捕食压力下猎物假死行为的实验进化:与捕食者共处五世代后假死持续时间显著延长

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:Applied Entomology and Zoology 1.3

编辑推荐:

  本研究为解决捕食压力如何塑造猎物行为进化的关键问题,由Okayama University团队通过红粉甲虫(Tribolium castaneum)与猎蝽(Amphibolus venator)的捕食模型,首次证实持续五代的捕食压力可显著延长猎物假死行为(thanatosis)持续时间,而运动活性(locomotor activity)未发生适应性改变。该发现为捕食-猎物协同进化提供了直接实验证据,发表于《Applied Entomology and Zoology》。

  

在自然界残酷的生存竞赛中,猎物演化出精妙的策略逃避捕食者,其中假死行为(thanatosis)是最令人着迷的生存表演——动物通过突然静止不动欺骗捕食者放弃攻击。然而这种行为能否在捕食压力下快速进化?传统观点认为行为进化需要漫长世代,但日本冈山大学(Okayama University)的研究团队通过精巧的实验设计,首次捕捉到这一进化过程的"快镜头"。

研究人员选择红粉甲虫(Tribolium castaneum)和其天敌猎蝽(Amphibolus venator)构建捕食模型,设置与捕食者共处(处理组T)和隔离(对照组C)两种环境,连续培养五代后比较两组的行为差异。实验采用红外活动记录系统(actogram)量化运动活性,并通过标准化刺激测量假死持续时间和频率。

关键实验技术

  1. 实验进化设计:建立3个重复品系,处理组每代保留经捕食筛选的幸存个体(约20只)繁殖下一代
  2. 行为量化:使用15cm白瓷盘标准化刺激假死行为,记录0-3次刺激下的静止时长
  3. 运动监测:红外光束中断技术(E3S-AT11传感器)每6分钟记录24小时活动量
  4. 环境控制:恒温25°C、60%湿度,严格隔离个体避免社交干扰

主要研究结果

死亡假装的进化响应
处理组T在第五代时假死持续时间(21.00±3.90秒雌性/22.28±3.01秒雄性)显著长于对照组C(12.80±1.94秒/18.97±2.84秒)(p<0.0001),且雄性普遍比雌性延长约4秒。这种差异在GLMM分析中表现为显著的世代×品系交互效应(X2=7.19,p=0.0073),证实捕食压力直接驱动假死时长的进化。

行为特征的代际变化
所有测量性状(假死时长、频率、运动活性)均显示第五代表现值显著高于第一代(p<0.0001),但仅假死时长出现品系间分化。运动活性虽随世代增加,但处理组与对照组无显著差异,否定"低活动度更适应捕食环境"的预期。

性二型性的新发现
雄性假死时长显著长于雌性(X2=9.17,p=0.0025),这种性别差异在实验室种群中反复出现,但野外种群未见此现象,暗示性选择可能参与塑造反捕食策略。

讨论与意义
该研究首次实验证明假死行为可在五代内(约15个月)产生适应性进化,刷新了对行为进化速度的认知。特别值得注意的是,假死时长的进化优先于运动活性的改变,这与早期人工选择实验提出的"假死-活动度遗传拮抗"假说形成有趣对比——自然选择可能通过不同路径塑造行为表型。

研究还揭示捕食压力下的进化响应存在性别不对称性,雄性延长假死可能与其更高的交配竞争风险相关。这一发现为理解性选择与自然选择的交互作用提供新视角。未来研究可结合基因表达分析,揭示假死时长进化的分子机制,并探讨不同强度捕食压力下的进化轨迹差异。


相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号