大鉛筆和大腦袋:食蚊魚是如何交配的
雄性食蚊魚仗著自己鉛筆大,經常對雌性進行霸王硬上弓。但研究人員發現,雌性對這種強上的情趣並不買賬,相反,它們正用自己更大的腦子思考著應對策略。
研究人員表示,大腦袋有大智慧,這些雌性食蚊魚需要更聰慧的方法來躲避雄性的暴力性侵。
這是眾多存在於動物兩性之間軍備競賽的例子之一。因為雄性和雌性在如何延續基因的問題上多採用不同的策略,所以動物王國中源於此的衝突不斷。人們認為在多數物種中,由雌性來挑選伴侶,因為它們需要付出更多的生物代價來繁衍後代。另一方面,雄性的生物代價相對較少,這樣他們便能夠進行更多的交配行為。
軍備競賽
為了了解動物中兩性衝突的後果,研究人員對霍氏食蚊魚(Gambusia holbrooki)進行了研究,這是一種生長於美國東部和南部的小魚。與大多數動物不同,雄性食蚊魚並不會去追求雌性。然而,它們喜歡嘗試強行侵佔雌性,這種頻率,額,大概每天有1000次之多。
先前的研究發現,長著巨大生殖足(一種變態的鰭,相當於陰莖)的雄性東部食蚊魚更善於強迫雌性進行交配。
2010年發表於《功能生態學》上的研究表明,獵物的腦子往往比捕獵者大,這可能是為了逃避追捕而發生的進化。研究人員猜測,在這場交配遊戲中,擁有大鉛筆的雄性食蚊魚就是「捕食者」,而雌性為了避免被強暴,可能會進化出更大的腦子。
研究人員餵養了兩組不同的雄性東部食蚊魚:一組擁有傲人的大鉛筆,一組擁有令人不屑的小鉛筆。每組中的雌性食蚊魚只與本組的雄性進行交配。
等食蚊魚完成八個世代的繁衍後,大鉛筆組雄性鉛筆的平均長度為6.4毫米長,而小鉛筆組則為5.8毫米(相比之下,兩組雄性的體長平均為22.18毫米)。
研究人員分別對30-40條不同鉛筆大小的雄性食蚊魚配備兩條沒有交配經驗的雌性(以此增加雄性後代的幾率)。每組後代中的雌性與雄性會按照一定比例取出培養(每10條雌性配備一條雄性),這樣大鉛筆雄性的後代和其它大鉛筆雄性便處於同一遺傳系中了。
大大益善
科學家們發現,在大鉛筆組中繁殖出的雌性腦部重量比野外雌性重4.5%,比小鉛筆組中的雌性重6.5%。而雄性後代的腦部重量在兩組中並沒有發生變化。
瑞典斯德哥爾摩大學的進化生物學家Séverine Buechel表示,我們其實沒對這項發現抱太大希望,經過具有更大生殖足雄性的進化篩選,雌性的腦容量不斷增加。我們覺得躲避雄性和追逐雌性是食蚊魚的認知需求,所以我們認為雄性的強制行為促成了兩性的腦部發育。
總的來說,物種的交配系統是塑造雄性和和雌性腦部結構的重要因素。Buechel表示,我們希望這項研究能夠為大腦進化與不同交配策略關係的研究提供良好的前景。
研究成果已經於11月23號發表在了《英國皇家學會學報B版》上了。
[千里之外 via livescience]