¿Qué factores evolutivos pueden contribuir al gran dimorfismo sexual en los grandes mamíferos?

En la Tierra, el oso polar se encuentra entre los animales con mayor dimorfismo sexual , y los machos pesan en promedio casi el doble que las hembras (Wikipedia afirma que los machos tienen un peso promedio de 450 kg frente a 260 kg para las hembras, con una diferencia significativamente mayor en los casos extremos ).

Existe un límite natural obvio para la forma en que se puede sostener un gran dimorfismo, a saber, el comportamiento reproductivo de la especie. En los mamíferos, si el macho no puede montar a la hembra con seguridad, entonces la procreación se vuelve mucho más difícil y, en el extremo extremo, imposible. Eso conduciría entonces a limitar o reducir el dimorfismo en la especie (posiblemente conduciendo a una subespeciación, con el tamaño como factor determinante), o conduciría a un cambio en el comportamiento reproductivo de la especie.

Sin embargo, ¿y si lo miramos desde el otro extremo de la escala? ¿Qué factores evolutivos podrían contribuir al dimorfismo sexual en los animales y qué factores pueden contribuir a sustentar un alto grado de dimorfismo sexual en los grandes mamíferos?

Preguntas adicionales: ¿El oso polar representa aproximadamente el mayor dimorfismo sexual sostenible en los grandes mamíferos en un entorno similar a la Tierra y, de ser así, cuál podría ser el factor limitante específico en el caso de esa especie? ¿Sería sostenible un mayor grado de dimorfismo en un entorno diferente del hábitat natural del oso polar, y qué diferencia ambiental podría ser el factor determinante en ese caso?

A los efectos de esta pregunta, me preocupan principalmente las diferencias de tamaño, pero si las respuestas también tocan otros aspectos, ciertamente no voy a votar negativamente por eso.

A partir de la pregunta, parece que está interesado principalmente en las diferencias de tamaño entre machos y hembras. El término dimorfismo sexual se refiere a todas las diferencias fenotípicas, incluida la morfología, las coloraciones y el comportamiento. ¿Solo te interesan las grandes diferencias de tamaño?
@MikeNichols Para los propósitos de mi pregunta, estoy principalmente interesado en las diferencias de tamaño, pero si una respuesta también puede entrar en detalles sobre otras diferencias de fenotipo, ¡ciertamente no me importaría eso!
"el oso polar se encuentra entre los animales con mayor dimorfismo sexual"... ¡echa un vistazo al elefante marino del sur!
@ randal'thor No estoy seguro de cuál es tu punto. Nunca dije que el oso polar fuera el más dimórfico (como también señaló Mike Nichols, eso casi seguramente dependerá de la métrica que use para medir el dimorfismo), solo que estaba entre ellos.

Respuestas (3)

El dimorfismo sexual ocurre cuando los individuos masculinos y femeninos de una especie se encuentran bajo diferentes presiones selectivas. La mayoría de las presiones evolutivas, ya sean depredadores, enfermedades o inanición, afectan a ambos sexos indiscriminadamente. Los hombres y las mujeres tienen que preocuparse por ellos por igual y, por lo tanto, tienden a llegar a las mismas soluciones óptimas y, por lo tanto, no son diferentes. Solo se obtiene dimorfismo sexual cuando los machos y las hembras necesitan hacer cosas diferentes. Esto puede deberse a diferentes roles de comportamiento. Puedes imaginar una especie donde los machos cazan y las hembras cuidan el nido y, por lo tanto, necesitan diferentes rasgos físicos para adaptarse mejor a sus respectivos roles. Pero, con mucho, la causa más frecuente de dimorfismo sexual es la selección sexual.

Existe una asimetría inherente entre los miembros masculinos y femeninos de una especie en lo que respecta a la reproducción. En los mamíferos, la reproducción de una hembra es un proceso prolongado que consume mucha energía. En algunas especies, las hembras pueden pasar años criando una sola cría. La mayoría de los mamíferos machos, por otro lado, prácticamente no tienen límite en la cantidad de crías que pueden engendrar. Esto significa que las hembras y los machos tienen estrategias reproductivas muy diferentes. Las hembras tienden a ser selectivas con sus parejas, mientras que los machos tienden a tratar de copular con tantas hembras como sea posible. Por supuesto, hay muchas excepciones, pero estas son tendencias generales. Estas diferentes estrategias reproductivas resultan en diferentes presiones evolutivas sobre los diferentes sexos. Los machos que tienen una coloración brillante pueden ser más visibles para los depredadores, pero también son mejores para atraer a las hembras.

Para llegar a su pregunta específica sobre los dimorfismos de tamaño, los mamíferos machos tienden a ser más grandes que sus contrapartes hembras debido a la competencia. En pocas palabras, los machos compiten por las hembras, pero las hembras no compiten por los machos. Cuanto más grande es un macho, mejor puede competir con los machos rivales para monopolizar la mayor cantidad de hembras posible. La mayor desventaja de ser demasiado grande es que tienes que comer más. No creo que la capacidad de copular sea demasiado preocupante, porque todos estos cambios son graduales y las hembras también se adaptarían. Fuera de varias limitaciones específicas, como la necesidad de poder trepar árboles, correr rápido o caber en túneles estrechos, obtener suficiente comida es definitivamente el límite para el tamaño del animal.

Lo anterior es una descripción decente (espero) de cómo surge el dimorfismo sexual, pero me gustaría darle una lista más sucinta de los factores más importantes para obtener machos grandes.

  1. Tu especie necesita ser polígama, y ​​cuanto más polígama, mejor. En una especie monógama, los machos tienen menos motivos para pelear por las hembras. En una especie polígama en la que los machos controlan grandes harenes de hembras, a una gran parte de los machos nunca se les permitirá aparearse y, por lo tanto, tendrán fuertes presiones para poder competir.

  2. Su especie necesita tener una abundancia de alimentos disponibles. Un macho grande necesita más comida, pero también tiene menos tiempo para buscarla, ya que debe defender su territorio y a las hembras. Si la comida es un factor limitante, los machos más grandes tendrán menos éxito que los machos más pequeños y el tamaño de los machos disminuirá.

Los osos polares no son polígamos. Pero, cada temporada, ya que las hembras solo se aparean cada tres años, tres machos pelean por cada hembra. Por eso los osos polares son tan grandes.
El elefante marino del sur es un mamífero moderno que es significativamente más dimórfico que el oso polar, con machos típicamente 5 a 6 veces más pesados ​​que las hembras (y plausiblemente hasta 10 veces). Los dos factores que mencionas contribuyen a esto, ya que los elefantes marinos (a diferencia de los osos) reclaman y defienden grandes harenes.

Mientras que los osos polares representan el mayor dimorfismo en los mamíferos modernos, el caso más extremo lo constituyen algunas especies de rape, donde el macho se ha convertido en un pequeño parásito adherido a la hembra.

Los factores evolutivos en general son los que hacen que sea más probable que el macho o la hembra sobrevivan y transmitan sus genes. En los osos polares, el tamaño brinda ventaja a los machos para cazar y ahuyentar a los machos rivales. Con el rape, convertirse en parásito significa que el macho no tiene rivales para transmitir sus genes una vez que se une a la hembra, además de liberarlo de la necesidad de cazar para comer.

Dado que la evolución ha tenido 500 millones de años para experimentar, sospecho que la proporción 2:1 de los osos polares puede estar cerca de los límites del posible dimorfismo en los mamíferos. Las proporciones más extremas podrían necesitar adaptaciones de diferentes morfologías (una ración similar a la del rape podría lograrse en criaturas derivadas de marsupiales, por ejemplo).

Pero , ¿por qué los osos polares y el rape son tan dimórficos, mientras que muchas ranas (por ejemplo) son casi idénticas en ambos sexos?
Las ranas son dimórficas.... Las ranas macho croan para atraer a su pareja, mientras que las ranas hembra (con algunas excepciones) generalmente no croan. El croar atrae a los compañeros, no al tamaño. Esto se convierte en una presión selectiva sobre las ranas macho para que croen, no para que sean más grandes.
Creo que los cachalotes tienen más dimorfismo sexual que los osos polares. "Es uno de los cetáceos con mayor dimorfismo sexual. Al nacer, ambos sexos tienen aproximadamente el mismo tamaño,[31] pero los machos maduros suelen ser entre un 30 % y un 50 % más largos y tres veces más grandes que las hembras.[32]" en. wikipedia.org/wiki/Sperm_whale Y si los tamaños extremos alegados para algunos machos grandes son correctos, el dimorfismo sería aún más extremo.

Los osos polares pueden ser los más extremos en la naturaleza... pero tengo la sensación de que los criadores de la mezcla de Chihuahua Husky podrían ser un punto de referencia de la diferencia más extrema en el tamaño de las parejas.

Lo primero en señalar: el tamaño es un atributo en el que me puedo centrar, pero debe tenerse en cuenta que es simplemente un atributo entre muchos. Como un buen ejemplo que se indicó anteriormente, las ranas tienen aproximadamente el mismo tamaño para un macho y una hembra, pero (generalmente, con algunas excepciones) solo las ranas macho croan. Bastante simple ... la rana macho está usando el croar para atraer a una pareja, lo que tiene el costo de atraer a los depredadores. Los pavos reales y los betta usan señales visuales con el penacho visual de los machos como método para atraer a una pareja. En estos casos, el macho asume el papel de atraer a la pareja, a menudo a riesgo de su propia supervivencia. La metodología de esta 'atracción de pareja' a menudo se convierte en la base del dimorfismo sexual (esta es una línea interesante simplemente porque muestra cómo la evolución contiene en gran medida un aspecto conductual)

Otro punto a considerar... la supervivencia de los más aptos/fuertes no es realmente cierta, a nivel genético se convierte más en 'supervivencia de los más capaces de aparearse'. Es posible que el pavo real más rápido, más fuerte, más inteligente y más en forma nunca tenga la oportunidad de reproducirse si carece de la pluma. Este es el punto que realmente comienza a definir las diferencias entre machos y hembras en una especie, aquellos machos que poseen un rasgo que los atrae a la pareja y les permite transmitir su genética transmitirán ese atributo a la próxima generación. Esto tiene la tendencia a crear algunas demostraciones de apareamiento bastante extremas y algunos contrastes marcados en las apariencias y el comportamiento de las hembras y los machos.

Si desea resaltar el tamaño entre machos y hembras en una especie, debe centrarse en las especies que tienen un comportamiento que hace hincapié en el tamaño como técnica de atracción de pareja, generalmente en forma de fuerza. Los herbívoros con cuernos son buenos ejemplos aquí... los machos luchan entre sí para ganar y defender a sus hembras. Este proceso suele ser cuando dos ciervos se evalúan entre sí antes de chocar las astas. Sin embargo, esto no promueve necesariamente el tamaño puro... hay muchos componentes de la pelea como las astas, la resistencia, la agilidad, etc... y aunque verás una diferencia pronunciada entre machos y hembras aquí, ganaste. No encontrarás la mayor diferencia.

Para llegar a la mayor diferencia, debe encontrar la técnica de atracción de pareja que valora el tamaño por encima de la habilidad de lucha. Y lo encontrará en la intimidación. La intimidación es diferente a pelear... pelear es un retroceso cuando la intimidación falla y un intimidador verdaderamente exitoso nunca pelearía. El tamaño y el miedo se convierten en un fin aquí... no en la fuerza o la agilidad, sino en el tamaño a toda costa y es en esta categoría de criaturas donde verás las mayores variaciones de tamaño entre sexos en la misma especie. Los osos polares encajan en esta categoría capaces de usar la intimidación para asustar a otras criaturas, como los lobos, para que puedan reclamarla por sí mismos. La mayoría de los encuentros entre machos y osos polares terminan con uno de los machos retrocediendo antes de que comience la pelea...

Hay una criatura, ahora extinta, conocida como el oso gigante de cara corta que podría haber visto un mayor dimorfismo sexual en lo que respecta al tamaño (mi especulación). El oso gigante de cara corta habría sido un oponente brutal en la batalla, pero lo más probable es que estas criaturas fueran carroñeros y no asesinos, confiando en su sentido del olfato extremadamente fuerte para localizar una nueva muerte y es un marco enormemente intimidante para asustar a cualquier competencia. para esa matanza (15 pies de alto cuando se levanta con brazos abiertamente largos y garras gigantes). La selección de pareja dentro del oso gigante de cara corta probablemente se basó en la intimidación, dejando a los machos más capaces de intimidar a los más capaces de aparearse y una fuerte presión sobre los machos para que se hicieran más y más grandes.