้น นักวิทยาศาสตร์ทดลองแกล้งตัวผู้โดยสลับตัวเมีย แต่ใช้ใยเดิม หลอกให้ตัวผู้เข้าหาตัวเมียที่หิวโซทั้งๆที่มันคิดว่าตัวเมียนี้อิ่มแล้ว

ออกแบบการทดลองได้สนุกดีจริง