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¿Por qué los trabajadores sesgarían la proporción de sexos hacia los trabajadores?

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Esta pregunta solicita una explicación sobre un tema, se da una interpretación de este tema. También se incluye una pregunta simplificada al final para quienes no deseen leer.

Tema
En el Self Gene de Richard Dawkins, se sugirió que los genes son las unidades fundamentales de la evolución.

En uno de los capítulos de este libro, se analizan animales como las hormigas. Se especifica que estos animales tienen las siguientes propiedades:

  • Viven en colonias formadas por obreras estériles y reinas reproductoras.
  • Las hormigas obreras poseen la mitad de los genes de su reina y la mitad de sus genes del rey, que no vive en la colonia porque murió después de fertilizar a la reina.
  • La reina produce "zánganos" masculinos, reyes potenciales para futuras colonias. Los drones son genéticamente idénticos a la reina.

Se sugiere la siguiente interacción: las hormigas obreras, al estar menos relacionadas con los drones que entre sí, manipularán la colonia para aumentar el número de trabajadores y reducir el número de drones presentes. Pueden hacer esto comiendo algunos drones antes de que nazcan.

La razón por la que los trabajadores hacen esto se explica e interpreta como tal: Los trabajadores desean producir más individuos que estén más estrechamente relacionados con ellos mismos; otros trabajadores están más estrechamente relacionados con un trabajador que un dron con ese trabajador; por lo tanto, el trabajador prefiere a otro trabajador a un dron.

Pregunta
El gen egoísta sugiere que los genes son las unidades fundamentales de la evolución, por lo tanto, un gen exitoso debe ser capaz de desplazar sus alelos al propagarse mejor.

Supongamos que el gen A incentiva el comportamiento de comedores de drones de los trabajadores, este gen a corto plazo y dentro de una colonia puede producir una mayor cantidad de su propia copia, pero todas estas copias están dentro de trabajadores estériles, ninguno de los cuales puede propagar el gen A .

Cuando la colonia que contiene el gen A genera zánganos y reinas potenciales, hay dos casos a considerar:

  1. El gen A está presente en los drones: si esto es cierto, al incentivar la matanza ocasional de drones por parte de los trabajadores, el gen A ha reducido el número de drones portadores del gen A, esto es perjudicial para el gen A. Cuando nacen los trabajadores de la nueva colonia, el gen A reduce el número de drones posiblemente no portadores del gen A y disminuye la fertilidad de la nueva colonia en general.
  2. El gen A está presente en la descendencia femenina: el gen A disminuye la fertilidad de la nueva reina, lo que la hace producir menos zánganos portadores del gen A, esto es nuevamente perjudicial.

Hasta ahora, el gen A ha demostrado ser a menudo perjudicial para sí mismo al restringir el número de individuos reproductores que pueden portarlo. En términos de competencia, el gen A puede dañar sus alelos cuando la reina porta el alelo y el rey porta el gen A, pero esto dejará de ser beneficioso cuando el número del gen A y el número de sus alelos lleguen a 1: 1. relación, ya que después de ese punto, la probabilidad de daño es igual para ambos.

Entonces, ¿por qué el comportamiento de matar drones todavía se exhibe en animales como las hormigas?

Pregunta simplificada
Las hormigas obreras a veces matan hormigas macho en su colonia porque están menos relacionadas con las hormigas obreras que estas últimas entre sí. Dado que las hormigas obreras no pueden reproducirse, ¿por qué se preocupan por la cantidad de parientes cercanos que tampoco pueden reproducirse?


Estimación de la proporción de sexos de la población

John R. Skalski,. Joshua J. Millspaugh, en Demografía de la vida silvestre, 2005

3.5 Resumen

Las proporciones de sexos se encuentran entre los parámetros demográficos más básicos y proporcionan una indicación tanto de la supervivencia relativa de hembras y machos como del potencial reproductivo futuro de una población. La proporción de sexos observada es una consecuencia de la selección natural de los sexos y cualquier efecto antropogénico de la cosecha. Esto permite a los administradores de vida silvestre regular las cosechas de animales para tratar de mantener las proporciones de sexos deseadas. Por el contrario, al monitorear la proporción de sexos, los administradores de vida silvestre pueden evaluar cómo las regulaciones de captura pueden estar influyendo en las tasas de mortalidad relativa de los segmentos masculinos y femeninos de una población.

En este capítulo, se abordaron dos enfoques generales para estimar la proporción de sexos (Fig. 3.3). El enfoque más general utilizó observaciones de campo directas para estimar la proporción de sexos de la población. Se utilizaron métodos de muestreo finito para estimar estas proporciones en una variedad de escenarios. La elección entre estos métodos debe comenzar con la estructura y naturaleza de la población bajo investigación. Las especies que forman agregados o manadas deben ser estudiadas de manera diferente a las poblaciones de individuos solitarios. Por tanto, se presentaron técnicas de muestreo por conglomerados. Es posible que haya probabilidades de detección desiguales cuando se realizan recuentos visuales de animales. Esta consideración es importante cuando se espera que las probabilidades de detectar agregaciones de animales de diferentes tamaños sean una función del tamaño del grupo. La ventaja de los métodos de estimación directa para calcular las proporciones de sexos es que no se requieren suposiciones sobre la dinámica de la población en estudio. En cambio, la adherencia a los principios del muestreo probabilístico es todo lo que se necesita para asegurar una estimación confiable de las proporciones de sexos de la población. Aunque fácilmente se dice, la validez del estudio demográfico se basa totalmente en el diseño y la realización de la encuesta por muestreo.

Figura 3.3. Árbol de decisión para los métodos de estimación de la proporción de sexos. Las ecuaciones con sombreado tienen los correspondientes cálculos de tamaño de muestra disponibles.

Los métodos indirectos para estimar la proporción de sexos de la población (ver Fig. 3.3), por otro lado, son analíticamente simples pero dependen en gran medida de la dinámica supuesta de la población. Utilizando tasas de supervivencia específicas por sexo, la proporción de sexos de la población se puede estimar asumiendo una población estable y estacionaria. Estos métodos indirectos pueden verse de manera más realista como proyecciones más que como técnicas de estimación. Dados los valores de supervivencia específicos del sexo, los métodos indirectos proyectan la proporción de sexos a largo plazo de una población en condiciones estables y estacionarias. No obstante, estas proyecciones pueden tener valor. En primer lugar, se pueden utilizar como estimaciones preliminares para el modelado demográfico hasta que estén disponibles los resultados del muestreo de campo empírico. En segundo lugar, las proyecciones brindan una perspectiva a largo plazo de la población en caso de que persistan las prácticas de manejo actuales. Y finalmente, una comparación de proyecciones con estimaciones empíricamente basadas en la proporción de sexos puede proporcionar una indicación de una población que no está en equilibrio consigo misma y predecir cambios demográficos aún por venir.

La información sobre las proporciones de edad y sexo se utilizará en los capítulos siguientes para estimar la abundancia y la productividad de la población. Los métodos de cambio de razón proporcionarán un medio útil y conveniente para convertir los cambios en las razones demográficas en estimaciones de parámetros demográficos. Los métodos de reconstrucción de la población también utilizarán proporciones de sexo y edad para estimar la abundancia de juveniles o hembras adultas a partir de estimaciones de la abundancia de machos adultos.


Las proporciones de sexos sesgadas predicen más promiscuidad, poligamia y 'divorcio' en las aves

Las aves en poblaciones dominadas por hembras tienen más probabilidades de abandonar y 'divorciarse' de sus parejas, mientras que la promiscuidad aumenta en entornos predominantemente masculinos, según una nueva investigación.

Un estudio conjunto de la Universidad de Sheffield y la Universidad de Bath brinda la primera prueba concluyente de que las tasas de divorcio e infidelidad en las aves se ven afectadas por la proporción de sexos adultos de la población en la que viven, una teoría previamente descartada por los biólogos.

El estudio, que examinó el comportamiento de unión y apareamiento de la pareja de 197 especies diferentes de aves, encontró que la tasa de divorcio era mayor en las especies con una proporción de sexos sesgada por las hembras.

Sin embargo, cuando el número de machos superaba a las hembras, la frecuencia de apareamiento extra-pareja aumentó en las aves socialmente monógamas.

La investigación financiada por Marie Curie, publicada en la revista Biología actual, También se encontró que ambos sexos eran más polígamos cuando la proporción se inclinaba hacia el sexo opuesto.

El profesor Andr & aacutes Liker, becario de investigación Marie Curie en la Universidad de Sheffield durante el estudio, dijo: "Si hay más de un sexo que de otro, los miembros del sexo más raro tienen una mayor probabilidad de conseguir una nueva pareja para la reproducción que los miembros del sexo común.

"Básicamente, el sexo más raro tiene más oportunidades de 'jugar en el campo' y engañar a la pareja o irse a favor de una nueva pareja.

"Muchos animales forman parejas para aparearse y luego cuidar de la descendencia. Sin embargo, tanto en los animales como en los humanos, las parejas pueden no ser permanentes: el divorcio y la infidelidad son muy comunes".

El profesor Tam & aacutes Sz & eacutekely, del Laboratorio de Biodiversidad de la Universidad de Bath, dijo que los investigadores estaban interesados ​​en observar que ambos sexos "juegan el juego".

"Si hay muchos miembros no emparejados del sexo opuesto, hay más oportunidades para que el sexo más raro atraiga a varias parejas", agregó.

"Descubrimos que un sesgo femenino en la proporción de sexos desestabiliza el sistema de vínculo de pareja, aunque no está claro si esto se debe a que muchas hembras no emparejadas alejan a los machos de su pareja o si el macho, dada una mayor elección de parejas, decide para cambiar de pareja con más frecuencia.

"También encontramos que el apareamiento extra-pareja era más común cuando había más machos que hembras; esto podría deberse a que las hembras 'compran' cuando tienen más machos para elegir, o puede ser que haya más violaciones por parte de machos incapaces de conseguir una pareja permanente.

"Las proporciones de sexo sesgadas pueden desestabilizar los lazos de pareja y aumentar la infidelidad conyugal, aunque la relevancia de estos hallazgos para otras especies debe ser probada a fondo".

El profesor Robert Freckleton, del Departamento de Ciencias Animales y Vegetales de la Universidad de Sheffield, dijo que se debería estudiar más a fondo el papel que juega la proporción de sexos en el comportamiento de apareamiento humano.

Añadió: "Sorprendentemente, algunos de nuestros resultados en aves tienen sorprendentes paralelos en las sociedades humanas; por ejemplo, la frecuencia de divorcios está relacionada con la proporción de sexos en algunas sociedades humanas de la misma manera.

"Estos resultados sugieren que la proporción de sexos de los adultos puede tener un papel importante en la configuración del comportamiento de apareamiento en una amplia gama de organismos, y merecen más investigaciones tanto en humanos como en animales no humanos".


Materiales y métodos

Animales

Los experimentos abarcaron un período de siete años, y todos los lémures ratón utilizados en este estudio (156 machos y 156 hembras) nacieron en la colonia reproductora establecida en Brunoy (Francia, plataforma IBISA, acuerdo E91.114.1, DDPP Essonne) de una población capturado originalmente cerca de la costa sur de Madagascar hace cincuenta años. Las condiciones de cautiverio se mantuvieron constantes con respecto a la temperatura ambiente (24-26 ° C) y la higrometría (55-60%). Los animales fueron alimentados ad libitum con una dieta estandarizada, que incluye frutas frescas, una mezcla casera y gusanos de la harina. Para asegurar los ritmos reproductivos estacionales, los animales se expusieron rutinariamente a un ciclo fotoperiódico artificial que consistía en 6 meses de fotoperiodo similar al verano (14 h de luz / día) seguido de 6 meses de fotoperiodo similar al invierno (10 h de luz / día). El comienzo de la temporada de reproducción fue inducido por la exposición a días largos [51].

Diseño experimental

Excepto durante los experimentos, los machos y las hembras se mantuvieron en grupos de un solo sexo de 2-3 animales por jaula. Al inicio de la temporada de cría inducida por los largos días, se constituyeron grupos de 3 machos y 3 hembras cada uno y se mantuvieron en jaulas (180x150x120 cm) con muchos soportes de madera y varias cajas nido. Tanto los machos como las hembras se pesaron antes del período de observación y se eligieron de modo que los individuos dentro de un grupo no estuvieran estrechamente relacionados (parentesco de primer orden, como parentesco de hermanos completos). Dentro de un grupo, los hombres y las mujeres tenían una masa corporal similar (diferencia promedio de 9.5 ± 3 g) y edad (diferencia promedio de 0.2 ± 0.1 años). Todo el estro se produjo de forma sincrónica en un período de 10 días, y los comportamientos individuales (interacción agonística y sexual) dentro de cada grupo se grabaron en vídeo utilizando una cámara de infrarrojos (MediaZoomIR1 AXOS, Francia) durante las primeras 6 horas de actividad nocturna [49, 44, 52 ]. Las determinaciones genéticas de la paternidad demuestran una relación muy sólida entre el rango de un hombre y su éxito reproductivo [49]. En consecuencia, se calculó un índice de dominancia masculina basado en los resultados de interacciones agresivas ganadas (w) o perdidas (l) durante el período de observación total utilizando la fórmula (w-l) / (w + l). En cada grupo, los machos se clasificaron de acuerdo con el valor decreciente del índice de dominancia de +1 para un macho cuyas interacciones agonísticas siempre fueron exitosas (α) a -1 para un macho que nunca inició peleas y siempre fue perseguido por los otros dos machos. (γ). Este índice de dominancia [49, 50] que evalúa un rango para cada macho en un grupo permite la comparación de animales que viven en diferentes grupos sociales. Para las hembras, no se pudo detectar un rango social claro debido a las interacciones agonísticas muy bajas entre ellas durante el corto período de apareamiento.

Para los hombres, inmediatamente antes del período de observación, se extrajo una muestra de sangre (100 μl) a través de la vena safena sin anestesia 4 h antes de la noche. La muestra se centrifugó inmediatamente y se almacenó a –20 ° C hasta su análisis. La testosterona plasmática se midió por duplicado utilizando un inmunoenzimoensayo ELISA (RE52041 IBL, Hamburgo, Alemania), utilizando un método previamente descrito [53]. El coeficiente medio de variación intraensayo fue del 4,9% y el coeficiente medio de variación interensayo fue del 3,7%.

Después de la aparición del estro, las hembras se retiraron del grupo, se aislaron y se comprobó la gestación 3 semanas después. Al nacer, se registró el tamaño y la proporción de sexos de la camada. Según el sexo de cada recién nacido producido (M = macho, F = hembra visualmente distinto del nacimiento), el tipo de camada se definió como bien equilibrado para las camadas MF, MMFF, sesgado por los machos para las camadas M, MM, MMF y MMM. y predispuesta a las hembras para las camadas F, FF, FFM y FFF.

Análisis estadístico

Los datos se presentan como la media ± SEM. Para cada grupo, se calcularon las medias de la masa corporal y la edad tanto para hombres como para mujeres. Además, se analizaron los niveles medios de testosterona por grupo, la paridad femenina media y el número total de descendientes producidos por grupo. Los análisis estadísticos incluyeron análisis de varianza multidireccional o análisis de covarianza con la masa corporal o la edad. También se utilizaron pruebas no paramétricas de diferencia de medias según la normalidad de los datos y correlaciones lineales entre parámetros. La variación entre grupos con respecto a la edad, la masa corporal tanto en machos como en hembras, el valor de testosterona, el rango de dominancia y el número y sexo de la descendencia producida se analizó utilizando un análisis de componentes principales a escala centrada (N = 52 grupos) calculado en R utilizando el paquete 'FactorminR' 1.28. Para el análisis estadístico de las proporciones de sexos, comparamos las proporciones de camadas en las que predominaban los bebés de un sexo (con prejuicios masculinos o femeninos), independientemente del tamaño de la camada, con las de camadas bien equilibradas.

Declaración de Ética

Nos adherimos a las Directrices para el tratamiento de los animales en la investigación y la enseñanza del comportamiento [54] y los requisitos legales del país (Francia) en el que se llevó a cabo el trabajo. Todos los resultados de este estudio no corresponden a procedimientos experimentales, sino que provienen de la explotación de los datos reproductivos recopilados en la población cautiva de lémures ratones a largo plazo mantenidos con fines científicos. Esta colonia se establece bajo la autorización de la Direction Départementale de Protection des Populations (DDPP / 022-E91-114-1) y está afiliado a Ethical Comity Cuvier (C2EA 68). Todos los procedimientos para criar lémures ratón se llevan a cabo de acuerdo con la Directiva del Consejo de las Comunidades Europeas (86/609 / EEC) y son realizados por criadores de animales autorizados entregados por los Servicios Veterinarios Departamentales (Directiva 2010/63 / UE - Certificado de capacidad Préfecture de l’Essonne, 03/04/1995). Específicamente para la reproducción, las condiciones de alojamiento permiten a los animales expresar todo su locomoción y repertorio sexual. Se proporcionan varias cajas nido para que los animales puedan escapar de las interacciones agonísticas de sus congéneres, y una persecución o una pelea se detiene inmediatamente cuando el animal perseguido entra en una caja nido. Ninguno de los animales utilizados en este estudio resultó herido, y en la colonia, los grupos heterosexuales estaban restringidos en el tiempo a los pocos días de celo femenino. Por último, no hay anestesia, eutanasia o sacrificio de animales como parte de este estudio.


III. LECCIONES PARA EMPIRISTAS Y PARA TEÓRICOS QUE ESCRIBEN PARA ELLOS

Nuestro enfoque principal ha sido resaltar las lagunas poco estudiadas en el trabajo teórico, pero también se puede preguntar cómo debería reaccionar un empirista a los mensajes existentes, así como a las lagunas conocidas. Creemos que sería contraproducente en esta etapa producir una lista de predicciones sencillas (y mucho menos unidireccionales), ya que el peligro es que se puedan realizar nuevas pruebas empíricas sin el arduo trabajo que conlleva la comprensión de la justificación teórica subyacente. Por lo tanto, en lugar de eso, destacamos algunos de los problemas que ha identificado nuestra revisión.

En primer lugar, la argumentación "Greenwoodiana", en la que los efectos directos de la aptitud (qué sexo sufre más por tener que moverse) tienen un papel principal, es muy popular. Sin embargo, a menudo se presume la importancia de la familiaridad con el hábitat natal como determinante de las posibilidades de adquirir una posición de reproducción, en lugar de comprobarse directamente, que la familiaridad también se puede adquirir con el tiempo a través del comportamiento de prospección, y esto no tiene por qué suceder en el futuro. el sitio natal (Delgado et al., 2014). No conocemos intentos directos de estimar la competitividad relativa de los inmigrantes versus individuos filopátricos (p. ej. aMETRO y aF en los modelos de Perrin y Mazalov, 1999), lo que probablemente requiera estandarizar todas las condiciones corporales, ya que pueden covariar con la decisión de permanecer versus dispersarse (o la capacidad de resistir el desalojo). Además, la dispersión sesgada por el sexo está sorprendentemente mal vinculada a la extensa literatura sobre los efectos de la residencia previa [Stake, 2004 Strassmann & Queller, 2014; ver Tabla A1 en Kokko, López-Sepulcre & Morrell, 2006 para ejemplos empíricos], aunque la conexión es claro: emigrar significa perder el acceso prioritario a un recurso, si este efecto existe. Las pruebas, por supuesto, son difíciles de realizar si un sexo se dispersa habitualmente, o si no se permite que los individuos se queden en casa pero son expulsados, aunque los experimentos de eliminación de competidores o padres pueden arrojar luz sobre el éxito relativo.

En segundo lugar, las interacciones sociales basadas en el parentesco y la evitación de la endogamia (versus tolerancia) son temas de estudio empírico populares, pero no han desarrollado sus vínculos con la teoría de la dispersión sesgada por el sexo, a pesar de que estos aspectos están bien representados en esta teoría, como hemos mostrado anteriormente [sin embargo, existe un descargo de responsabilidad: nuestro alcance orientado teóricamente no nos permite cubrir el trabajo empírico existente con gran detalle, remitimos a los lectores a Mabry et al., 2013 y Trochet et al., 2016]. Sospechamos que la falta de contacto entre subcampos se debe en parte a los desafíos planteados por el 'fantasma del pasado de la competencia': la dispersión puede evolucionar para aliviar la competencia entre parientes hasta tal punto que la competencia parece no ser un problema que un organismo deba tener. tratar (ver la Sección II.2a). Este no es solo un desafío conceptual, sino que tiene implicaciones directas sobre lo que se puede lograr en la investigación empírica. La dispersión evita inevitablemente que los emigrantes interactúen con sus parientes filopátricos y, por lo tanto, algunas de las preguntas son de naturaleza "¿qué pasaría si?". Como ejemplo: ¿qué tan fuerte habría sido el efecto de aptitud (quizás negativo), si el individuo en cuestión se hubiera quedado y hubiera continuado interactuando (y apareándose) con los lugareños? Esta puede ser una línea de investigación empírica menos atractiva que observar las interacciones actuales que tienen lugar. Aún así, las preguntas de "qué pasaría si" son el pan y la mantequilla de las manipulaciones experimentales. Tales manipulaciones y / o estudios de poblaciones bajo la fragmentación reciente del hábitat podrían ayudar a abordar lo que sucedería con la aptitud si la dispersión se restringiera a una escala más pequeña de la que opera actualmente. Uno puede esperar ver más trabajo realizado sobre la cuantificación de la competencia por recursos y parejas, no solo con respecto a la aptitud esperada sino también su varianza, y sin olvidar la posibilidad de competencia intersexual por recursos de interés para ambos sexos simultáneamente.

Finalmente, ¿qué deberían hacer los teóricos cuando escriban de una manera que los empiristas (y por lo tanto la ciencia en su conjunto) se beneficien? Si bien un empirista podría desear una tabla sencilla con "suposiciones a la izquierda y patrones predichos a la derecha", muchas predicciones no son unidireccionales y, como muestra nuestra revisión, los resultados a menudo presentan una combinación de varios efectos. Si bien es fácil para un teórico "apagar" los mecanismos para que no funcionen (consulte la Sección II.2 para ver ejemplos de cómo bloquear la selección de parentesco), el trabajo experimental además tiene que distinguir entre respuestas plásticas a entornos experimentales (por ejemplo, Mishra et al., 2018 Van Petegem et al., 2018) y los resultados evolutivos a largo plazo, incluido el potencial de inercia filogenética (Mabry et al., 2013 Trochet et al., 2016). Los artículos teóricos se vuelven más útiles si establecen claramente los patrones esperados que validarían (o falsificarían) las ideas presentadas, y la comunicación mejoraría si los resultados del modelo idealizado se discutieran con las características desordenadas de la vida real. Por ejemplo, algunos modelos predicen la filopatría completa de un sexo si la evitación de la endogamia es la única razón para dispersarse, pero también sabemos que las perspectivas a largo plazo de una población donde las hembras nunca se dispersan son malas, esto no hace que un modelo sea inútil, pero su La interpretación requiere una comprensión de cómo se debe interpretar la predicción de la filopatría en la vida real. Un diálogo adecuado entre la teoría y el trabajo empírico combinará, idealmente, diferentes ángulos de experiencia para derivar expectativas cuando los sistemas reales incorporen múltiples impulsores, sin caer en el pozo opuesto de decir "todo interactúa con todo, por lo que renunciamos a intentar hacer predicciones".


Los científicos están dispuestos a evitar sesgos de cualquier tipo porque amenazan los ideales científicos como la objetividad, la transparencia y la racionalidad. La comunidad científica ha realizado esfuerzos sustanciales para detectar, explicar y examinar críticamente diferentes tipos de sesgos (Sackett, 1979 Ioannidis, 2005 Ioannidis, 2018 Macleod et al., 2015). Un ejemplo de esto es el catálogo de todos los sesgos que afectan la evidencia médica compilado por el Centro de Medicina Basada en Evidencia de la Universidad de Oxford (catalogueofbias.org). Dicha conciencia se considera comúnmente como un paso crucial para hacer que la ciencia sea objetiva, transparente y libre de sesgos.

Sin embargo, existe una excepción a esta regla, que llamamos "sesgo filosófico". Estos son Basic Iimplícito asuposiciones en sciencia sobre cómo es el mundo (ontología), qué podemos saber sobre él (epistemología) o cómo se debe practicar la ciencia (normas). Como veremos, los sesgos filosóficos influyen, justifican y posibilitan la práctica científica: en resumen, son una parte integral de la ciencia.

Los supuestos filosóficos básicos cuentan como sesgos porque sesgan el desarrollo de hipótesis, el diseño de experimentos, la evaluación de la evidencia y la interpretación de los resultados en direcciones específicas. En nuestra propia investigación, analizamos los sesgos relacionados con los supuestos ontológicos, epistemológicos y normativos sobre la causalidad, la probabilidad y la complejidad. Para dar un ejemplo relacionado con la causalidad: al elegir un método científico para establecer una relación causal entre alguna condición médica y un virus, primero se debe tener una idea de qué es la causalidad. Esta es una parte de la ciencia que no se puede descubrir empíricamente, pero que se asume tácitamente en la metodología y la práctica científicas.

Ejemplos de sesgo filosófico

Hacer ciencia sin hacer suposiciones filosóficas básicas es imposible. Pero, ¿son todos los supuestos filosóficos sesgos? No. A veces, estos supuestos son elegidos deliberada y explícitamente por el científico, y se utilizan como premisas auxiliares con fines teóricos. Por ejemplo, uno podría adoptar una suposición filosófica como el determinismo para hacer que un determinado modelo funcione. El determinismo es la suposición de que, dado un conjunto de condiciones iniciales, solo hay un resultado posible. Por ejemplo, podríamos construir un modelo de crecimiento de la población que asuma que el crecimiento está completamente determinado por la densidad de población inicial: cualquier desviación de las predicciones de este modelo podría, por lo tanto, tomarse como evidencia de que factores distintos de las condiciones iniciales tienen influencia. sobre el crecimiento de la población (Higgins et al., 1997). Entonces, incluso si uno no cree que el determinismo o alguna otra suposición filosófica sea verdadera en todas las situaciones, hacer tal suposición todavía puede tener un propósito.

Cuando las premisas filosóficas se eligen explícita y deliberadamente de esta manera, no las llamaríamos "sesgos". En la mayoría de los casos, sin embargo, los científicos desconocen estos supuestos y cómo influyen en la investigación. Cuando una premisa filosófica se acepta implícitamente en nuestras teorías y métodos, se convierte en un sesgo filosófico. ¿Cómo afecta esto a las ciencias de la vida?

Los sesgos filosóficos se adquieren típicamente de la educación científica, la práctica profesional u otras tradiciones disciplinarias que definen un paradigma científico. Esta es la razón por la que los científicos con diferentes antecedentes pueden adoptar diferentes sesgos filosóficos. La biología, por ejemplo, se ocupa tanto de entidades como de procesos (Nicholson y Dupré, 2018). La suposición ontológica estándar es que las entidades (como las proteínas) son más fundamentales que los procesos, y que los procesos son producidos por entidades que interactúan. Los biólogos moleculares tradicionalmente han tomado esto como la posición predeterminada. La capacidad de las entidades, como las proteínas, para interactuar entre sí está determinada por su estructura química, por lo que para comprender los procesos (como las interacciones entre proteínas), debemos comprender las entidades en sí mismas en detalle.

Hacer ciencia sin hacer suposiciones filosóficas básicas es imposible. Pero, ¿son todos los supuestos filosóficos sesgos?

Sin embargo, algunos científicos opinan que los procesos son más fundamentales que las entidades (Guttinger, 2018). Desde este punto de vista, se entiende que las entidades son el resultado de procesos que son estables durante un período de tiempo, y la mejor manera de entender el comportamiento de una entidad es estudiar las relaciones que tiene con otras entidades, más que su estructura interna. Los ecologistas tienden a adoptar este punto de vista, pensando en términos de sistemas en los que las propiedades de los individuos y las especies están determinadas por sus relaciones entre sí y con su entorno.

La tensión entre estas dos posiciones ontológicas no es un punto puramente filosófico o abstracto, puede tener consecuencias prácticas. Los ecologistas y biólogos moleculares, por ejemplo, tenían diferentes puntos de vista sobre los cultivos transgénicos en los primeros debates sobre su seguridad: los ecologistas se centraban en la imprevisibilidad de los efectos ambientales causados ​​por los cultivos transgénicos y no tenían opiniones firmes sobre las similitudes y diferencias entre los cultivos transgénicos y los cultivos convencionales. Los biólogos moleculares, por otro lado, enfatizaron la equivalencia fundamental entre los cultivos transgénicos y los cultivos convencionales, al tiempo que descartaron las cuestiones relacionadas con la previsibilidad de los efectos ambientales (Kvakkestad et al., 2007). Dos de los autores presentes (ER y FA) han estudiado un choque similar de sesgos filosóficos en el debate sobre la seguridad de las plantas transgénicas apiladas (es decir, plantas en las que se aplican técnicas de mejoramiento convencionales a las plantas transgénicas Rocca y Andersen, 2017). Una escuela de pensamiento consideró la nueva planta como un híbrido convencional y argumentó que, en la mayoría de los casos, se puede deducir la seguridad de la nueva planta a partir del conocimiento de la seguridad de sus plantas transgénicas parentales. Esto significa pensar en la complejidad como varias combinaciones de partes inmutables. La otra escuela, sin embargo, argumentó que no se puede deducir la seguridad de la nueva planta a partir de la seguridad de las plantas transgénicas parentales. Aquí, la complejidad se considera un asunto emergente donde las partes pierden sus propiedades e identidad en el proceso de interacción.

Es fundamental que los responsables de la toma de decisiones (como los gobiernos y las agencias reguladoras) sean conscientes de estos aspectos no empíricos de la ciencia al introducir leyes y reglamentos en áreas controvertidas.

Debates filosóficos en ciencia y medicina

¿Los científicos suelen preocuparse por los sesgos filosóficos? En La estructura de las revoluciones científicas Thomas Kuhn introdujo la idea de paradigmas y cambios de paradigma en la ciencia. Dentro de un paradigma científico, existe un consenso general entre los investigadores sobre las principales teorías, conceptos centrales, preguntas de investigación relevantes, procedimientos de investigación estándar y mecanismos básicos. Kuhn llamó a esta fase "ciencia normal" y argumentó que el papel del científico era llenar los vacíos en nuestro conocimiento dentro del paradigma. Por lo tanto, en tiempos de ciencia normal, hay poca necesidad o interés en discusiones filosóficas sobre los fundamentos de un tema. Sin embargo, según Kuhn, cuando los científicos comienzan a participar en debates filosóficos sobre su tema, un cambio de paradigma podría ser inminente (Kuhn, 1962). El ejemplo más famoso de un cambio de paradigma es probablemente el surgimiento de la teoría cuántica en la física, que desafió los supuestos básicos sobre la naturaleza de la causalidad, el tiempo, el espacio y el determinismo. Los debates filosóficos entre Einstein, Bohr y otros tuvieron un papel central en el desarrollo de la teoría cuántica.

Normalmente, la conciencia es el primer paso para superar algún tipo de sesgo. Sin embargo, esto no funciona en el caso de sesgos filosóficos.

Debates filosóficos en curso en medicina sobre una serie de temas, como enfoques para informar decisiones médicas, modelos para comprender la salud y la enfermedad, y normas científicas para recopilar conocimientos médicos (Greenhalgh et al., 2014 Loughlin et al., 2018 Anjum y Mumford, 2018) - podría indicar que hay una crisis paradigmática. Una discusión es sobre el modelo biomédico de salud y enfermedad, que ha sido una visión dominante en la medicina durante muchas décadas. Los críticos de este modelo han argumentado que es de naturaleza reduccionista, lo que significa que las causas médicas y las explicaciones médicamente relevantes se limitan al nivel físico, ignorando así la influencia causal de los factores psicológicos, sociales y otros de nivel superior en la biología humana (Engel, 1977). ).

Otro debate filosófico en medicina se refiere a los ensayos controlados aleatorios (ECA) y su estado asumido como el estándar de oro para establecer la causalidad. En un ECA, se entiende que una intervención es causal si los resultados para el grupo de prueba (el grupo que recibe la intervención) y los resultados para el grupo de control son diferentes de manera estadísticamente significativa. De acuerdo con las normas de la medicina basada en la evidencia, los resultados de los ECA deberían guiar las decisiones clínicas sobre pacientes individuales (Howick, 2011). However, this immediately leads to a tension between the public health perspective, where health advice is given at the level of populations, and the clinical perspective, where health advice is given to individual patients. It could be argued that treating a patient on the basis of what works best for a group is an example of the ecological fallacy that is, of inferring from group to individual. However, this inference is valid under a philosophical assumption called frequentism, according to which individual propensities are derived from statistical frequencies. In this way, tensions in medical thinking and practice can have their origins in ontological, epistemological and normative biases.

Should science aim to overcome philosophical biases?

Normally, awareness is the first step towards overcoming some form of bias. However, this does not work in the case of philosophical biases. We saw that basic assumptions are fundamental premises for science. They represent the lens through which we see new information. So even when these assumptions are explicated and challenged, all we can do is replace them with alternative biases. In denying dualism, reductionism or determinism, for instance, one still has to adopt an alternative, such as holism, emergence or indeterminism. Why should scientists inconvenience themselves with this process?

First, explicating philosophical biases is useful because it reveals competing perspectives (Douglas, 2000). This is crucial for scientific progress. Moreover, it also stops science from becoming a dogmatic enterprise. For instance, the health hazard from exposure to complex chemical mixtures, such as petroleum, has traditionally been calculated by grouping its components in fractions with similar chemical properties and, therefore, similar intrinsic toxicity and bioavailability. Each fraction is assigned a 'reference dose', which is the maximum dose considered safe (based on laboratory experiments and short-term monitoring after previous oil spills), and a mathematical formula is then used to combine the reference doses for each fraction and predict the health hazard from the mixture (Vorhees and Butler, 1999).

However, this approach to calculating health hazards is basically a form of reductionism (Hohwy and Kallestrup, 2008) because it is based on breaking down a chemical mixture into smaller parts, analyzing these parts in isolation, and then recombining them. This approach was considered for a long time the most scientifically reliable, but more recently the assumption that the most reductionist methodologies are also the most scientifically reliable has been questioned (Peterson et al., 2003). A competing assumption is that new hazards emerge at the level of the whole that cannot be found by studying its parts: this means that interactions between the parts can lead to changes within the parts themselves, and also to changes of the whole (Anjum and Mumford, 2017). This latter approach, based on philosophical assumptions different to those that underpin the traditional approach, led to a form of hazard prediction called ecosystem-based toxicology (Peterson et al., 2003).

Second, philosophical biases can influence the evaluation of scientific results, especially when the biases are epistemological in nature. Given the same evidence, some scientists might consider reliability, or internal validity, as the most important epistemic quality. Generally, these scientists require evidence from RCTs, where confounding factors are strictly controlled, in order to claim causation, and they tend to be skeptical about epidemiological evidence (Allmers et al., 2009). Other scientists might prefer to have converging evidence from more than one type of method, such as a combination of epidemiological evidence, a dose-response relationship and a plausible mechanisms (Osimani and Mignini, 2015). And still, other scientists might emphasize external validity, with evidence from a representative sample of relevant cases, plus evidence of a causal mechanism, being sufficient to establish causation (Anjum and Rocca, 2018 Hicks, 2015 Edwards, 2018). Scientists supporting any one of these stances should ideally be able to argue for why their epistemological bias should be considered superior. Awareness of the bias is a necessary premise for any such argument.

We need to talk about science and philosophy

What can be done to facilitate and encourage debate about philosophical biases in science? Recognizing philosophical biases is a good starting point, but the responsibility for this cannot be left to the individual scientists. Instead, we need to develop a culture in the scientific community for critically discussing conceptual and meta-empirical issues: this should involve universities, research institutes and journals. Philosophers of science should contribute to this process by working to engage with students and researchers in discussions about the philosophical foundation of scientific norms, methods and practices.

At our own institute, the NMBU Centre for Applied Philosophy of Science in Norway, we find that students and researchers become interested in discussing these matters once they are made aware of them. The Norwegian higher education system has a long tradition of mandatory training in the philosophy of science for Masters and PhD students, and Polish universities are famous for the rigorous scientific training received by philosophy of science students. These initiatives point in the direction that we want to see: philosophically informed scientists and scientifically informed philosophers of science who are prepared to debate with each other on topics that are highly relevant to both.


Critique of the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis

The facts that queens in monogynous and polygynous ant species show, respectively, claustral and nonclaustral colony foundation, and that this difference explains the relatively larger queens found in monogynous ants, are well established and not disputed (e.g. Cronin et al., 2013). The facts that in most ant species both queens and males mate once or at most a few times, with multiple mating in both sexes occurring but being relatively rare, are likewise not disputed (Bourke & Franks, 1995 Strassmann, 2001 Boomsma et al., 2005). What is disputed is the conclusion drawn from these facts by the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis. The hypothesis has several flaws:

Contradicts Fisher's (1930) sex ratio theory

In the present case, this condition is therefore 1/C = X, from which, if costs are equal (i.e. if C = 1), X = 1. In short, as is well known, the stable sex ratio in this case is 1 : 1 and both sexes have equal mating success (of 1 unit). There are no terms for the mating frequencies of the sexes in the Fisherian condition. A numerical example shows why. Say that in the above case each female mated once and each male could mate 10 times. Take any set of 10 females and assume each is mated. As all 10 matings could have been gained by one male, nine of every 10 males could be unmated. Nonetheless, because 1 in 10 males would mate 10 times, male mating success would equal ((1 × 10) + (9 × 0))/10 = 1 and hence would be unchanged. Thus, the Fisherian sex ratio is stable even if many males (in this case 90%) never mate and represent ‘waste’. In this example, according to the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis, natural selection would produce a numerical sex ratio of 10 : 1 females : males to avoid such ‘waste’. However, this sex ratio would not be stable. If female mating success equalled 1 unit, male mating success would equal 10 units, and so mothers would be selected to overproduce males, driving the population sex ratio back to the 1 : 1 equilibrium.

Correspondingly, if in the starting example the numerical sex ratio were 1 : 1, this would be stable only for the case of C = 1, regardless of mating frequency. If the cost ratio were not 1, then the Fisherian condition would not be satisfied, as the fitness return from females would be 1/C and that from males would be 1. For example, with C = 2, mothers would be selected to overproduce males until the stable numerical sex ratio of 1 : 2 females : males was reached. Note that, at this equilibrium, 50% of the males would be unmated. Therefore, the Wilson–Nowak hypothesis contradicts Fisher's ( 1930 ) sex ratio theory even for the case of nonsocial organisms. Overall, from Fisher's theory, the ratio of mating successes is set by the relative numbers of females and males in the population-wide mating pool and not by the mating frequency of either sex (Trivers, 1985 Bourke & Franks, 1995 ). It follows that there is no selection to maximize the proportion of individuals mated. Consistent with this insight, there are many examples in nature, including in the eusocial Hymenoptera, where more males are produced than can ever achieve a mating. For instance, in the honeybee (Apis mellifera), the numerical sex ratio is very highly male biased and most males die never having mated (Winston, 1987 ).

Fisher's logic can now be applied to the case of monogynous ants. Because the stable sex ratio for the queen is the same as for a nonsocial mother, the sex ratio predicted in monogynous ants by the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis (1 : 1 numerical sex ratio with C > 1) would not be an equilibrium for the queen. The Fisherian condition for the queen would be 1/C = 1, which can only be satisfied when C = 1, contradicting the assumption of C > 1. A 1 : 1 numerical sex ratio could be an equilibrium for the workers, if C = 3. Then, the Fisherian condition for workers would be 0.75 × 1/3 = 0.25 × 1, with 0.75 and 0.25 being workers’ relatednesses to females (sisters) and males (brothers), respectively, and so would be satisfied. But, as Trivers & Hare ( 1976 ) showed, the stable sex ratios for the queen and workers would differ, negating the assumption of the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis that both parties favour the same equilibrium. In sum, the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis is a direct contradiction of the long-standing game-theoretical logic of Fisher's ( 1930 ) sex ratio theory in both nonsocial and social taxa.

Fails to explain split sex ratios

Both inclusive fitness theory and the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis predict female-biased population sex investment ratios in monogynous ants and unbiased population sex investment ratios in polygynous ants, each of which is observed (Bourke & Franks, 1995 Crozier & Pamilo, 1996 Bourke, 2005 ). However, in many eusocial Hymenoptera, including many monogynous ants, populations exhibit split sex ratios, with some colonies concentrating on female production and others on male production (Boomsma & Grafen, 1990 ). The Wilson–Nowak sex ratio hypothesis offers no explanation for split sex ratios. By contrast, inclusive fitness theory explains split sex ratios as a function of either variation in workers’ relatedness asymmetry (via Boomsma & Grafen's ( 1990 , 1991 ) split sex ratio theory) or ongoing queen–worker conflict over sex allocation (Helms, 1999 Bourke, 2005 Rosset & Chapuisat, 2006 Helanterä & Ratnieks, 2009 Kümmerli & Keller, 2009 ).

Evidence that colony-level sex investment ratios covary with either workers’ relatedness asymmetry or the distribution of power to influence sex allocation between queens and workers is considerable (Queller & Strassmann, 1998 Bourke, 2005 Ratnieks et al., 2006 Meunier et al., 2008 Helanterä & Ratnieks, 2009 Kümmerli & Keller, 2009 West, 2009 ). These factors do not explain all cases of split sex ratios (e.g. Wiernasz & Cole, 2009 Debout et al., 2010 ), and inclusive fitness theory recognizes that sex ratios at both population and colony levels are affected by many factors (Bourke, 2005 Meunier et al., 2008 West, 2009 Kümmerli & Keller, 2011 ). However, in cases that are discriminating, available data support inclusive fitness theory but not the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis. For example, the hypothesis cannot explain cases in monogynous ants in which colony-level sex ratios covary with workers’ relatedness asymmetry and variation in workers’ relatedness asymmetry arises through partial multiple mating by queens (e.g. Sundström, 1994 Sundström et al., 1996 ), as mode of colony founding in these conditions is constant. Similarly, it cannot explain cases in facultatively polygynous ants in which colony-level sex ratios covary with workers’ relatedness asymmetry independently of queen number (Evans, 1995 Heinze et al., 2001). Finally, it cannot explain the results of studies finding that experimentally altering workers’ relatedness asymmetry changes sex investment ratios in the direction predicted by inclusive fitness theory (Mueller, 1991 Evans, 1995 ).

Contradicts empirical evidence for queen–worker conflict over sex allocation

Contrary to the Wilson–Nowak sex ratio hypothesis, the empirical literature supports the occurrence of both queen and worker control and of ongoing queen–worker conflict over sex allocation. First, split sex ratios that covary with workers’ relatedness asymmetry argue for worker control, because in these cases queens’ relatedness asymmetry is invariant and hence queens do not favour split sex ratios (Boomsma & Grafen, 1990 , 1991 ). Second, in such populations, evidence suggests that workers achieve a female bias in colonies with high workers’ relatedness asymmetry by either selectively destroying queen-derived male brood or selectively rearing an excess of new queens from developing queen-derived females (Sundström et al., 1996 Hammond et al., 2002). Similarly, in an ant in which queens controlled the primary sex ratio by varying the proportion of male, haploid eggs laid, workers increased allocation to females by selectively destroying queen-derived male brood (Rosset & Chapuisat, 2006 ). Such manipulations are unexplained by the assumption that queens and workers are in evolutionary agreement.


Sex-ratio biasing towards daughters among lower-ranking co-wives in Rwanda

There is considerable debate as to whether human females bias the sex ratio of their offspring as a function of their own condition. We apply the Trivers–Willard prediction—that mothers in poor condition will overproduce daughters—to a novel measure of condition, namely wife rank within a polygynous marriage. Using a large-scale sample of over 95 000 Rwandan mothers, we show that lower-ranking polygynous wives do indeed have significantly more daughters than higher-ranking polygynous wives and monogamously married women. This effect remains when controlling for potential confounds such as maternal age. We discuss these results in reference to previous work on sex-ratio adjustment in humans.

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XY Bias: How Male Biology Students See Their Female Peers

In three large classes, men overrated the abilities of male students above equally talented and outspoken women.

Over the last three years, Sarah Eddy and Daniel Grunspan have asked over 1,700 biology undergraduates at the University of Washington to name classmates whom they thought were “strong in their understanding of classroom material.” The results were worrying but predictable. The male students underestimated their female peers, over-nominating other men over better-performing women.

Put it this way: To the men in these classes, a woman would need to get an A to get the same prestige as a man getting a B.

“A lot of people make the assumption that issues of gender in biology are gone because so many women enroll,” says Eddy. “But we know there are strong unconscious biases equating science to males. They’re just there in the air.”

Her study is the latest to show the challenges faced by women in science, technology, engineering, and math (STEM). In the U.S., women earn around half the doctorates in these fields, but so many drop out at every step of the career ladder, that men always dominate the top echelons. As Helen Shen writes in Naturaleza, women comprise “only 21 percent of full science professors and 5 percent of full engineering professors” and “on average, they earn just 82 percent of what male scientists make in the United States—even less in Europe.”

The causes of this attrition are manifold, but sexual discrimination is an indisputable part of it. Women in STEM repeatedly report experiencing sexual harassment, being mistaken for administrative staff, being forced to prove themselves to a degree that their male colleagues are not, being told to behave in more aggressive, outspoken masculine ways while simultaneously facing backlash for doing so.

And several careful experiments have shown that faculty members—both men and women—are more likely to spend their time mentoring men, to respond to emails from men, to call on men in classes, to rate (fictional) male applicants as more competent and hirable than identical female ones, and to hire a man for a job that requires math.

These biases, sometimes manifesting outrightly and sometimes insidiously, collectively create an environment where women feel like they don’t belong, like they aren’t valued, like the odds are set against them. Confidence falls, perseverance wanes, and careers die by a thousand cuts.

It begins early. Eddy has been studying the University of Washington’s undergraduate biology course for a few years to try and understand how biases play out among the students themselves. She teamed up with Daniel Grunspan, an anthropologist who’s interested in how information travels within groups. They surveyed three large classes of 196, 759, and 760 students respectively, asking them to nominate particularly strong peers at various points through the academic year. They found that men consistently received more nominations than women, and this bias only got worse as the year went on. The question is: Why?

Performance? Men got better grades than women in the three classes but the difference was only statistically significant in one even then, the scores differed by no more than 0.2 of a grade-point average. Participation? The class instructors deemed more men than women to be “outspoken,” and Eddy’s previous work certainly showed that women comprise 60 percent of the students, but just 40 percent of the voices heard in class.

But even after adjusting for both these factors, the team found that male students still disproportionately nominated other men, giving them a boost equivalent to a GPA increase of 0.77. By contrast, the female students showed no such biases, giving other women a paltry boost of just 0.04 GPA points. As the team wrote, “On this scale, the male nominators’ gender bias is 19 times the size of the female nominators’.”

The team also found that the ‘celebrities’—the three students in each class with the most nominations—were all men. Sure, they had good grades and spoke up frequently, but they all had female peers who were equally outspoken, with grades just as high. As Grunspan and Eddy wrote, “It appears that being male is a prerequisite for students to achieve celebrity status within these classrooms.”

“They have the right of it,” says Kate Clancy from the University of Illinois at Urbana-Champaign. “Their paper is consistent with the ways in which implicit bias influences who we tend to see as a scientist—if we culturally associate maleness with scientific abilities, it makes sense that we'd overvalue men's contributions in the science classroom.”

“It's also pretty consistent with the natural experiment I've been in for the past 10 years as a female scientist married to a male scientist,” she adds. “The junior female faculty that I've started mentoring in recent years report the same thing: They have to beg and plead and buy coffee for colleagues a million times before anyone associates their expertise with their name.”

Eddy expects that even stronger biases lurk in other STEM fields. After all, there are even stronger negative stereotypes about female ability in physics, maths, and engineering. And in these subjects, women are typically outnumbered in classes. They must contend not only with the same biases that biology student face, but also with stereotype threat—a well-documented phenomenon where the anxiety of fulfilling a negative stereotype hampers the performances of people from minority groups.

But Eddy takes it as a hopeful sign that the women in the study didn’t show biases towards their female peers, especially since other researchers have found that gender biases exist among female faculty members. “It’s hopeful,” she says. “Maybe things are changing culturally, helping women to overcome those historical biases.”

She has also tested some psychological tricks that have helped students to cope with stereotype threat in past trials, including simple writing exercises designed to combat stereotype threat by affirming a student’s values. Other “band-aid solutions” might help too, including doing more work in small groups where women feel more comfortable participating, or having more female role models up front. The instructors in the classes that Eddy studied were almost all men, and it’s perhaps no coincidence that the one with the lone female instructor also had the smallest gender biases.


Why does the gender gap matter?

The freedom to work &ndash by choice, in conditions of dignity, safety and fairness &ndash is integral to human welfare. Guaranteeing that women have access to this right is an important end in itself.

From an economic perspective, reducing gender gaps in labour force participation could substantially boost global GDP. The regions with the largest gender gaps would see huge growth benefits. Many developed countries would also see their average annual GDP growth increase, which is significant during times of near-zero economic growth.


Biased sex ratios predict more promiscuity, polygamy and divorce in birds

A pair of Fairy Terns.

(Phys.org) —Birds in female-dominated populations are more likely to ditch and 'divorce' their mates while promiscuity increases in predominantly male environments, according to new research.

A joint study by the University of Sheffield and the University of Bath gives the first conclusive proof that rates of divorce and infidelity in birds are affected by the adult sex ratio of the population they live in – a theory previously discounted by biologists.

The study, which examined the pair bonding and mating behaviour of 197 different species of bird, found the divorce rate was higher in species with a female-biased sex ratio.

However, when the number of males outweighed females, the frequency of extra-pair mating increased in socially monogamous birds.

The Marie Curie funded research, published in the journal Biología actual, also found both sexes were more polygamous when the ratio was skewed towards the opposite sex.

Professor András Liker, Marie Curie Research Fellow at the University of Sheffield during the study, said: "If there is more of one sex than another, members of the rarer sex have a higher chance of getting a new partner for breeding than members of the common sex.

"Basically, the rarer sex has more opportunity to 'play the field' and either cheat on the partner or leave in favour of a new mate.

"Many animals form pairs to mate and then look after offspring. However, in animals as well as in humans, couples may not be permanent – divorce and infidelity are remarkably common."

Professor Tamás Székely, of Biodiversity Lab at the University of Bath, said researchers were interested to observe that both sexes 'play the game'.

"If there are lots of unpaired members of the opposite sex, there is more opportunity for the rarer sex to attract several partners," he added.

"We found that a female bias in sex ratio destabilises the pair bond system, although it is unclear as to whether this is due to lots of unpaired females luring males away from their mate or if the male, given a greater choice of partners, decides to switch partners more frequently.

"We also found that extra-pair mating was more common when there were more males than females - this could be due to females 'shopping around' when they have more males to choose from, or it could be that there is more rape by males unable to secure a permanent mate.

"Biased sex ratios may destabilise pair-bonds and increase marital infidelity, although relevance of these findings for other species need to be thoroughly tested."

Professor Robert Freckleton, of the University of Sheffield's Department of Animal and Plant Sciences, said the role that sex ratio plays in human mating behaviour should be studied further.

He added: "Surprisingly, some of our results in birds have striking parallels in human societies – for example, the frequency of divorce is related to sex ratio in some human societies in the same way.

"These results suggest that adult sex ratio may have an important role in shaping mating behaviour in a wide range of organisms, and deserve further investigations both in humans and non-human animals."


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