面对繁殖竞争, 这种鸭子竟然改变丁丁的大小?

作者:Amy Maxmen来源:Nature自然科研发布时间:2017-11-10

某些种类鸭子的丁丁会在每个繁殖季节重新长出,过后又退化。

  为求得配偶,一些鸟类会长出更长的丁丁,而另一些却什么都没有。

  一项新研究发现,面对性竞争,雄性鸭子要么长出超长丁丁,要么长出一节肉。这些另类现象发生在研究的两个物种身上:小潜鸭(Aythya affinis)和棕硬尾鸭(Oxyura jamaicensis)。这表明丁丁大小——就和其它为了吸引异性或使异性怀孕的性状与行为一样——是一场繁殖和生存之间的权衡。

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  雄性棕硬尾鸭每年再生丁丁。Gerrit Vyn/NPL

  美国曼荷莲学院的演化生物学家Patricia Brennan对比了一夫一妻制下雄性鸭子的丁丁与一妻多夫制下雄性鸭子的丁丁。所得发现发表在了9月20日《AUK鸟类学研究进展》(The Auk:Ornithological Advances)上。

  “如果单独与雌鸭生活,雄鸭只会长出正常大小的丁丁,但是如果有其他雄鸭在,它们就能显著改变丁丁尺寸,”Brennan说,“因此演化应建立在可塑性之上——只对当下有需求之处投资的能力。

  因为演化成功依赖于繁殖,所以生殖器要适应动物所面临的不同环境。比如,一些雄鸭的丁丁长得像螺旋锥,就是为了能进入雌性配偶迷宫般的阴道。Brennan早前的一项研究发现,雌鸭演化出这样的解剖结构是为了防止不受欢迎的雄性强行交配。Brennan说,要与心仪的配偶成功交配,雌性鸭子会摆出一个姿势,让雄性的生殖器完全进入它们体内并在卵子附近射出精子。

  激烈的竞争

  然而,一般认为,身体部位大小的演化改变需经过几代时间才能实现,并非在一个个体的生命周期内产生。Brennan想知道鸭子是否可能推翻这种观念,因为某些种类鸭子的丁丁会在每个繁殖季节重新长出,过后又退化。相似的,藤壶(Semibalanus balanoides)——一种雌雄同体、粘结在石头上的贝壳类海洋生物——只有在交配时期才会长出阴茎。因为它们要用阴茎探索寻找其他藤壶使其受精,所以器官的长度取决于它们与邻近藤壶的距离。

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  一些棕硬尾鸭为争夺配偶而长出较长的丁丁。P. Brennan

  Brennan和她的同事在两年间的两个繁殖季节里,把鸭子的栖息地用栅栏隔开,鸭子们要么成对居住,要么群居(雄性数量约为雌性两倍)。被迫与其它雄性竞争雌性的小潜鸭长出的丁丁比与雌性成对生活的小潜鸭要长。较大的生殖器有利于提高使卵受精的几率。

  但是,社会环境对棕硬尾鸭的影响更复杂。在第一年,只有体型最大的那些雄鸭长出了长丁丁(每个约18厘米),而较小的雄鸭只长出半厘米长的肉节。在第二年,较小的雄鸭长出了正常大小的丁丁,但是只保持了5周,而最大的雄性的丁丁保持了3个月。

  压力巨大的物种

  原因或可以从棕硬尾鸭非比寻常的生活中找到。这些鸟类有自然界中最大的丁丁-身体比例,有时候丁丁的长度甚至超过体长。“我不敢想象它们还能长得更长,”Brennan说。这些鸭子以好斗出名,常常会斗到死,所以体形较小的鸭子可能由于压力太大,丁丁无法正常发育。Brennan认为“霸凌可能增加应激激素,它们可以抵消雄性激素的影响”,而雄性激素控制丁丁生长。

  这种应激反应可能具有适应性。触发鸟类在繁殖季节生长丁丁的雄性激素同样决定鸟类羽毛的颜色。在繁殖季节,雄性激素使鸭子的羽毛从暗沉的棕色变成有光泽的栗色,鸭喙从灰色变成明亮的蓝色。对雌性来说,外表的改变标志着雄性的蠢蠢欲动。对邻近雄性来说,却预示着一场恶战。“我认为小个子外表变化时间短是因为它们不想被揍,”Brennan说。

  瑞典隆德大学的演化生物学家Charlie Cornwallis认为这项研究“非常有趣”,“这表明拥有较大丁丁是有风险的,因为个体通过评估其它雄性给自己带来的竞争来决定是否长出更大的丁丁。”Cornwallis说很少有研究调查环境和社会条件对丁丁大小的影响,而此类演化权衡可能比想象的更普遍。

  利文斯顿里普利水禽保护地是该研究的开展地,有许多家庭来这里野餐,他们浑然不知鸭子们所面临的抉择。“人们周末来观赏鸭子,但是却不知道它们实际上正在经历什么,”Brennan说,“现在我对鸭子又爱又恨。”

 原创 2017-11-05 Nature自然科研 Nature自然科研

  原文以Sexual competition among ducks wreaks havoc on penis size为标题

  发布在2017年9月20日的《自然》新闻上    原文作者:Amy Maxmen

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