王代平研究组合作揭示单配制鸟类雌性面对择偶代价时的灵活繁殖策略

  达尔文传统性选择理论认为,雌性对交配对象的选择偏好推动了雄性二型特征的进化。 然而,雌性个体过于挑剔所带来的代价可能会阻碍这种“挑剔”的进化。具体来说,在一夫一妻配偶制度中,当群内雌性“心仪”相同的雄性时会导致激烈的配偶选择竞争,这种对配偶选择的挑剔可能导致雌性最终无法找到合适的伴侣,并因此放弃繁殖。但是雌性应对此类繁殖代价的具体措施以及繁殖策略至今缺乏深入研究。

  js6666金沙安全下载王代平研究员联合德国马普鸟类学研究所相关研究团队对模式物种斑胸草雀(Taeniopygia guttata)的研究工作表明,雌性斑胸草雀虽然在选择配偶的过程中是挑剔的,但它们同时也有灵活的繁殖应对措施,以尽量避免在其所偏好的雄性配偶资源竞争十分激烈的情况下,由于择偶标准过于严苛而导致的适合度损失。

  实验中,研究人员以四个斑胸草雀种群为研究对象。根据此前课题组的研究结果(Wang et al. 2021),斑胸草雀是一种具有地区歌曲方言的一夫一妻制物种,其中雌性偏好选择与自身具有相同方言的雄性进行交配。实验过程中,每个鸟舍中(n = 10)包括具有相同遗传基础但不同方言的12只雌性和12只雄性。通过同一方言条件下不同性比的调节,实验人员将实验对象分成两个处理小组,分别为:四只雌性可以从八只具有相同方言的雄性中进行选择(雌性竞争压力小)的“宽松竞争”组,和八只雌性必须竞争四只偏好雄性(雌性竞争压力大)的“激烈竞争”组,而后者意味着将会有几只斑胸草雀无法完成配对。

  研究人员发现,两种处理组的雌性具有几乎相同的适合度(图1)。对比“宽松竞争”组多达87.5%的雌性与和它们方言相同的雄性配对,在“激烈竞争”组中,仅有37.5%的雌性与和它们方言相同的雄性配对(图2);同时有31%的雌性与方言不同的雄性配对,但这些雌性存在更高水平的婚外父权,并且婚外子代的父亲主要是与其有相同方言的雄性,这也体现了雌性的偏好在配对后并没有被消除。更进一步,在“激烈竞争”组中有26%的雌性会保持未配对的状态(对比“宽松竞争”组仅10%的雌性保持未配对,图2),但这些未配对的个体通过替代的繁殖策略,将卵产入到已经配对成功的雌鸟的巢中维持了自身适合度 (类似种内巢寄生,图3B)。以上结果表明,多样的繁殖策略使雌性斑胸草雀能有效克服在配偶选择上表现挑剔所面对的代价与困难,这种行为的灵活性因此促进了一夫一妻制物种中雌性择偶进化。本研究为解释单配制物种中雌性配偶选择及其繁殖策略的进化提供了新的实验证据,丰富充实了达尔文经典性选择理论。

  该研究论文于2021年11月4日以 “Fitness costs of female choosiness are low in a socially monogamous songbird” 为题,在国际知名生物学期刊PLOS Biology 上以封面精选故事发表。德国马普鸟类学研究所Wolfgang Forstmeier为第一作者,js6666金沙安全下载王代平研究员为高级通讯作者,参与完成了主要的工作。该研究得到js6666金沙安全下载“率先行动计划”的支持。

  文章链接:

  https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001257

图1 观察到的来自两种处理组的雌性的相对适合度

图2 观察到的来自宽松竞争组和激烈竞争组的雌性的配对模式对比

图3 相对适合度和‘种内巢寄生’分别与不同的配对模式的关系

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