空间背景下红背蝾螈体色多态性的交配模式与性选择动态解析

《Oecologia》：Spatial variation in sexual size dimorphism and mating associations in the color polymorphic Eastern Red-Backed Salamander (Plethodon cinereus)

本研究针对表型多样性维持机制，以体色多态物种红背蝾螈为模型，通过六种群比较分析，揭示性选择压力在空间尺度上的异质性。结果发现雌性体型偏大的性二态仅存在于半数种群，且体型关联交配与体色选型交配均呈地理变异，表明局域适应性对交配模式的塑造作用超越多态性本身。

　　

在演化生物学中，体色多态现象如同自然界的调色盘，为研究物种多样性维持机制提供了天然实验室。红背蝾螈作为北美东部森林的常见物种，其背部的条纹型与无纹型体色分化不仅关乎外观，更关联着生态位差异、行为策略乃至繁殖选择。然而，这种多态性为何能在同一种群中长期共存？传统理论认为选型交配可能通过促进相似表型个体的结合，加速种群分化，但这一过程是否在不同地理环境下稳定存在，仍是未解之谜。

为破解这一难题，研究团队在俄亥俄州北部建立了六处监测点，这些地点如同生态演化的天然梯度实验场：从条纹型独占的查宾森林到无纹型主导的南巴斯岛，构成了多态频率从0%至100%的完美研究序列。通过2014至2016年的系统监测，团队在600块人工覆盖板下记录了172对成体蝾螈的配偶组合，首次实现了多态性交配模式的空间同步比对。

关键技术方法包括：布设标准化人工覆盖板模拟自然栖息地，每周记录配偶对的体长与体色类型；通过吻肛长度区分性二态，以腹部斑纹实现个体识别；采用广义线性模型检验体型与体色的选型交配关联，并通过统计功效分析评估结果稳健性。

性二态的地理变异

研究结果显示，雌性体型优势并非普遍规律：仅在查宾森林、库雅荷加谷和南巴斯岛三地存在显著雌性偏大型二态，而东部港口等三地则无性别尺寸差异。更值得注意的是，种群平均体型呈现自西向东的梯度变化，湖滨岛屿个体显著大于内陆群体，暗示气候因子可能通过生长周期影响体型演化。

配偶体型关联的空间分异

在四成种群中发现了“大雌配大雄”的正向体型关联，但这种模式与当地多态频率无直接关联。例如在无纹型占绝对优势的东部港口，依然存在体型匹配交配，表明体型选择可能独立于体色多态机制运作。

体色选型交配的缺失

与预期相反，多态种群中未发现显著的体色选型交配证据。即便在既往报道存在选型交配的库雅荷加谷，扩大样本量后也未重复出稳定模式。后续分析提示，早期研究可能因侧重体质指数而非体长指标导致差异，但整体上体色对配偶选择的直接影响弱于预期。

讨论与展望

本研究通过空间比较框架，揭示了性选择动力学的局域特异性。雌性体型优势与配偶体型关联的地理嵌合模式说明，多态性维持不能简单归因于选型交配，而需要结合负频率依赖选择、基因流等多元机制解释。尤其重要的是，种群间遗传分化程度与交配模式变异存在耦合，如西部种群的高遗传分化可能强化了局域适应性交配策略。未来研究需整合环境梯度数据与基因组工具，深入解析多态性在异质景观中的演化轨迹。

这项发表于《Oecologia》的研究不仅革新了对红背蝾螈繁殖生态的认知，更建立了空间显式分析范式，为理解生物多样性维持提供了跨尺度研究样板。