達爾文把性選擇搞反了?

達爾文是一位細心的科學家。在19世紀中期,當他在收集證據以證明物種是通過自然選擇進化的理論時,注意到它無法解釋雄孔雀的尾巴、雄鹿的鹿角,以及爲什麼對有的物種來說其雄性比雌性要大得多等問題。

針對這些奇怪的現象,達爾文提出了第二種理論:物種會對能增加其獲得交配和繁殖機會的性狀進行性選擇。他仔細地區分了用於制服競爭對手的角、刺、尖牙等武器,和用於吸引異性的裝飾品。

達爾文認爲,性選擇性狀可以通過性比的不平衡(當一個羣體中的雄性多於雌性,或雌性多於雄性時)來解釋。他推斷出,當一個物種的雄性可選擇的雌性數量較少時,它們將不得不更加努力地從這些少量的異性中去鎖定一個作爲配偶,而這種競爭推動了性選擇。

在一項新的研究中,一組研究人員發現,的確如達爾文所推測的那樣,性選擇和性比之間存在一種聯繫;但令人驚訝的是,新發現表明達爾文在這一問題上似乎弄錯了方向。他們發現性選擇最爲明顯的時候並不發生在潛在配偶數量稀少時,而是在潛在配偶數量充足時。

自達爾文時期以來,科學家已經掌握了很多關於野生動物種羣中普遍存在的性比不平衡的信息。例如,在許多蝴蝶和哺乳動物中,成年雌性的數量超過成年雄性的數量。

這種不平衡在有袋類動物中最爲嚴重。以澳大利亞的寬足袋鼩爲例,所有的雄性會在交配季後突然死亡,因此會出現在有一段時間內沒有成年雄性存活,整個成年種羣都是由懷孕的雌性組成的情況。

相比之下,在許多鳥類種羣中以雄性多於雌性的情況居多。例如在一些珩科鳥類中,雄性數量是雌性數量的6倍。

爲什麼鳥類中雄性數量更多,而哺乳動物則通常是雌性數量更多呢?總的來說,科學家並不知道確切的答案,但已經收集了一些證據。

有的性比不平衡可部分歸因於壽命的差異。對於哺乳動物來說,雌性通常比雄性同類的壽命長很多。以人類爲例,女性的壽命平均比男性長5%;以非洲獅和虎鯨來說,雌性的壽命可以比雄性長50%。

捕食者偏好也起到了一定作用。被非洲獅殺死的公水牛大約是母水牛的7倍,這是因爲公水牛傾向於獨自活動,而喜歡結伴成行的母水牛則能受到羣體的保護。相比之下,獵豹殺死的雌性湯氏瞪羚要比雄性多得多,大概是因爲它們更容易跑過雌性羚羊,尤其是那些懷孕的。

最後,雄性和雌性所受到的寄生蟲和疾病的折磨是不同的。COVID-19大流行就是一個顯著的例子:在大多數國家,雖然受感染的男女人數相似,但男性患者的死亡率高於女性患者。

儘管科學家對於性比不平衡的認識越來越多,但他們很少聯想起達爾文曾將性比與性選擇聯繫起來的說法。在這項新研究中,研究人員就試圖解決這一問題,將這兩股進化論結合起來,重新審視達爾文的論點。

研究人員專門分析了不同的大型雄性物種的進化,這些雄性通常比同類雌性大幾倍,我們可以在雄性狒狒、海象和候鳥身上看到這種現象。有時,雌性也比雄性大,就像某些鳥類,比如長腳雉鴴。

科學家用“兩性大小異形”這一術語來專門描述這種同物種中的一種性別比另一種性別大的現象。很明顯,性選擇有時會產生大小異形。擊倒敵人需要肌肉力量,而戰鬥持久度需要耐力。因此,體型更大通常意味着能主導對抗,從而贏得繁衍後代的獎勵。

如文章開頭所介紹的那樣,通過分析462種爬行動物、哺乳動物和鳥類,研究人員發現了兩性大小異形和性比之間的緊密聯繫,證明了達爾文的猜測是正確的。但是,研究所得的趨勢卻與達爾文通過有限的證據做出的預測相反。結果表明,最激烈的性選擇(即雄性相對於雌性體型更大),發生在雌性數量較多的物種中,而不是像達爾文所認爲的雌性數量稀少的物種中。

這樣的結果意味着我們需要重新審視在性比不平衡的動物種羣中起到了作用的選擇壓力。它並沒有否定達爾文的自然選擇和性選擇理論,只是表明了一種不同於達爾文提出的驅動了動物的求偶競爭的性別失衡的機制。

達爾文的假設是基於這樣一種觀點,即求偶競爭最激烈的時候應該是交配對象不足的時候;但最近的一些理論表明,這種邏輯可能並不正確,性選擇實際上是一種“勝者爲王”的系統。

這意味着,當羣體中有許多潛在伴侶時,一個頂尖的雄性(在此研究中爲最大、最重的雄性)享有不成比例的高回報,能夠使大量的雌性受精,那些體型較小的雄性成了犧牲品,它們可能根本沒能繁殖後代。

接下來,研究人員還需展開進一步的研究來幫助理解雄性和雌性是如何在性比失衡的羣體中尋找新的伴侶的,以及在什麼樣的情況下,裝飾、武裝和體型會格外有用。這些研究將有望在達爾文最初的性選擇理論基礎上,爲我們瞭解自然是如何運作的提供前所未有的新見解。

#創作團隊:

撰文:Tamas Szekely(巴斯大學生物多樣性教授)

#參考來源:

https://theconversation.com/darwin-got-sexual-selection-backwards-research-suggests-162711

#圖片素材來源:

封面圖:Alexas_Fotos / Pixabay