Жизнен цикъл и репродуктивни стратегии

Начинът, по който един организъм планира растежа, размножаването и оцеляването си през живота, е сама по себе си еволюирала стратегия, оформена от компромиси, тъй като ресурсите, изразходвани за една функция, не могат да бъдат изразходвани за друга.

Definition

Жизненият цикъл и репродуктивните стратегии са еволюирали модели на разпределение на ресурсите за растеж, размножаване и оцеляване през целия живот на организма, оформени от компромиси, които максимизират репродуктивния успех през целия живот.

Scope

Тази тема обхваща еволюцията на характеристиките на жизнения цикъл: възраст и размер при полова зрялост, брой и размер на потомството, репродуктивно усилие и неговите разходи, семелпаритет срещу итеропаритет, както и продължителност на живота и стареене. Тя разглежда централната роля на компромисите, разпределението на ограничените ресурси, континуума на r и K селекцията и нейните наследници, както и как условията на околната среда избират конкретни графици.

Core questions

• Как селекцията оформя възрастта и размера при полова зрялост?
• Какво определя броя и размера на потомството, което произвежда един организъм?
• Защо някои организми се размножават веднъж, а други многократно?
• Как компромисите и околната среда формират стратегиите на жизнения цикъл?

Key theories

Цена на размножаването и компромиси

Тъй като ресурсите са ограничени, увеличеното текущо размножаване обикновено намалява бъдещото оцеляване или размножаване, а жизнените цикли еволюират, за да балансират тези разходи, така че да максимизират общата приспособеност през целия живот.

Оптимален брой и размер на потомството

Съществува компромис между производството на много малки потомства и по-малко добре осигурени такива, като оптимумът зависи от това как оцеляването на потомството се променя с инвестицията, която всяко получава.

Mechanisms

Теорията на жизнения цикъл разглежда живота на организма като проблем за разпределение на ограничени придобити ресурси между конкуриращи се нужди. Инвестирането повече в текущото размножаване отклонява ресурси от растежа, поддръжката и бъдещото размножаване, създавайки измерими компромиси; оптималният график максимизира сумата от настоящото и очакваното бъдещо размножаване. Фактори на околната среда като риск от смъртност изместват оптимума: високата смъртност при възрастни благоприятства ранното, интензивно размножаване, докато високата смъртност при млади индивиди или стабилните условия могат да благоприятстват забавената зрялост, по-малко по-голямо потомство и по-дълъг живот.

Clinical relevance

Разбирането на жизнения цикъл е в основата на управлението на експлоатирани и застрашени популации, предсказвайки кои видове се възстановяват бавно от експлоатация, както и еволюционните перспективи за стареенето и човешкото размножаване. Това е образователен контекст, а не предписание за управление.

History

Лак анализира еволюцията на размера на люпилото през 40-те години на миналия век, а Уилямс формулира цената на размножаването и еволюционна теория за стареенето през 50-те и 60-те години. Рамката на r и K на МакАртър и Уилсън от 60-те години отстъпи място на по-богата теория, основана на компромиси, синтезирана от Стърнс и Роф.

Debates

Статусът на r и K селекцията

Някога популярната дихотомия на r и K селекцията е критикувана като прекалено опростена и до голяма степен заменена от явни компромисни и демографски модели, въпреки че остава полезна евристика в преподаването.

Key figures

• David Lack
• George Williams
• Robert MacArthur
• Stephen Stearns

Seminal works

• stearns1992
• roff2002
• williams1966

Frequently asked questions

Каква е цената на размножаването?

Цената на размножаването е намаляването на бъдещото оцеляване или плодовитост на организма, което е резултат от инвестирането в текущото размножаване – компромис, който оформя начина, по който репродуктивното усилие се планира през целия живот.

Каква е разликата между семелпаритет и итеропаритет?

Семелпарните организми се размножават в един, често голям цикъл и след това умират, докато итеропарните организми се размножават многократно през живота си; кое е предпочитано зависи от ползите за оцеляване и плодовитост на всяка стратегия.