雄性间争斗对生殖成功的代价：Zophobas atratus后足咬斗导致败者及平局者精子转移数量减少

《Journal of Ethology》：2025 editor’s choice award and editor’s choice articles

本刊编辑委员会荣幸地将2025年度“编辑选择奖”授予松浦辉久&宫岳尚久（2025）的研究。该研究通过实验揭示了Zophobas atratus雄性个体间后足咬斗行为对生殖的直接负面影响，表明战败或平局会显著降低其向雌性转移的精子数量，凸显了雄性攻击行为潜在的生殖代价。

　　

在动物界，雄性个体为争夺交配权而进行的争斗是普遍存在的现象。这类行为通常被认为能带来繁殖优势，例如获得更多与雌性交配的机会。然而，争斗本身也需要消耗大量的能量和时间，并可能对身体造成损伤。那么，这种看似有利的行为，是否也伴随着潜在的、被忽视的代价呢？特别是在生殖成功率方面，激烈的对抗是否会对参与者后续的繁殖能力产生直接影响？这是行为生态学研究中一个值得深入探讨的问题。以往的研究多集中于争斗的获胜者所能获得的利益，而对于败者，甚至是没有明确胜负的平局者，其生殖输出会受到怎样的影响，则关注较少。为了回答这个问题，研究人员将目光投向了一种名为Zophobas atratus的巨大麦皮虫。

发表在《Journal of Ethology》上的这项研究，由松浦辉久（Teruhisa Matsuura）和宫岳尚久（Takahisa Miyatake）完成，他们通过精巧的实验设计，首次在Zophobas atratus中实证了雄性间后足咬斗行为对生殖的直接成本。该研究不仅比较了无争斗经历的雄性（对照组）与争斗中的胜者，更重要的是关注了败者以及战斗以平局结束的个体，从而更全面地评估了争斗的后果。他们的发现揭示了动物行为中一个微妙而关键的权衡：争斗在带来潜在交配机会的同时，也可能削弱参与者，尤其是未能取胜或经历持久战的个体，其实际的生殖贡献能力。

主要技术方法

本研究主要采用实验室行为观察与精子计数相结合的实验方法。研究人员首先在受控环境下诱导Zophobas atratus雄性个体进行配对争斗，并根据战斗结果将其分为胜者、败者、平局组，同时设置无争斗经历的对照组。关键步骤包括精确记录争斗持续时间，以及战斗结束后，通过让这些雄性与未交配过的雌性进行交配，随后解剖雌性生殖道，利用显微镜对雌性受精囊（spermatheca）中储存的精子进行直接计数，以此量化不同状态下雄性的精子转移效率。

研究结果

战斗结果对精子数量的影响

研究人员通过比较不同组别雄性其后代雌性受精囊内的精子数量，发现战斗结果对精子转移有显著影响。与无争斗经历的对照组雄性相比，战斗中的败者以及战斗结果为平局的雄性，其转移给雌性的精子数量显著减少。然而，获胜的雄性其精子数量与对照组相比则没有显著差异。这一结果表明，战斗的失败或经历一场不分胜负的持久战，本身就会对雄性的生殖输出造成直接的负面影响，而非仅仅是通过失去交配机会来体现。

战斗持续时间与精子数量的关系

除了战斗的胜负结果，研究还深入分析了争斗持续时间这一变量与精子数量之间的关系。结果发现，在所有经历了战斗的雄性中（包括胜者、败者和平局者），战斗的持续时间与后续转移的精子数量呈显著的负相关。也就是说，战斗持续的时间越长，无论最终是胜是负还是平局，该雄性个体在战斗后能够转移给雌性的精子数量就越少。这提示，战斗本身所消耗的能量、时间以及可能承受的生理压力（例如后足被咬伤），是导致精子转移效率下降的一个重要因素，而不仅仅是战斗结果的心理或社会效应。

讨论与结论

这项研究通过对Zophobas atratus雄性争斗行为的精细实验分析，得出了明确的结论：雄性间的攻击行为，特别是涉及后足咬斗的激烈对抗，伴随着显著的生殖代价。这种代价主要体现在，战斗中的败者以及经历平局的个体，其向雌性成功转移的精子数量会大幅减少。更重要的是，研究揭示出战斗的持续时间是影响精子数量的一个关键变量，战斗越持久，生殖成本越高。

这一发现具有重要的科学意义。首先，它强调了在评估动物争斗行为的适应意义时，必须全面考虑其成本与收益。以往的研究可能过于关注胜利带来的利益，而低估了参与争斗本身，尤其是持久战和失败，所带来的直接生殖损失。其次，该研究为理解动物行为中的权衡（trade-off）策略提供了新的视角。雄性可能需要在投入资源进行争斗（以争取交配机会）和保存资源用于后续的精子生产与转移（以确保受精成功）之间做出权衡。在某些情况下，避免一场漫长且结果不确定的战斗，或许比冒险参与其中更具生殖优势。此外，这一发现也可能对理解其他物种中类似的战斗行为及其进化后果具有启发意义。

总之，松浦和宫岳的研究通过严谨的实验证据，揭示了Zophobas atratus雄性争斗行为中一个此前未被充分认识的生殖成本，深化了我们对动物行为策略复杂性的理解。该研究提醒我们，在动物行为的激烈表象之下，隐藏着关乎生殖成功的精细计算与权衡。