Життєвий цикл та репродуктивні стратегії

Те, як організм планує ріст, розмноження та виживання протягом свого життя, є еволюційною стратегією, сформованою компромісами, оскільки ресурси, витрачені на одну функцію, не можуть бути витрачені на іншу.

Definition

Життєвий цикл та репродуктивні стратегії — це еволюційно сформовані моделі розподілу ресурсів на ріст, розмноження та виживання протягом життя організму, що формуються компромісами, які максимізують успіх розмноження протягом усього життя.

Scope

Ця тема охоплює еволюцію ознак життєвого циклу: вік і розмір при досягненні зрілості, кількість і розмір потомства, репродуктивні зусилля та їхні витрати, семельпарію проти ітеропарії, а також тривалість життя та старіння. Вона розглядає центральну роль компромісів, розподіл обмежених ресурсів, континуум r- та K-відбору та його наступників, а також те, як умови навколишнього середовища відбирають певні графіки.

Core questions

• Як відбір формує вік і розмір при досягненні зрілості?
• Що визначає кількість і розмір потомства, яке виробляє організм?
• Чому одні організми розмножуються один раз, а інші — багаторазово?
• Як компроміси та середовище формують стратегії життєвого циклу?

Key theories

Вартість розмноження та компроміси

Оскільки ресурси є кінцевими, збільшення поточного розмноження зазвичай зменшує майбутнє виживання або розмноження, і життєві цикли еволюціонують, щоб збалансувати ці витрати з метою максимізації загальної пристосованості протягом життя.

Оптимальна кількість та розмір потомства

Існує компроміс між виробництвом багатьох дрібних нащадків та меншої кількості добре забезпечених, і оптимум залежить від того, як виживання потомства змінюється залежно від інвестицій, які отримує кожен.

Mechanisms

Теорія життєвого циклу розглядає життя організму як проблему розподілу обмежених набутих ресурсів між конкуруючими потребами. Інвестування більшої кількості ресурсів у поточне розмноження відволікає ресурси від росту, підтримки та майбутнього розмноження, створюючи вимірні компроміси; оптимальний графік максимізує суму поточного та очікуваного майбутнього розмноження. Фактори навколишнього середовища, такі як ризик смертності, зміщують оптимум: висока смертність дорослих особин сприяє ранньому, інтенсивному розмноженню, тоді як висока смертність молодих особин або стабільні умови можуть сприяти затримці дозрівання, меншій кількості більших нащадків та довшому життю.

Clinical relevance

Розуміння життєвого циклу лежить в основі управління виловлюваними та зникаючими популяціями, прогнозування того, які види повільно відновлюються після експлуатації, та еволюційних перспектив старіння та розмноження людини. Це освітній контекст, а не припис до управління.

History

Лак проаналізував еволюцію розміру кладки в 1940-х роках, а Вільямс сформулював вартість розмноження та еволюційну теорію старіння в 1950-х і 1960-х роках. Концепція r- та K-відбору Макартура та Вілсона 1960-х років поступилася місцем багатшій теорії, заснованій на компромісах, синтезованій Стірнсом та Роффом.

Debates

Статус r- та K-відбору

Колись популярна дихотомія r- та K-відбору була розкритикована як надмірно спрощена та значною мірою витіснена явними компромісними та демографічними моделями, хоча вона залишається корисною евристикою у викладанні.

Key figures

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

Seminal works

• stearns1992
• roff2002
• williams1966

Frequently asked questions

Що таке вартість розмноження?

Вартість розмноження — це зменшення майбутнього виживання або фертильності організму, що є результатом інвестування в поточне розмноження, компроміс, який формує графік репродуктивних зусиль протягом життя.

Яка різниця між семельпарією та ітеропарією?

Семельпарні організми розмножуються один раз, часто у великій кількості, а потім гинуть, тоді як ітеропарні організми розмножуються багаторазово протягом свого життя; те, що є більш вигідним, залежить від виживання та приросту плодючості кожної стратегії.