[論文レビュー] A Theory for Gender Differences in Variability

Theodore P. Hill, Serge Tabachnikov|arXiv (Cornell University)|Mar 12, 2017

Evolution and Genetic Dynamics被引用数 2

ひとこと要約

本論文は、異性が選択的である場合、その反対側の性がより高い可変性を示すことが好まれるという選択的可変性理論を提唱する。正規分布および指数分布を用いたフィットネスの統計的・決定論的モデルを用いて、この理論は、選択的 mating preference が非選択的性の可変性を高める要因となり得ることを示しており、平均値の差を仮定しない古典的な男性の可変性が大きいという仮説のメカニズムを提示する。

ABSTRACT

A selectivity theory is proposed to help explain how one gender of a species might tend to evolve with greater variability than the other gender. Briefly, the theory says that if one sex is relatively selective, then more variable subpopulations of the opposite sex will tend to prevail over those with lesser variability; and conversely, if one sex is relatively non-selective, then less variable subpopulations of the opposite sex will tend to prevail over those with greater variability. This theory makes no assumptions about differences in means between the sexes, nor does it presume that one sex is selective and the other non-selective. Two mathematical models are presented: a statistical analysis using normally distributed fitness values, and a deterministic analysis using a standard system of coupled ordinary differential equations with exponentially distributed fitness levels. The theory is applied to the classical greater male variability hypothesis.

研究の動機と目的

• 種のうち一方の性が他方よりも高い可変性を示す理由を説明すること、特に男性の可変性が大きいという仮説の文脈で。
• 性の平均値の差を仮定しない理論的枠組みを構築すること。
• 選択的 mating 行動に焦点を当て、一方の性の選択的好みが、フィットネスに基づく選択を通じて、反対側の性のより可変なサブポピュレーションを好むメカニズムをモデル化すること。
• 確率的および決定論的アプローチを用いて、片方の性に可変性が増加するメカニズムを数学的に支持すること。

提案手法

• 正規分布したフィットネス値を用いた統計的モデルを開発し、選択的行動と mating 成功率における可変性の関係を分析する。
• 指数分布フィットネスを用いた、連立常微分方程式系を用いた決定論的モデルを構築し、選択的フィットネス分布下での集団動態を表現する。
• モデルは、一方の性の選択的 mating preference が、反対側の性の可変なサブポピュレーションとそうでないサブポピュレーションの進化的成功に与える影響をシミュレートする。
• フィットネス水準を指定された分布を持つ確率変数としてモデル化し、異なる選択的条件における長期的進化的結果を評価する。
• 女性が選択的である場合に男性の可変性が選択的に支持されるかどうかをテストすることで、この理論を男性の可変性が大きいという仮説に適用する。
• 選択の度合いやフィットネスの分散の違いを比較し、可変性がいつ増加に有利に働くかを特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 反対側の性が選択的である場合、どのような条件下で一方の性の可変性が進化的に有利になるか。
• RQ2 正規分布と指数分布という異なるフィットネス分布の仮定が、可変性の予測される進化的結果にどのように影響するか。
• RQ3 男性と女性の特徴に平均差がないと仮定しても、男性の可変性が大きいという仮説を説明できるか。
• RQ4 一方の性の相対的な選択的度合いが、他方の性の特徴の分散をどのように規定するか。
• RQ5 決定論的モデルと統計的モデルは、選択的 mating 条件下での可変性の進化をどのように一致して予測するか。

主な発見

• 理論は、一方の性が選択的である場合、特徴の平均値の差がなくても、反対側の性のより可変なサブポピュレーションが進化的に好まれることを示している。
• 正規分布フィットネスを用いた統計的モデルでは、非選択的性の可変性が高まると、反対側の性が選択的である場合に期待される mating 成功率が上昇する。
• 指数分布フィットネスを用いた決定論的モデルでは、選択的 mating preference が非選択的性の可変性の長期的増加を引き起こすことが示された。
• モデルは、女性の選択的行動によって男性の可変性が増加しうることを確認しており、古典的な男性の可変性が大きいという仮説を支持する。
• さまざまなフィットネス分布の仮定に対しても結果が頑健であるため、このメカニズムは多様な進化的条件下で一般化可能である。
• この理論は、遺伝的または発達的差を仮定せずとも、可変性の増加を説明する妥当なメカニズムを提供する。