「一妻多夫」拯救了這些甲蟲，或許還能拯救更多……
交配中的赤擬谷盜（圖片來源：University of East Anglia）
撰文 | 張二七
氣候變化、侵佔棲息地、過度捕獵等因素正嚴重威脅著地球上的生物多樣性。對於瀕危的種群來說，影響其繁殖與遺傳的主要因素有三個：選擇（包括自然選擇和性選擇）、突變和基因交流。過去，在試圖挽救因種群規模過小而瀕臨滅絕的動物時，研究者經常從後兩個因素入手，通過提供低風險的棲息地和避免種群內的近親繁殖，來逐步擴大種群規模。
然而最近發表於《全球變化生物學》（Global Change Biology）的一項研究卻給了我們新的啟發。研究者發現，當面臨「滅絕旋渦」（extinction?vortex）時，相比「一夫一妻」的種群，實行「一妻多夫」制的甲蟲種群能存活更久。他們據此提出，在生態保護工作中，也應當更多地重視種群中的性別比例和交配模式，這或許能幫助我們更好地拯救瀕臨滅絕的生物。
致命的滅絕漩渦
「滅絕漩渦」描述的是一種理論中的情景。在這個漩渦中，生態環境、種群基因池與種群數量等因素會不停地相互作用、相互放大影響。一旦其中一環被打破，使得某個種群跌入這個漩渦，它們就會被其間的反饋效應推動，加速走向滅絕。
在經典的滅絕漩渦模型中，核心的三要素是環境壓力、種群基因多樣性衰減和種群規模縮小。
具體來說，氣候變化、外來生物入侵、人類過度捕獵等環境壓力會侵佔某種生物的棲息地，從而導致其種群規模減小、各種群間交流減少。而對這樣較為獨立和小規模的種群來說，其基因多樣性也會衰減。道理很簡單：它們既沒有足夠的個體數量來提供足夠的突變可能性，也缺少從外界接納新基因突變的渠道。而這種基因的單一是致命的，這會使得它們對環境壓力更為敏感，一個很小的變化或許就能造成團滅，或是大規模削減其數量。而更小的種群規模又會導致更貧乏的基因多樣性，以及更差的適應能力。在這樣的惡性循環中，很少有物種能逃脫滅絕漩渦，倖存下來。
2019年，聯合國「生物多樣性和生態系統服務政府間科學政策平台」（IPBES）在報告中就指出，目前估計有100萬個物種正在加速滅絕，大量生物正面臨著滅絕旋渦的威脅。過去，為了了解如何更好地進行生態保護，也有許多研究曾在野外或實驗室條件下進行觀察，並利用這一模型了解不同種群在不同條件下的生存能力。然而最近，東英吉利大學的研究者提出，常常被忽視的「性選擇」可能會滅絕漩渦中的種群產生巨大影響。
「一妻多夫」還是「一夫一妻」
事實上，「性選擇」在生物演化中發揮了怎樣的作用，自古以來一直爭論不休。達爾文曾說過：「每當我看到雄孔雀的尾屏，就覺得難受！」這是因為從自然選擇的角度看來，雄孔雀過分華麗的尾屏對生存似乎有百害而無一利。對此，傳統的觀點是，動物用於求偶的炫耀特徵是他們身體素質優勢的「廣告牌」，通過這種看似無用的性選擇，自然選擇其實得到了加強。從這個角度來說，性選擇可能是維持種群健康的關鍵力量：同性（通常是雄性）間的競爭與異性（通常是雌性）的選擇可以在個體間產生更大的遺傳差異，從而使種群更具適應能力。
然而也有反對者認為，性選擇並非自然選擇的「附屬品」，而是獨立存在的一套體系。從這一理論出發，這種純粹為了求偶的特徵可能會與自然選擇的需求漸行漸遠，使種群的演化方向脫離適宜生存的最佳狀態。在1999年，Moen等人就對愛爾蘭麋鹿的滅絕提出了一種假設：在它們的性選擇過程中，過於追求巨大的鹿角，而越來越大的鹿角不僅成為了雄鹿的生存負擔，還可能加速了整個群體的衰退。
為了測試性選擇究竟在種群演化中扮演了怎樣的角色，東英吉利大學的研究者在實驗室中模擬了滅絕漩渦的場景，並觀察甲蟲在嚴格的「一夫一妻制」與「一妻多夫制」的交配模式下，應對環境和基因壓力的能力。
他們選擇了一種名為赤擬谷盜（Tribolium castaneum）的甲蟲，這種甲蟲繁殖速度很快，並且很容易養殖。在交配過程中，第一組中的每隻雌性都可以在五隻雄性個體中選擇交配對象，而第二組中的雌性只能選擇固定的雄性甲蟲交配。為了避免近親繁殖，並保證嚴格的交配製度，研究者在每次繁殖後，都會將其所有後代混合在一起，直到下一代繁殖時，再將雌性和對應的雄性隔離。
在兩組各繁殖95代之後，研究小組將其置於滅絕漩渦場景下，並再次繁殖了15代。為了模擬滅絕漩渦，研究者選擇了限制食物、暴露於高溫（這會影響雄性甲蟲的生育能力），以及控制每一代的有效種群規模。
結果很明顯，「一夫一妻」組的甲蟲難以應對漩渦中的環境和遺傳壓力，在實驗結束時它們全部死亡了。而「一妻多夫」組的甲蟲數量下降速度要慢得多，實驗結束時還有60%的個體存活。
研究的通訊作者Matthew Gage教授表示：「在消除了繁殖過程中的競爭和選擇後，產生的甲蟲種群更加脆弱，也更難以面對環境壓力。而相比之下，當雄性甲蟲需要競爭配偶，而雌性甲蟲也有選擇餘地時，它們反而活的更好。」
「達爾文無法解釋孔雀尾羽這樣的結構，這種結構似乎只在性選擇中有利，而對生存有害，但卻能夠保存下來。然而我們的研究很清楚的指出，在保持種群的健康時，性選擇起到了巨大的作用。我們的這一長期研究指出，性選擇有利於保持種群面對糟糕條件的適應性。性選擇可以幫助種群剔除『壞基因』，而穩固『好基因』，從而提高整個種群應對糟糕的環境或是基因壓力的能力。」Gage這樣解釋道。
在考慮到這項研究的適用範圍時，研究者表示，這項研究應當適用於任何兩性繁殖、存在一定程度的性選擇並且面臨環境壓力的物種。同時，研究者也建議在生態保護工作中，如果能夠幫助物種保持足夠的配偶競爭強度，那麼或許可以幫助它們更好地應對氣候變化、棲息地喪失和遺傳多樣性缺乏等危機。
原始論文：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.15186#gcb15186-bib-0061
