食物驱动的两性博弈:南美洲斑潜蝇交配策略研究

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性选择传统观点认为两性生殖利益差异对交配策略的产生起到决定作用。雄性因为较低的生殖投资而具备较高的潜在繁殖率,在大多数情况下支配了两性合作与冲突的格局,例如雄性在配偶寻找、求偶炫耀、强迫交配、彩礼捐赠等行为中往往是主动者。然而,交配系统的多样性和复杂性暗示在两性博弈过程中,雌性也有可能起到主导作用。作为雌性主导的一个子集,雌性控制种群重要资源的现象在动物界也十分普遍,在一个多次交配的繁殖体系中,有可能对雌雄各自的生殖利益产生影响。然而两性博弈中在雌性角色反转而主导资源的情况下交配策略如何进化是一个悬而未决的科学问题。  南美洲斑潜蝇雌雄两性除繁殖外,在食物的获取方面也存在密切的关系。表现为雌性能够利用产卵瓣在叶片表面打孔而获取食物;雄性自己不能创造食物,但可以依赖于雌性创造的取食产卵孔取食。这一现象很难用经典的性选择来解释。为了阐明现象背后的机制。我们首先通过生存分析和生化测定揭示了取食产卵孔渗出的植物伤流对雄性寿命的作用。行为观察进一步发现,交配显著促进了雌性的打孔频率,进而增加了雄性获取食物的机会。本研究的化学生态学证据表明,性信息素有可能不是主要介导两性吸引的因素,寄主植物无论是否被雌性打孔在远距离对雌雄都有明显的吸引作用。我们用激光测振技术发现雌雄近距离的求偶是通过介质传递的振动二重唱介导的,在这个过程中,雌性产生明显振动信号以回应雄性的“广告声”,引发了雄性强烈的趋声反应。雄性在趋声反应中产生两种截然不同的策略:华丽的舞蹈策略及简单的直接交配策略。一对一求偶实验显示,40%的雄性可以根据饥饿程度以及食物的期望灵活改变求偶策略。特别是,当雄性遭受营养剥夺时,更倾向于表现出舞蹈策略。我们通过添加化合物的求偶实验证实,打孔诱导挥发物是舞蹈策略的触发因素。对雌性繁殖策略的分析最终发现,比起直接交配者,雌性更偏爱舞蹈策略者,通过与之交配从更多的后代数量上获益。相一致的,雌性也产生了更多的取食产卵孔,这客观上形成了对舞蹈策略者的食物奖励。  本研究系统考察了南美洲斑潜蝇由雌性创造的食物对雄性存活、两性相聚与配对、雄性求偶以及雌性配偶选择的影响。揭示了雌性对生存资源的掌控可以导致两性合作的进化。雄性饥饿驱动的求偶炫耀以及雌性配偶选择导致的繁殖输出增加是该体系的两个特征。因此,本研究提出雌性对食物的掌控通过提高种群的存活和生殖利益影响了交配策略。这种食物驱动的合作机制有可能雄性资源依赖型交配系统中广泛存在。
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