探秘沙塘鳢雌性 “黑眼展示”:解锁性选择与繁殖行为的奥秘

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Animal Behaviour 2.3

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  为探究雌性装饰性状在性选择下的演化因素,研究人员以沙塘鳢(Pomatoschistus minutus)为对象,研究成年性别比(ASR)对雌性 “黑眼展示” 的影响。结果发现该展示与性别间交流有关,且与巢质量、雌性圆度及产卵相关,为理解性选择和繁殖行为提供依据。

  在动物的奇妙世界里,求偶和繁殖行为充满了各种令人着迷的现象。达尔文提出的性选择理论,解释了像鲜艳颜色、华丽羽毛等夸张装饰特征的演化,这些特征虽对生存无明显益处,却能通过与繁殖相关的社会机制得以进化。不过,该理论主要聚焦于雄性在求偶竞争中的角色,对于雌性较少引人注目的装饰特征演化,仍存在诸多未解之谜。在众多动物中,雌性装饰性状的功能及演化原因一直是生物学研究的热点与难点。
沙塘鳢,一种生活在欧洲沿海的小型海洋鱼类,其雄性负责筑巢、护卵,在繁殖过程中竞争激烈;而雌性通常较为低调,但会出现一种独特的 “黑眼展示” 现象,即在眼睛附近出现明显的黑色色素沉着,这种展示可在数秒内开启或关闭,且雄性不会出现。此前,人们并不清楚这种雌性特有的性状有何作用,也不知道成年性别比这一重要因素对其会产生怎样的影响。为了揭开这些谜团,来自瑞典哥德堡大学克里斯蒂娜伯格海洋研究站的研究人员开展了相关研究,该研究成果发表在《Animal Behaviour》上。

研究人员采用了一系列关键技术方法来深入探究这一现象。他们首先在瑞典西海岸的博克维克湾,使用手拖网收集成年且具有繁殖活性的沙塘鳢,通过测量鱼的体长和基于腹部圆度(雌性)、色素沉着程度(雄性)的繁殖成熟指数筛选实验对象。接着,设置了两种模拟自然条件的成年性别比处理组,分别为雄性偏多(3 雌 4 雄)和雌性偏多(3 雌 2 雄)。在实验过程中,利用 GoPro 相机对六个交配水族箱进行录像,记录鱼的行为。最后,对录像进行手动分析,观察雌性 “黑眼展示” 的发生情况、持续时间、首次展示的潜伏期等多个指标,并运用多种统计模型对数据进行分析。

研究结果如下:

  1. 成年性别比与 “黑眼展示” 的关系:研究发现,成年性别比对雌性 “黑眼展示” 的发生、持续时间和潜伏期均无显著影响。这意味着 “黑眼展示” 的功能既不与增加的交配竞争(雌性偏多的性别比情况)相关,也不与潜在配偶的数量(雄性偏多的性别比情况)有关。而且,相对雌性体型大小对 “黑眼展示” 的发生也没有影响,表明其不太可能是与雌性优势地位相关的展示。
  2. 雌性圆度、“黑眼展示” 与产卵的关系:相对圆度对 “黑眼展示” 的持续时间有显著影响,最圆的雌性展示时间明显更长;同时对潜伏期也有影响,但较弱。此外,在观察到 “黑眼展示” 的重复实验中,产卵的可能性显著更高。这表明 “黑眼展示” 很可能是雌性准备产卵的诚实信号。
  3. 雄性筑巢与 “黑眼展示” 的关系:“黑眼展示” 的发生与巢穴质量相关,在巢穴质量评分较高(1 或 2 分)的重复实验中,更多雌性出现 “黑眼展示”。不过,由于未对雄性筑巢行为进行操控,目前尚不能确定是优质巢穴刺激了雌性展示,还是雌性展示促使雄性更积极筑巢。
  4. 雄性和雌性互动与 “黑眼展示” 的关系:在雌性开始 “黑眼展示” 后的 5 分钟内,雄性明显更关注展示的雌性。这表明 “黑眼展示” 在性别间的重要性比之前认为的更大,可能在雄性配偶选择中发挥作用。但 “黑眼展示” 并不常见,仅在特定情况下出现。

综合研究结论和讨论部分,该研究具有重要意义。研究表明,沙塘鳢雌性的 “黑眼展示” 与卵成熟度密切相关,是一种诚实信号,与雌性相对圆度和产卵可能性呈正相关。同时,该展示与雄性筑巢行为之间存在很强的正相关,二者可能相互作用,优化配偶选择和繁殖成功率。此外,“黑眼展示” 在性别间交流中具有重要作用,吸引了更多雄性关注,但与雌性间竞争和社会优势地位无关。这项研究不仅为沙塘鳢的繁殖行为和性选择研究提供了新的视角,也为理解其他物种中雌性装饰性状的演化和功能提供了重要参考,有助于推动整个生物学领域对性选择和繁殖行为的深入研究。

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