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Johnstone & Godfray 2002

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このページを編集最終更新日時2011-09-05 10:59:54 (Mon)
begging 総説

Models of Begging as a Signal of Need

Johnstone, R. A. and Godfray, H. C. J. (2002) Models of begging as a signal of need. In: The Evolution of Begging: Competition, Cooperation, & Communication (Eds. Wright, J. and Leonard, M. L.), pp. 1-20. Kluwer Academic, Dordrecht.
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MEMO

Abstract

Parental feeding of young is often accompanied by striking begging displays on the part of offspring. There displays are now widely thought to function as signals of need; in other words, they serve to elicit sdditional resources from parents by advertising the benefits that offspring thereby stand to gain. Sib-sib and parent-offspring conflicts over resource allocation, however, favour misrepresentation of need. Consequently, signalling models have focused on signal cost as a means to maintain the reliability of offspring desplays. Recently, however, the possibility of alternative, cheaper signaling equilibria has emerged. We review costly and cost-free signalling models, and suggest that both face difficulties in accountinng for observed begging behaviour. We conclude with the suggestion that these difficulties may best be tackled by developing more realistic models that incorporate more of the compexities of parent-offspring interaction revealed by empirical studies of begging.

Outline

+ ...

Introduction

親が子に餌を与える前にbeggingをする行動が見られる。
これは色々な分類群で見られる(Weary & Fraser 1995Furlow 1997Kilner & Johnstone 1997Mock & Parker 1997Weary et al. 1997Rauter & Moore 1999Manser & Avey 2000Zhang & Jiang 2000)。
この機能はなんであろうか?一見すると派手すぎて、エネルギーを浪費したり、捕食者の注意を引いたりしそうである。

派手すぎるbeggingの説明に最もよく用いられるのは、資源の分配に関する家族間の利害の不一致である。
Trivers 1974が最初に指摘したように、親が与えるように選択された資源より多くの量を要求するような選択が子にはかかる。
この進化上の利害の不一致によって、親により多くの資源をもってこさせるような子が選択される(MacNair & Parker 1978Parker & MacNair 1978Parker & MacNair 1979Parker 1985Godfray 1995aGodfray 1999Mock & Parker 1997Lessells & Parker 1999)。
それに加えて、巣内の子それぞれは、他の子が得るように選択されている量よりも多くの資源の分け前を得るように選択がかかる(MacNair & Parker 1979Mock & Parker 1997)。
食物分配をめぐる親子間、きょうだい間の競争を考えた時、派手なbeggingはそんなに驚くことではない。単に、子がより沢山の食物を得ようとする手段にすぎない。

しかし、beggingに関するこの説明は不完全である。
どのようにして、そして何故子はbeggingによって食物の分配に影響を与えられるのか、疑問が残っている。
親によって分配される割合に対して直接的に影響を与える手段を子はもっていないため、この問題ははっきり示される必要がある。
巣内での食物の分配を考えた時に、雛は親から餌をもぎとることができるかもしれないし(e.g. Mock & Parker 1997)、アクセスを独占することで、不均衡な量の資源をえることができるかもしれない(e.g. McRae et al. 1993Kacelnik et al. 1995)。しかし、他の種では親は資源の分配に関して強い制御力を持っている(e.g. Krebs & Magrath 2000)。
すなわち、子が余分な資源を得る為の主な手段は親の行動を操作することによるだろう。
もしも、beggingがこの目的のために行われているとしたら、何故親は操作されることを許しているかを考えなくてはいけない。別の言葉にすると、何故親には子のbeggingに反応をするように選択が働いているのだろうか。

Begging as a Signal

おそらくもっとも有名な仮説はbeggingは要求度の信号として行われるGodfray 1991というものだろう。
この理論によれば、親はsolicitationディスプレイに反応をするのは、こういった形質や行動が子のの状態に関する情報を提供するためである。
派手なbeggingは、余剰な資源によって子が確かな利益を得られそうであることを意味している。
その結果、
より激しいディスプレイに反応して、より多くの資源を供給する、
要求度の低いきょうだいより、強くbeggingをする雛が好まれる、
(for review see Kilner & Johnstone 1997Godfray & Johnstone 2000

beggingが信号であるという考え方はTrivers 1974に先立って知られていた。
しかし、親子間の利害の不一致やきょうだい間競争に対する興味が増すにつれ、信号の概念は見捨てられていた。
例えば、ParkerとMacNairの古典的なモデル(MacNair & Parker 1978Parker & MacNair 1978Parker & MacNair 1979)では、雛の状態が様々であることを組み込んでおらず、そのため親が雛のbeggingを観察することで情報を得ているという可能性を除外していた。

食物分配を巡る家族間の利害の不一致は、信号仮説に関して疑問を投げかけてるように思われていた。食物の要求度を誇張する雛に対して選択が働くように思えるからである。
この「不正直」な行動は余剰な資源を得る事ができるので選択がはたらくと考えられる。
それゆえに、要求度に関する信用できる、または正直な信号が維持されることは期待できない(see Dawkins & Krebs 1978Krebs & Dawkins 1984)。

しかし、近年になってbeggingのモデルは信号仮説を再び用いるようになってきた。
ほとんどのモデル解析におけるbeggingの「正直さ」は信号のコストによって維持されている。これはZahavi 1975Zahavi 1977のハンディキャップ理論を応用したのもである。
コストによって正直さが保たれる。というのは、悪い状態にいる雛のみが、余剰な食料による利益が派手なbeggingの損失にまさる可能性があるからである。
あまり資源を必用としない雛にとっては、余剰の資源を得る事で得られるものが少なく、このため激しくディスプレイをすることには利益がない。
この簡単な言葉の議論は正直なコストのある要求度の信号のモデルによって肉付けされてきた(Godfray 1991Godfray 1995aMaynard-Smith 1991Johnstone & Grafen 1992a)。
これらのモデルは信用できる宣伝により
雛の状態を
実際に進化的に安定だと
コストのある信号の仮説は
Godfray 1991に基づいて、図解的な(ゲーム理論の)この種類のモデルこれから示していく。

Signal Cost and the Maintenance of Honesty: A Simple Model

一人の親と一人の子の間の情報伝達に注目をする。
雛の「状態」は c で表され、最初は親は解らない。しかし、子はいくらかのレベル x (負ではない)をbeggingに投資する。適応度的なコストを意味する。
このsolicitationに反応して、親はいくらかの量の食物 y (負ではない)を子に供給する。

子の直接的な適応度は供給される食物の量によって増加し、しかし、状態が良くなるにつれ、余剰な食物を得る事で得られる利益は少なくなる。
直接的な利益は f(c,y) - x に等しい。fy > 0 、fyc < 0。
また親の将来の適応度は食物の供給量とともに減少すると仮定する。
これは g(y) に等しい。gy < 0。
最後に現在のきょうだいと親の将来のきょうだいとの血縁度係数を r であると仮定する。
これらの仮定のもとに、親と子の包括適応度の収支、Wp(c,x,y) と Wo(c,x,y)は、

と表される。
(親子間の利害の一致)

信号のある平衡に興味があるので、
この平衡においてbeggingの激しさは c の単調減少関数なので、信号は子の状態を
x*(c)を

どのレベルのコストが要求されるか

(1)と(3)を組み合わせる

The Question of Cost

信号のコストが信用のある要求度の信号を維持するのに必要(上記に示したように)だということを示した理論研究により、beggingの実証研究の新しい試み
この章はbeggingのモデルに第一の焦点をあてるので、これらの完全なレビューをしない
沢山の研究がbeggingが信号であることの証拠を発見している

一つ目に、
雛の状態を操作する実験(雛を餓えさせたり餌を与えたりする)により、beggingの様々な要素に影響をすることが解っている。calling(e.g. Redondo & Castro 1992bCotton et al. 1996Price et al. 1996Lotem 1998a)、posture(e.g. Redondo & Castro 1992bKacelnik et al. 1995Kilner 1995Leonard & Horn 1998)、mouth coloration(Kilner 1997Kilner & Davies 1998)。
二つ目に、
beggingを実験的に操作することで、非直接的に雛の状態を通してや、直接的(e.g. プレイバック)に、beggingは親の給餌頻度に影響を与え、時々巣での分配にも影響を与える(e.g. Bengtsson & Ryden 1981Kilner 1995Kilner 1997Price 1996Price 1998Ottoson et al. 1997Kilner et al. 1999Leonard & Horn 2001)。

上記のような証拠があるにも関わらず、正直でコストのかかる要求度の信号としての子のsolicitationに疑問があがっている。
これらの疑問のほとんどはbeggingのコストに焦点をあてている、これはハンディキャップモデルが正直さの維持に必用だと仮定しているものである。
これらのコストは幾つかの研究では小さいとされ(e.g. McCarty 1996Chapell & Bachman 2002)、幾つかの研究では大きいとされた(Rodriguez-Girones et al. 1996Bergstrom & Lachmann 1997)。

beggingのコストを測る実証研究は、エネルギーの消費と捕食者を引き寄せる危険性の両方に焦点を当てている(Chapell & Bachman 2002Haskell 2002)。
McCarty 1996が始めにコストを算出、鳥類の他の行動に比べて、使うエネルギーは低く、beggingがエネルギー的にコストだという仮定は再考すべき。とした。
Leech & Leonard 1996は同じような結果を出した。が、エネルギーのコストは低くみられるが、エネルギーバジェットを考えた時には重要かもしれない(see Verhulst & Wiersma 1997、but also Chapell & Bachman 2002)。
beggingが適応度に与える影響に関するデータのない状態では、決め付けるのは難しい
近年の研究では成長に与える影響を考えている、これは適応度のコストのアイデアに合う(e.g. Kilner 2001Rodriguez-Girones et al. 2001b)。
しかし、一般的な結論を出すにはまだデータが少ない。
たとえばRodriguez-Girones et al. 2001bはmagpieの雛の成長に有意な影響を与えるとしたが、ring doveには与えないとした。一方でKilner 2001はcanaryの成長に有意な影響を与えるとした。

捕食者などを引き寄せるリスクの話に戻ると、Haskell 1994はプレイバックの声により捕食率が開放巣では上がるが穴巣では上がらないことを示した。一方で、Leech & Leonard 1997は両方のタイプに影響があることを示した(see also Dearborn 1999)。



Alternative Signaling Equilibria

The Possibility of Cost-Free Signaling

The Problem of Equilibrium Selection

Future Directions

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