斑胸草雀雄性在额外配对机会增加情境下父育行为的适应性调整：一项实验研究

《Hormones and Behavior》：Adjustment of paternal care in response to experimental variation in extra-pair mating opportunity in male zebra finches

本刊推荐：针对社会性单配制鸟类中雄性额外配对(EPP)与父育投入间是否存在权衡这一经典问题，研究人员通过操控斑胸草雀的社会环境(单对/双对饲养)，系统评估了雄性在EPP机会增加情境下父育行为(孵卵、育雏)与激素水平(睾酮T、皮质酮CORT)的响应。意外发现双对组雄性孵卵投入更多，且EPP行为未削弱其育雏表现，挑战了传统权衡假说，为理解动物繁殖策略可塑性提供了新视角。

　　

在鸟类世界中，许多物种虽然维持着社会性单配制的夫妻关系，却普遍存在"婚外情"现象——即额外配对行为(extra-pair mating)。这种现象在斑胸草雀等具有双亲抚育(biparental care)特征的鸟类中尤为常见。长期以来，科学家们推测雄性个体可能面临一个关键权衡(trade-off)：追求额外配对受精机会与为婚内后代提供父育关怀(paternal care)之间存在着此消彼长的关系。传统理论认为，当环境中存在更多潜在额外配对配偶时，雄性应该将更多精力投入求偶竞争，从而减少对后代的抚育投入。然而，这一假说缺乏充分的实验证据，特别是在可控条件下对社会环境进行精确操控的研究尤为稀缺。

为深入探究这一科学问题，德国比勒菲尔德大学动物行为系的研究团队在《Hormones and Behavior》上发表了一项精心设计的实验研究。他们以斑胸草雀(Taeniopygia castanotis)为模型系统，通过巧妙的社会环境操控，揭示了雄性在面对额外配对机会时的行为与生理响应机制。

研究方法上，团队采用了严谨的实验设计：将繁殖对随机分配至单对饲养(无额外配对机会)或双对饲养(有额外配对机会)条件，并通过移除双对组中的非焦点雄性进一步增加额外配对机会。核心数据收集包括：通过巢箱视频记录量化父育行为(孵卵和育雏投入)，采用酶联免疫吸附测定(ELISA)分析血浆睾酮(T)和皮质酮(CORT)水平，以及基于16个微卫星标记的分子亲权分析确定额外配对父权(extra-pair paternity, EPP)率。所有分析均遵循预注册(pre-registered)统计方案，确保结果可靠性。

3.1. 繁殖数据概要

成功建立了59对焦点繁殖对，双对组表现出显著的额外配对父权率，特别是在非焦点雄性移除后，焦点雄性与非焦点雌性之间的额外配对后代比例高达56.5%，证实了实验操控的有效性。

3.2. 额外配对父权(仅双对处理组)

亲权分析显示，双对组中40%的焦点对为遗传单配制，而48.3%的焦点雄性与非焦点雌性产生了额外配对后代。非焦点雄性移除前后额外配对父权率的显著变化(6.9% vs 56.5%)突显了社会环境对繁殖策略的关键影响。

3.3. 父育行为

与预期相反，双对组雄性表现出更高的总孵卵投入(P=0.034)，这种差异主要体现于单独孵卵时间上。育雏阶段，两组在巢箱访问次数和育雏时间上无显著差异，表明额外配对机会并未以牺牲父育投入为代价。

3.4. 后代生长和存活

处理组间在后代体重、总巢重及存活率(均约87%)上均无显著差异，进一步证实雄性在追求额外配对受精的同时，仍能有效保障婚内后代的生长发育。

3.5. 激素水平

睾酮水平在处理组间无差异，但随繁殖阶段变化显著：簇间期最高，育雏期最低。皮质酮水平在簇间期出现组间差异，单对组显著高于双对组(P=0.031)，可能与不同社会环境下的能量代谢需求有关。

研究结论挑战了传统认知：斑胸草雀雄性在额外配对机会增加时非但没有减少父育投入，反而增加了孵卵贡献。尤其重要的是，即使在育雏期睾酮水平较低的情况下，雄性仍能成功获得额外配对受精，且不影响婚内后代的抚育质量。这一发现对"挑战假说"(Challenge Hypothesis)及其修订版"挑战假说2.0"(Challenge Hypothesis 2.0)提出了重要修正，表明睾酮水平变化可能更依赖于雄性-雌性互动而非单纯的雄性间竞争。

讨论部分深入分析了可能机制：研究者提出"亲代质量信号"假说，认为双对组雄性可能通过增加孵卵投入展示其亲代能力，从而在竞争环境中强化配偶关系。这种行育投入可视为对配偶关系的一种投资，有助于保障未来繁殖机会。此外，研究强调了社会生态位顺应(social niche conformance)的重要性——个体通过表型可塑性适应特定社会环境，从而形成个体间行为差异。

该研究的创新价值在于：通过预注册实验设计提供了关于繁殖权衡假说的反直觉证据；首次在斑胸草雀中系统验证社会环境对父育行为与激素水平的综合影响；为理解动物繁殖策略的可塑性机制提供了新范式。研究结果提示，在评估行为适应性时，需充分考虑社会环境的动态特性及个体应对策略的多样性，这对野生动物保护策略制定和圈养种群管理具有重要启示意义。