Lịch sử sự sống và các chiến lược sinh sản

Cách một sinh vật sắp xếp sự phát triển, sinh sản và sự sống sót trong suốt cuộc đời của nó là một chiến lược tiến hóa, được định hình bởi sự đánh đổi vì các nguồn lực chi cho một chức năng không thể chi cho chức năng khác.

Definition

Lịch sử sự sống và các chiến lược sinh sản là các mô hình tiến hóa về sự phân bổ cho sự phát triển, sinh sản và sự sống sót trong suốt vòng đời của một sinh vật, được định hình bởi các sự đánh đổi nhằm tối đa hóa thành công sinh sản trọn đời.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự tiến hóa của các đặc điểm lịch sử sự sống: tuổi và kích thước khi trưởng thành, số lượng và kích thước con cái, nỗ lực sinh sản và chi phí của nó, sinh sản một lần (semelparity) so với sinh sản nhiều lần (iteroparity), và tuổi thọ và sự lão hóa. Nó đề cập đến vai trò trung tâm của sự đánh đổi, sự phân bổ nguồn lực hạn chế, liên tục chọn lọc r và K và các mô hình kế nhiệm của nó, và cách các điều kiện môi trường chọn lọc các lịch trình cụ thể.

Core questions

• Sự chọn lọc định hình tuổi và kích thước khi trưởng thành như thế nào?
• Điều gì quyết định số lượng và kích thước con cái mà một sinh vật tạo ra?
• Tại sao một số sinh vật sinh sản một lần và những sinh vật khác sinh sản nhiều lần?
• Sự đánh đổi và môi trường định hình các chiến lược lịch sử sự sống như thế nào?

Key theories

Chi phí sinh sản và sự đánh đổi

Vì nguồn lực là hữu hạn, việc tăng cường sinh sản hiện tại thường làm giảm khả năng sống sót hoặc sinh sản trong tương lai, và lịch sử sự sống tiến hóa để cân bằng những chi phí này nhằm tối đa hóa tổng thể lực trọn đời.

Số lượng và kích thước con cái tối ưu

Có một sự đánh đổi giữa việc tạo ra nhiều con nhỏ và ít con được nuôi dưỡng tốt, và điểm tối ưu phụ thuộc vào cách khả năng sống sót của con cái thay đổi theo mức đầu tư mà mỗi con nhận được.

Mechanisms

Lý thuyết lịch sử sự sống xem xét vòng đời của một sinh vật như một vấn đề phân bổ các nguồn lực hạn chế thu được giữa các nhu cầu cạnh tranh. Đầu tư nhiều hơn vào sinh sản hiện tại sẽ rút nguồn lực từ sự phát triển, duy trì và sinh sản trong tương lai, tạo ra các sự đánh đổi có thể đo lường được; lịch trình tối ưu hóa tổng số sinh sản hiện tại và sinh sản dự kiến trong tương lai. Các yếu tố môi trường như nguy cơ tử vong làm thay đổi điểm tối ưu: tỷ lệ tử vong cao ở tuổi trưởng thành ủng hộ sinh sản sớm, dữ dội, trong khi tỷ lệ tử vong cao ở tuổi vị thành niên hoặc điều kiện ổn định có thể ủng hộ sự trưởng thành muộn, ít con hơn nhưng lớn hơn, và tuổi thọ dài hơn.

Clinical relevance

Hiểu biết về lịch sử sự sống là nền tảng cho việc quản lý các quần thể bị khai thác và có nguy cơ tuyệt chủng, dự đoán loài nào phục hồi chậm sau khai thác, và các quan điểm tiến hóa về lão hóa và sinh sản ở người. Đây là bối cảnh giáo dục, không phải là chỉ định quản lý.

History

Lack đã phân tích sự tiến hóa của kích thước ổ trứng vào những năm 1940, và Williams đã trình bày chi phí sinh sản và một lý thuyết tiến hóa về sự lão hóa vào những năm 1950 và 1960. Khung r và K của MacArthur và Wilson vào những năm 1960 đã nhường chỗ cho lý thuyết dựa trên sự đánh đổi phong phú hơn được tổng hợp bởi Stearns và Roff.

Debates

Tình trạng của chọn lọc r và K

Sự phân đôi chọn lọc r và K từng phổ biến đã bị chỉ trích là quá đơn giản hóa và phần lớn đã được thay thế bằng các mô hình đánh đổi và nhân khẩu học rõ ràng, mặc dù nó vẫn là một phương pháp hữu ích trong giảng dạy.

Key figures

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

Seminal works

• stearns1992
• roff2002
• williams1966

Frequently asked questions

Chi phí sinh sản là gì?

Chi phí sinh sản là sự giảm sút khả năng sống sót hoặc khả năng sinh sản trong tương lai của một sinh vật do đầu tư vào sinh sản hiện tại, một sự đánh đổi định hình cách nỗ lực sinh sản được sắp xếp trong suốt cuộc đời.

Sự khác biệt giữa sinh sản một lần (semelparity) và sinh sản nhiều lần (iteroparity) là gì?

Các sinh vật sinh sản một lần (semelparous) sinh sản trong một đợt duy nhất, thường lớn, rồi chết, trong khi các sinh vật sinh sản nhiều lần (iteroparous) sinh sản lặp đi lặp lại trong suốt cuộc đời của chúng; việc lựa chọn chiến lược nào được ưu tiên phụ thuộc vào lợi ích về khả năng sống sót và khả năng sinh sản của mỗi chiến lược.