Alleeho efekty a evoluce hledání partnera
Teoretičtí ekologové z Entomologického ústavu vyvíjejí matematické modely k pochopení zákonitostí biodiverzity, ale také k predikci eko-evoluční dynamiky populací vystavených různým environmentálním vlivům, včetně extinkčních hrozeb. Cílem nedávno publikovaných článků je odhalit, jak evoluce utváří strategie hledání partnera v populacích vystavených Alleeho efektům.
Obrázek: Pravděpodobnost vyhynutí populace (vlevo) a evoluce rychlosti hledání partnera (vpravo) pro některé modelované ekologické scénáře.
Alleeho efekty najdeme v populacích, kde jednotlivci profitují z přítomnosti dalších jedinců stejného druhu. Tyto efekty ovlivňují mnoho praktických aspektů populační dynamiky, včetně šancí invazních populací na uchycení a šíření, rizika vyhynutí malých a ohrožených populací, či rizika „přelovení“ ekonomicky významných populací. Zvýšená obtížnost nalezení partnera v populacích o nízké hustotě je nejlépe dokumentovaným mechanismem vzniku Alleeho efektu.
Pomocí eko-genetického modelu, ve kterém se populace mohou adaptovat na různé hodnoty populační hustoty, jsme studovali evoluci hledání partnera. Odvodili jsme vztah mezi rychlostí hledání partnera a Alleeho efektem, manifestovaným kritickou populační hustotou (běžně známou jako Alleeho prahová hodnota), pod kterou riziko vyhynutí populace neúměrně rychle narůstá. Ukázali jsme, že rychlost hledání partnera běžně podléhá hustotně závislé selekci, kdy je dosahováno vyšších Alleeho prahových hodnot v populacích o vyšších hustotách. Toto se dělo zejména tehdy, když reprodukce klesala s růstem rychlosti hledání partnera a poskytuje nám možné vysvětlení toho, proč většina druhů, u kterých se pozoroval Alleeho efekt, prošla prudkým poklesem hustoty způsobeným lidskou činností. Ostatní ekologické scénáře vedou k optimalizující selekci, „splašené“ selekci a evoluční sebevraždě. Vztahy mezi hledáním partnera, přežíváním a reprodukcí jsou tak klíčovými k pochopení strategií hledání partnera a jejich důsledkům pro fitness.
Hledání partnera je často doprovázeno chováním, které může přitahovat predátory. Studovali jsme proto také evoluci hledání partnerky samcem v situaci, kdy zvýšení rychlosti hledání znamená zvýšené riziko predace a naopak. Pro oba typy životních historií, které jsme uvažovali, se u samců v důsledku evoluce vyvinula buď maximální možná rychlost hledání partnerky (tedy absence adaptivní odpovědi v hledání na přítomnost predátora) nebo evoluční bistabilita. Ve druhém případě si samci vyvinuli buď velmi nízkou rychlost hledání (tedy přítomnost adaptivní odpovědi v hledání na přítomnost rizika predace) nebo maximální možnou rychlost hledání partnerky. Pozorovali jsme také disruptivní selekci, avšak dimorfní fáze, ve které rychlí a nápadní samci koexistovali s pomalými a méně nápadnými samci, byla jen přechodná. Fenotyp odpovídající pomalým a méně nápadným samcům po nějaké době vyhynul a zbylí samci dosáhli maximální možné rychlosti hledání partnerky.
Berec L., Kramer A. M., Bernhauerová V., Drake J. M. (2018) Density-dependent selection on mate search and evolution of Allee effects. Journal of Animal Ecology 87: 24-35; doi: 10.1111/1365-2656.12662
Kramer A. M., Berec L., Drake J. M. (2018) Allee effects in ecology and evolution. Journal of Animal Ecology 87: 7-10; doi: 10.1111/1365-2656.12777
Kuparinen A. (2018) The mechanistic basis of demographic Allee effects: the search for mates. Journal of Animal Ecology 87: 4-6; doi: 10.1111/1365-2656.12774
Berec L., Bernhauerová V., Boldin B. (2018) Evolution of mate-finding Allee effect in prey. Journal of Theoretical Biology 441: 9-18; doi: 10.1016/j.jtbi.2017.12.024
