先雌后雄型雌雄同体隆头鱼中持续的雄性存活优势:气候极端事件下性别与性转换塑造的存活轨迹

《Animal Behaviour》:Persistent male survival advantage in a protogynous hermaphrodite fish

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月07日 来源:Animal Behaviour 2.3

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  在多配偶制(polygyny)物种中,强烈的雄–雄同性内竞争通常导致高繁殖偏移,并预期雄性因维持竞争性状而承受更高存活成本。然而,在先雌后雄型(protogynous)雌雄同体系统中,个体自幼以雌性功能存活,仅少数大型个体转换为雄性并垄断雌鱼后宫(harem)

  
在多配偶制(polygyny)物种中,强烈的雄–雄同性内竞争通常导致高繁殖偏移,并预期雄性因维持竞争性状而承受更高存活成本。然而,在先雌后雄型(protogynous)雌雄同体系统中,个体自幼以雌性功能存活,仅少数大型个体转换为雄性并垄断雌鱼后宫(harem)。研究人员以蓝带裂唇鱼(Labroides dimidiatus)为模型,在澳大利亚大堡礁蜥蜴岛周边8个礁区站点开展跨年度个体标记监测,覆盖正常年份与2024年ENSO驱动的海表增温及珊瑚白化事件。结果显示:在正常与极端气候条件下,雄性清洁鱼存活率均显著高于雌性,且性别效应独立于体长;2024年ENSO期间雌性死亡率较前一夏季升高逾2倍,生长速率在雌雄中均下降,但雌性存活受损更突出。该发现挑战了多配偶制物种中“雄性偏向死亡”的传统假设,表明性别与性转换过程共同塑造了对气候极端事件的响应,先雌后雄型系统的雄性因较低同性竞争与能量分配优势而获得持续存活利益。
研究背景与问题提出
在固定性别的多配偶制(polygyny,一雄多雌交配系统)物种中,雄性为争夺交配机会通常延迟成熟、增大体型并维持武器化与高风险行为,由此产生较高的雄性偏向死亡(male-biased mortality)。先雌后雄型雌雄同体(protogynous hermaphrodite,个体生命早期为雌,后期部分转为雄)广泛存在于隆头鱼、鹦嘴鱼与石斑鱼等珊瑚礁鱼类中,其性别角色在同一生命周期内转换,但性转换是否重构性别特异性存活轨迹长期未被检验。同时,气候驱动的海表增温与ENSO事件会降低珊瑚覆盖与客户鱼资源,可能放大繁殖与生长的能量代价。研究人员据此提出:在先雌后雄系统中,极端气候是否触发与经典多配偶制不同的性别特异性存活响应。
研究开展与核心结论
研究人员在蜥蜴岛8个礁站点对蓝带裂唇鱼(Labroides dimidiatus)进行个体可视化标记(VIE)与长期潜水追踪,覆盖2023年非白化年与2024年ENSO增温白化年,结合海温浮标与NOAA热胁迫阈值划分时期,分析密度、个体生长与存活。结果表明:雄性存活优势在常态与扰动下均持续存在;ENSO期间雌性生长下降、死亡概率显著上升;性别本身而非体长解释存活差异。该研究意义在于修正“多配偶制必伴雄性高死亡”的范式,并为珊瑚礁先雌后雄物种在气候变化下的种群评估提供性别维度依据。
主要关键技术方法
研究以蜥蜴岛8个孤立礁 patch 的清洁鱼种群为样本队列,采用水下VIE个体标记与 exhaustive 存在/消失搜寻区分死亡与迁出;以双相机立体摄影测量(stereo-photogrammetry)估算体长与相对生长率;依据行为学指标(flutter-run、求偶姿态、产卵角色)判定性别与性转换;利用AIMS海温浮标与NOAA Coral Reef Watch热胁迫指标界定ENSO期;统计上采用二项分布混合效应模型(GLMM)与Tweedie分布生长模型,以site为随机效应、log(天数)为offset,并单独检验标记处理对存活无影响。
研究结果
密度变化
研究人员通过标准化每100 m2成鱼计数发现,2024年成鱼密度较2023年下降约17.44%,无显著季节交互,表明ENSO导致种群数量压缩。
生长速率
采用Tweedie GLMM分析相对生长率显示,2023年雌性生长高于雄性,2024年夏季雌雄生长均受抑制,雌性降幅更明显;按雌鱼体长分级后,50 mm与70 mm组在ENSO夏季生长显著低于去年同期,说明环境胁迫削弱典型性别生长差异。
存活与死亡模式
二项分布GLMM表明雌性整体死亡优势比雄性高约5倍;ENSO夏季雌性死亡概率由0.16升至0.35。个体水平模型显示存活仅由性别驱动,体长不显著,且VIE标记无额外存活风险。
讨论浓缩与结论翻译
讨论指出,先雌后雄后宫制中成体性比约1:4,雄–雄冲突极少,雄性通过体型等级“排队”上位而非争斗,能量与行为成本低于固定性别多配偶制雄性;同时雄性可能由“存活筛选后的高质量雌鱼”转换而来。雌性则同时承担卵生产、持续生长以谋求性转换、以及等级内社会压制三重能量负担,在ENSO食物受限时更脆弱。
研究结论翻译:在先雌后雄珊瑚礁鱼类中,雄性而非雌性表现出持续存活优势,该优势独立于体型,并在ENSO极端气候下依然保持;雌性在热胁迫中面临更高死亡风险。性转换与生活史性别角色重排,从根本上改变了多配偶制物种的性别存活预期,提示气候脆弱性评估须纳入性别与性转换结构。
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