作者:王世骐等 来源:《古脊椎动物学报》 发布时间:2016/5/5 14:24:32
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挑剔的雌性主导性别异时进化


 

尽管联合国有可能迎来首位女性掌门人,候选人也纷纷表示若当选将重用女性,当下的人类社会还是被普遍认为是男性占主导地位的。不过,生物进化理论却从另一个方面阐释了雌性所拥有的主导权。近期,中科院古脊椎所的研究人员通过研究发现,在生物进化过程中,除了自然选择以外,性选择也起到了非常重要的作用。这一新研究成果发表在《古脊椎动物学报》2016年第54卷第一期上。

雌性对雄性更挑剔

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王世骐通过对甘肃临夏盆地中中新统曾家地点的葛氏铲齿象居群的研究发现,雄性比雌性具有更隆起的脑颅部和更加退缩的鼻骨。而这两个特征均在长鼻类的演化过程中具有重要的意义——隆起的脑颅和退缩的鼻骨都是接近于现生象的进步特征,隆起的颅骨使颞部肌肉收缩力增强,更有利于碾磨草,而鼻骨越短鼻子就越长。这种现象不仅在铲齿象中,在欧洲中中新世的嵌齿象中也有发现。他认为,从某种意义上说,在中新世时期,长鼻类雄性的进化似乎比雌性要领先一步。

但是,比较现生非洲象的头骨特征,雄性与雌性在这两个特征方面基本没有差异。这就说明,在上新世和更新世,长鼻类雌性的进化又赶上了雄性,抹平了这两者的差异。

王世骐用英国统计学家、遗传学家费希尔在1930年提出的雌性选择理论来解释这种性别异时进化现象。这一理论是说,雌性与雄性在繁殖中采取的策略不同,由于雄性可以产生巨大数量的精子,其繁殖策略是寻求更多的交配机会,从而提高后代的出生率;而雌性只能产生相对数量很少的卵子,其策略是寻求更加优质的雄性交配,从而提高有限后代的生存率,因此,雌性对雄性更加挑剔,性选择强。

在长鼻类演化的第一阶段,这种雌性对雄性的强性选择非常明显,如果雄性具有某种进步的特征,那么这种雄性很容易被雌性选择接受,其后代留存的机会增大,这使得这种进步的特征能够在演化过程得以顺利保存。不过,在这一段阶,雌性在演化上相对比较保守,进步的特征在雌性中不太体现,他解释,或许这是为了应对演化中潜在的风险。而到了第二阶段,雄性中率先产生的进步特征被认为是成功的演化之后,雌性也获得了这种特征,与雄性达到了同样的演化水平。

“由于性选择是一个主动的过程,雌雄双方通过交配意愿,可以极大地提高性状选择的效率,从而使物种实现高速的进化。”他说,这就体现出了有性繁殖相比于无性繁殖的巨大优越性,性别的产生也正是源于此种原因。尽管性选择是一个双向的过程,但很显然雌性占据了主导地位,雄性的选择则不那么强烈。

性选择加速进化

生物进化的原因和内在动力究竟是什么?恐怕在今天,没有人会反对“有利于生存的体征会在演化过程中脱颖而出”的自然选择理论。但是,导致这一问题始终存在争议的是,自然选择并不是物种进化的唯一动力。

事实上,早在1859年达尔文发表《物种起源》时,他就意识到自己无法解释一个问题,许多动物进化出的一些形态特征并没有明显的生存价值,而是有利于赢得配偶,或者吸引异性,或者为威吓同性。比如雄孔雀的尾巴、雄狮的鬃毛。于是,达尔文简要提出用性选择理论补充解释生物第二性征的变异。

12年之后,他又出版了一本名为《人类起源与性的选择》的著作,强调了性选择尤其在人类进化中的重要作用。他认为,人种间的体貌差异,没有直接或者特别的生存功能。性选择的运作,有赖于一个性别的成员演化出某个特征,而异性对那个特征产生偏好。

王世骐进一步解释,性选择本身也是自然选择的一部分,事实上,性选择产生的形态特征变异有些也是在自然环境中对生存更有利的,因此,它们两者是耦合在一起的。

但是,直到今天,性选择理论还是没有受到足够的重视。尽管此后费希尔完善并系统地提出了雌性选择理论。他认为,这很可能是受到现代人类社会对性别的固有的价值观念的影响,但这不应该妨碍我们在科学范畴内讨论这个问题。

他介绍说,在现生的动物中有一个极端的例子。南极海豹雄性和雌性之间身材差异非常显著,一头成年雄海豹的体重大约能达到6吨,远远大于雌海豹。当繁殖季节到来时,雄海豹之间的争斗异常激烈。有学者作过研究统计,发现海豹本身的死亡率很高,只有25%的雄海豹可以存活到成年,而在这部分海豹中,仅有10%可以获得交配的机会。在海滩上,获胜的雄海豹甚至可以和100多头雌海豹交配,但失败的雄海豹,即便偷偷追逐那些边缘的雌性,得到的也会是她们的拒绝。可以说,因为雌海豹的异常挑剔,导致雄海豹强壮有力的身形特征得以强化。

择偶同样也是“人性”的一个重要基石,尽管人类的婚育制度是最为特殊的,但他认为,总体而言,女性对男性的选择要多过于男性对女性的。

性别差异与种群的繁荣、衰落

这项研究最有价值的地方还不止于此。研究人员发现,在长鼻类演化的第一阶段,雄性的进化比雌性快,二者的性别差异增大,这个阶段正是长鼻类种属数量最多,进化上最繁荣的阶段;而在第二阶段,雄性的进化变慢,被雌性赶上,二者的性别差异减少,这对应于长鼻类的衰落期。现代的长鼻类是一个衰落的类群,其种属数量足以为证。

于是,王世骐提出了一种假说,当雌性与雄性达到同样的演化水平,雌性对雄性的性选择也随之降低。因为雄性相对于雌性在特征上不再具有明显的优势,或者说,雄性新发展出的特征不被雌性认为是一种进步特征而被选择,雄性对于雌性的吸引力也被降低。

“进化就好比一个水涨船高的过程,当雄性性状、能力无法达到雌性的预期,就可能影响雌性作出选择。”在他看来,这似乎从某种程度上可以迁移到当下的人类社会,当女性的智力、能力、地位与男性不相上下时,女性的婚育观念也在发生显著的变化。

这个假说的另一部分是,当种群失去了统一的演化方向,繁殖能力降低,就会使整个种群走向衰落。他说,这一现象在其他哺乳动物类群中也是存在的。例如,现生的马科、犀科、长颈鹿科等处于衰落中的类群,其雌雄性别差异普遍很小,繁殖比较困难;而鹿科、牛科等处于繁盛中的类群,雌雄差异普遍很大,繁殖则比较容易。“这也可能是物种进化过程中的一个内在矛盾。”

他坦言,用古生物化石验证这个想法是一件非常不容易的事,因为化石数量有限、不完整,性别鉴定和特征差异的区分本身就有困难,因此,材料、证据还不是那么充分。但是,通过性别异时进化理论来解释一个大的动物类群的繁荣和衰落的原因、机制和内在动力,是这项研究提出的一个全新的视角。借鉴这项研究的思路和方法,将来也许研究人员可以从现生动物中进行更充分的论证。(来源:中国科学报  胡珉琦)

 
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