Desvendando as causas da variação temporal na oportunidade de seleção sexual

Nature Communications volume 14, Número do artigo: 1006 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Em princípio, as flutuações temporais no potencial de seleção sexual podem ser estimadas como mudanças na variância intrasexual no sucesso reprodutivo (ou seja, a oportunidade de seleção). No entanto, sabemos pouco sobre como as medidas de oportunidade variam ao longo do tempo e até que ponto essa dinâmica é afetada pela estocasticidade. Usamos dados publicados de acasalamento de várias espécies para investigar a variação temporal na oportunidade de seleção sexual. Primeiro, mostramos que a oportunidade de seleção sexual pré-copulatória geralmente diminui ao longo de dias sucessivos em ambos os sexos e períodos de amostragem mais curtos levam a superestimativas substanciais. Em segundo lugar, ao utilizar modelos nulos aleatórios, também descobrimos que essas dinâmicas são amplamente explicadas por um acúmulo de acasalamentos aleatórios, mas que a competição intrassexual pode retardar os declínios temporais. Em terceiro lugar, usando dados de uma população de aves selvagens vermelhas (Gallus gallus), mostramos que os declínios nas medidas pré-copulatórias durante um período reprodutivo foram espelhados por declínios na oportunidade de seleção sexual pós-copulatória e total. Coletivamente, mostramos que as métricas de seleção baseadas em variância mudam rapidamente, são altamente sensíveis a durações de amostragem e provavelmente levam a interpretações errôneas substanciais se usadas como indicadores de seleção sexual. No entanto, as simulações podem começar a separar a variação estocástica dos mecanismos biológicos.

Impulsionada pela competição intrasexual por oportunidades reprodutivas, a seleção sexual é um poderoso mecanismo evolutivo, que varia amplamente no espaço e no tempo1,2,3,4,5,6,7,8,9. Compreender as causas e consequências de tal variação é um desafio permanente na biologia evolutiva. As flutuações temporais na seleção sexual podem afetar os processos que determinam a seleção líquida ao longo de um período reprodutivo, com repercussões nas taxas de adaptação, na evolução de táticas reprodutivas alternativas, na manutenção da variação nas características competitivas, na plasticidade dos fenótipos sexuais e no dinamismo dos papéis sexuais evolutivos10 ,11,12,13. As flutuações temporais podem surgir como consequência da variação no ambiente ecológico4,10,14,15,16,17,18,19,20 ou social8,11,21,22,23,24,25,26, alterando drasticamente a dinâmica de acasalamento8 ,27. Embora algumas dessas mudanças ambientais possam ser de longo prazo28,29, outras podem ser mais rápidas, por exemplo, durante a estação reprodutiva9,11. A receptividade sexual, o esforço de corte, a propensão ao acasalamento e as preferências de escolha de parceiros muitas vezes mudam drasticamente em questão de poucas horas ou dias30,31,32,33,34,35. Embora os estudos tenham avaliado as mudanças na seleção sexual em várias estações ou anos de reprodução4,10,36,37,38,39,40, pouco se sabe sobre o potencial para rápidas flutuações na seleção sexual nessas escalas muito mais curtas, mas ainda biologicamente relevantes .

A força da seleção sexual é medida pela regressão das medidas de sucesso reprodutivo sobre determinadas medidas fenotípicas entre membros do mesmo sexo dentro de uma população (ou seja, gradientes de seleção41). No entanto, identificar e medir as características (por exemplo, expressão do ornamento, comportamento de corte ou qualidade do esperma) causalmente relacionados ao resultado da competição intrasexual e variação no sucesso reprodutivo é frequentemente muito desafiador42,43,44,45,46. Assim, uma abordagem alternativa amplamente utilizada estima o potencial para – ao invés da força – seleção sexual em uma população como variação intrasexual padronizada no sucesso reprodutivo. Essa métrica, conhecida como 'oportunidade de seleção', capta a força potencial máxima de seleção sexual em uma população, mesmo quando pouco se sabe sobre as características fenotípicas que medeiam a competição intrasexual47,48. Além disso, a oportunidade de seleção pode ser utilizada para dissecar o potencial de seleção sexual em componentes impulsionados pela variação no número de parceiros sexuais (seleção sexual pré-copulatória) e na proporção de gametas fertilizados (seleção sexual pós-copulatória)49. O valor dessas métricas baseadas em variância, no entanto, permanece em debate, em grande parte devido à sua incapacidade de distinguir entre variação que surge devido à competição intrasexual e variação no sucesso reprodutivo devido a processos estocásticos42,43,50,51. Por exemplo, Klug et al.42 mostraram que o número de indivíduos não acasalados tende a aumentar à medida que a razão sexual operacional se torna mais tendenciosa, de modo que a oportunidade de seleção sexual também aumentará mesmo que os indivíduos acasalem aleatoriamente. Além disso, as métricas baseadas em variância podem ser particularmente sensíveis ao esforço de amostragem (ou seja, o período de tempo durante o qual a amostragem ocorre) e, como medem padrões de variância em relação ao sucesso reprodutivo médio, essas métricas podem ser fortemente impactadas por aumentos temporais na média reprodutiva sucesso50. Por exemplo, a amostragem por um período insuficiente pode superestimar as medidas de oportunidade ao inflar o número de indivíduos que não acasalam52,53,54. Alternativamente, mudanças temporais na oportunidade de seleção sexual podem ser impulsionadas por processos biológicos competitivos. Em princípio, mudanças comportamentais em direção ao aumento da monogamia, promiscuidade, monopolização do parceiro ou aumento da competição espermática ao longo do tempo podem mudar dinamicamente a oportunidade de seleção sexual. No entanto, como a oportunidade de seleção sexual mede apenas o potencial máximo de seleção sexual e não discrimina entre processos competitivos e estocásticos42,43,51, existe o risco de que mudanças sistemáticas nessa métrica ao longo do tempo possam ser erroneamente interpretadas como mudanças no real seleção sexual. Um passo importante para a compreensão da dinâmica temporal da seleção sexual é, portanto, resolver como as métricas baseadas em variância mudam ao longo de um período reprodutivo e até que ponto esses padrões refletem processos biológicos versus processos metodológicos e estocásticos (por exemplo, variação no período de amostragem; acasalamento aleatório ). No entanto, atualmente existem poucas informações sobre como a oportunidade de seleção sexual se comporta ao longo do tempo e os processos metodológicos e biológicos que contribuem para tal dinâmica. Compreender como as métricas baseadas em variância se comportam ao longo do tempo em relação a processos determinísticos e estocásticos é importante porque a variância no sucesso reprodutivo é um pré-requisito para a seleção sexual.