選擇更聰明的大腦還是更強(qiáng)的身體？Cell子刊揭開雌性擇偶之謎

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在動(dòng)物界，創(chuàng)新能力（例如解決新問(wèn)題或采用新方法獲取食物）通常被認(rèn)為具有進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。

我們往往認(rèn)為，這種具有創(chuàng)新行為的“聰明”個(gè)體更受異性青睞，從而會(huì)擁有更多后代。

但如果真是這樣，經(jīng)過(guò)多代進(jìn)化，創(chuàng)新能力應(yīng)該越來(lái)越強(qiáng)，最終大多數(shù)個(gè)體都會(huì)成為“創(chuàng)新高手”。

然而，在現(xiàn)實(shí)中，即使在同一種群內(nèi)，個(gè)體創(chuàng)新能力也存在顯著差異。有些動(dòng)物善于創(chuàng)新，有些則保守。但這種差異如何能夠長(zhǎng)期維持，一直是個(gè)謎。

近日，馬克斯普朗克進(jìn)化生物學(xué)研究所的研究人員在 Cell 子刊 Current Biology 上發(fā)表了題為：Variation in innovation is maintained by disassortative mating and female choice 的研究論文。

該研究通過(guò)對(duì)家鼠進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)雌性擇偶偏好竟與自身創(chuàng)新能力有關(guān)——雌性根據(jù)自身創(chuàng)新能力選擇具有相反特質(zhì)的雄性，而雄性則在創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)能力（體型大小）之間存在權(quán)衡。這一發(fā)現(xiàn)為解決生物多樣性之謎提供了新線索。

01

半自然環(huán)境下的意外發(fā)現(xiàn)

研究團(tuán)隊(duì)在四個(gè)半自然圍欄中放養(yǎng)了 139 只野生家鼠，觀察它們六個(gè)月內(nèi)的交配行為。他們?yōu)檫@些鼠設(shè)置了四種需要解決問(wèn)題才能獲取食物（黃粉蟲）的裝置。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，約 23% 的鼠是“創(chuàng)新者”（至少解決一個(gè)問(wèn)題），而創(chuàng)新者與非創(chuàng)新者之間的交配比例比隨機(jī)交配預(yù)期高出 45%。

如下圖所示，研究團(tuán)隊(duì)觀察到的混合配對(duì)（創(chuàng)新者與非創(chuàng)新者交配）比例顯著高于預(yù)期，表明存在異質(zhì)交配（disassortative mating），即“物以類聚”“門當(dāng)戶對(duì)”并非必然，相反，個(gè)體更可能選擇與自己特性相反的伴侶。

02

雌性擇偶：自身能力決定偏好

為進(jìn)一步驗(yàn)證這一現(xiàn)象是否源于雌性主動(dòng)選擇，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)化的擇偶實(shí)驗(yàn)。讓雌鼠在創(chuàng)新型雄鼠和非創(chuàng)新型雄鼠之間做出選擇。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人驚訝：雌鼠的自身創(chuàng)新能力直接影響其擇偶標(biāo)準(zhǔn)。

如下圖所示，隨著時(shí)間推移，非創(chuàng)新型雌鼠明顯更喜歡與創(chuàng)新型雄鼠相處，而創(chuàng)新型雌鼠則相反。這種分化模式表明，雌性偏好與自身特性相反的雄性。

03

雄性的權(quán)衡：智力與體力的取舍

為什么會(huì)出現(xiàn)這種選擇模式？進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，雄鼠在創(chuàng)新能力和體型大小之間存在顯著權(quán)衡。

創(chuàng)新型雄鼠明顯比非創(chuàng)新型雄鼠體型小，而體型是嚙齒類動(dòng)物中公認(rèn)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)指標(biāo)。

“差競(jìng)爭(zhēng)者假說(shuō)”認(rèn)為，競(jìng)爭(zhēng)力較弱的個(gè)體（通常體型較小、較膽小）更可能通過(guò)創(chuàng)新行為獲取替代資源，而占據(jù)支配地位的大型個(gè)體則能輕松控制現(xiàn)成資源，無(wú)需創(chuàng)新。

下圖展示了完整的作用機(jī)制：創(chuàng)新型雌鼠偏愛體型更大的雄鼠（即使它們不擅長(zhǎng)創(chuàng)新），而非創(chuàng)新型雌鼠則偏好創(chuàng)新型雄鼠（無(wú)論其體型大小）。

這種基于雌性自身創(chuàng)新能力的差異化擇偶策略，最終導(dǎo)致了異質(zhì)交配。

04

進(jìn)化意義：平衡選擇維持多樣性

這項(xiàng)研究揭示了性選擇如何通過(guò)平衡選擇維持行為多樣性。

如果所有雌性都偏好創(chuàng)新型雄性，那么創(chuàng)新基因可能會(huì)在種群中固定下來(lái)，減少多樣性。但事實(shí)上，雌性根據(jù)自身特性選擇不同特質(zhì)的雄性，確保了創(chuàng)新能力的變異在種群中得以維持。

研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，僅考慮雄性特征會(huì)得出錯(cuò)誤結(jié)論。在這項(xiàng)研究中，如果忽略雌性自身創(chuàng)新能力，會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為雌鼠對(duì)雄性創(chuàng)新沒有偏好。只有同時(shí)考慮雙方特性，才能揭示真實(shí)的擇偶模式。

這項(xiàng)研究不僅解決了創(chuàng)新行為多樣性維持的謎題，也提醒我們，在理解復(fù)雜行為進(jìn)化時(shí)，需要綜合考慮兩性特性及其相互作用。對(duì)于動(dòng)物如何應(yīng)對(duì)快速變化的環(huán)境，這一發(fā)現(xiàn)提供了重要啟示。

而在人類社會(huì)中，是否也存在類似的“互補(bǔ)”擇偶模式？這或許是未來(lái)研究的有趣方向。

本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“生物世界”

撰文：王聰丨編輯：王多魚丨排版：水成文

論文鏈接：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(25)01618-5