硬皮蛛科盲蛛婚配礼物减少与性冲突行为增加的协同进化研究

【字体: 时间:2025年03月24日 来源:Animal Behaviour 2.3

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  本研究针对硬皮蛛科盲蛛(Opiliones)中婚配礼物(nuptial gifts)减少与性冲突行为增加的相关性展开深入探讨。研究人员通过比较具有不同生殖形态的4种Leiobunum属物种(2种具储精囊的sacculate物种和2种无储精囊的nonsacculate物种)的交配行为,发现无储精囊物种表现出更显著的强制交配行为(如延长抱握时间和守卫时间),这可能是对低价值婚配礼物的补偿策略。该研究为理解动物繁殖策略的进化权衡提供了重要案例,论文发表于《Animal Behaviour》。

  

在动物繁殖策略的进化过程中,婚配礼物(nuptial gifts)和性冲突(sexual conflict)是两种相互关联的生殖投资方式。作为典型的雄性投资行为,婚配礼物在节肢动物中广泛存在,其功能包括增加交配成功率、促进精子转移等。然而,这种投资对雄性而言代价高昂,可能促使物种进化出替代策略——例如通过强制交配行为来获取相似的生殖收益。硬皮蛛科盲蛛(Opiliones: Sclerosomatidae)为此提供了理想的研究模型:该类群存在"储精囊型"(sacculate)和"非储精囊型"(nonsacculate)两种生殖综合征,前者雄性通过终端储精囊传递高价值婚配礼物,后者则伴随礼物减少和雌性生殖器屏障的进化。

为探究这两种生殖策略的行为差异,国外研究人员对4种Leiobunum盲蛛(2种sacculate和2种nonsacculate)开展了系统的交配行为实验。研究采用自动化追踪(TRex)与人工观测相结合的方法,定量分析了包括抱握持续时间(clasping duration)、守卫行为(guarding)、雌性抵抗行为等12项行为指标。所有试验个体均采集自美国马里兰州自然种群,在标准化实验室条件下进行配对观察,并通过FIJI-ImageJ等工具进行行为学参数量化。

研究结果通过多个维度揭示了生殖策略的差异:

  1. 总体接触与关联指标:非储精囊物种的雌雄接触时间显著延长,且雄性更频繁地保持在雌性一个步足范围内,这与强制交配的预测一致。
  2. 交配前阶段:非储精囊物种L. euserratipalpe表现出极短的尝试延迟(中位数仅6秒),显著快于其他物种,符合性冲突理论中减少雌性评估机会的预期。
  3. 交配阶段:L. vittatum的抱握时间(中位676.8秒)显著长于储精囊物种,而L. euserratipalpe则表现出最长的配偶守卫时间(中位1209秒),显示两种非储精囊物种采取了不同的补偿策略。
  4. 雌性抵抗行为:L. vittatum雌性通过将身体前部向下倾斜(最大达90°)来阻止雄性接触生殖器盖(genital operculum),这种抵抗强度显著高于其他物种。

讨论部分指出,这些行为差异与已知的形态学和生化证据相互印证:非储精囊物种的婚配礼物中必需氨基酸比例降低,同时伴随雄性抱握器官的强化和雌性生殖器屏障的进化。特别值得注意的是,两种非储精囊物种(L. vittatum和L. euserratipalpe)虽然都表现出性冲突特征,但分别通过延长抱握时间和守卫时间实现,暗示该类群可能存在多种行为补偿途径。

该研究的创新性在于首次在盲蛛中建立了婚配礼物减少与行为冲突增加的直接证据,为理解繁殖策略的进化权衡提供了重要案例。研究者同时开发了结合自动追踪(TRex)与人工评分的行为分析流程,为后续研究提供了方法学参考。未来研究可进一步探讨这些行为差异的适合度后果,以及热带与温带盲蛛在生殖策略上的地理变异规律。这些发现不仅丰富了性冲突理论的内容,也为理解动物繁殖行为的可塑性进化提供了新的视角。

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