交配时间最长的动物(据说澳洲的宽足袋鼩会因为

生活百科 2022-08-09 17:29www.17kangjie.cn生活百科

死亡之前只有一次机会将基因传递下去的情况在自然界中发生的比我们预期的要多:自杀繁殖一种或两种性别在单次交配后就死亡的现象,这种情况常见于植物和一些无脊椎动物中,包括昆虫和蜘蛛等等。

上图:今天的主角——宽足袋鼩


——那哺乳动物呢?

某些食虫有袋动物在繁殖季节会因体内压力激素的升高会导致免疫系统崩溃、出血、感染和其他疾病。所有雄性交配后即死亡。


雄性繁殖后的寿命因物种而异。大约五分之一生殖特性得到研究的食虫有袋动物具备通过同步免疫崩溃机制使雄性完全死亡的最极端条件,包括澳大利亚的四个物种:

  • 宽足袋鼩
  • 帚尾袋鼬
  • 西澳袋鼬属
  • 斑袋鼬属

不同的生物钟

这些动物通常看起来毫不起眼,被某些人称为“有袋的老鼠”。但是,它们的行为和种群特征令人印象深刻,与老鼠完全不同:

  • 除了戏剧性的死亡,这些有袋动物还表现出极端的性行为和生理机能。在12种宽足袋鼩中,一次交配可长达14小时,非常混乱。

  • 在11个月龄时,交配季节即将来临之前,这些雄性的生殖生理发生了一些非常奇怪和违反直觉的事情。

  • 尽管它们从未交配,但它们会停止产生精子,并且睾丸会分解,因此动物必须依靠附睾中储存的精子来完成交配。

从那时起,雄性的生命时钟开始倒计时,因为它们在睾丸消失之前制造的精子开始在尿液中流失。疯狂的交配季节仅持续数周,雄性通常在幼鼠出生之前就会死亡,而且雄性自杀的方式也令人震惊,它们会失去皮毛,并发展成溃疡和坏疽

生物学家曾经以为这些动物在交配季节会因为打斗而感染导致死亡,但现在了解到并非如此。尽管时间紧迫,狂飙的睾丸激素,但实际上雄性之间没有公开的竞争,并且彼此之间看起来非常友好。

在许多宽足袋鼩属的物种中,雄性一起挤在由位于树上凹陷处由口桉树叶编织成的巢穴中,在一年中的大部分时间,两性都共享这些巢穴。

到交配季节结束时,雄性会变得全天保持活跃,身体逐渐崩溃的雄性可能会四处奔跑寻找最后的交配机会,但是到那个时候,雌性会回避这些雄性。


精子竞争

毫不奇怪,这种情况引起了很多问题:

  • 为什么雄性不争斗?
  • 为什么它们会采取这种奇怪的程序化自杀繁殖策略?
  • 为什么他们在交配季节之前关闭精子的生产?
  • 为什么他们表现出如此极端的性行为?
  • 为什么这种灭绝策略在食虫有袋动物中发生了多次进化,而在其他哺乳动物中却从未发生过?

科学家们怀疑这些问题的答案是相关的,因为所有这些都与激烈的精子竞争有关。

精子竞争是交配后性选择的一种形式,其中雄性的精子在雌性生殖道内竞争,而不是为获得雌性而奋斗。

哺乳动物中的精子竞争与拥有大量精子生产组织的大睾丸有关,通常还需要较长的交配时间并保护伴侣。

上图:性选择当中的竞争模式:

  • A-精子竞争

  • B-雌性选择/性冲突


随着交配时间的减少,雄性之间的竞争会加剧,而雌性则在时间和空间上同步其交配窗口。

澳大利亚研究人员托尼·李(Tony Lee)和理查德·布雷思韦特(Richard Braithaite)是1970年代后期发表在《美国自然主义者》上的一项开创性研究的作者,当时他们提出食物的季节性是哺乳动物自杀生殖进化的关键因素时,就意识到了这一点。

他们认为这些有袋动物生活在温带(南半球高纬度的)森林中,那里的昆虫在每年的同一时间都有一个可预测的丰度高峰,这意味着雌性会同步交配,以便当这种食物高峰出现时,幼崽可以成长并断奶。

因为即使是有袋小动物也有很长的泌乳期(数个月,与生态上类似的胎盘哺乳动物不同),所以期间它们不能再产第二胎。Braithaite和Lee曾认为,在一年的短暂交配季节中,雄性也可能竞争至死,以最大限度地增加其育出的年幼数量。

上图:宽足袋鼩育儿袋中的幼崽


预测峰值

为了检验有关雄性竞争强度、交配季节的长度和精子竞争机制的这些观点,科学家分析了21种食虫有袋动物中52个种的栖息地、食物可预测性、种群统计学和生殖性状等项目,其中包括四个澳大利亚的有袋类属。

科学家发现,在澳大利亚、巴布亚新几内亚和南美,昆虫的丰度在高纬度地区比热带地区在食虫性有袋动物居住的地方显示出更加可预测的同步季节高峰,这种模式不仅在森林中,而且在这些动物所居住的任何地方。他们还发现,昆虫数量的季节可预测性与短而同步的单个交配季有关。


这些结果表明,短交配季加剧了雄性竞争,这是由于季节性食物供应和雌性交配同步所致。

简而言之,竞争会缩短雄性的寿命。雄性存活率较低的物种(在最极端的情况下,会因免疫系统崩溃而死亡)的睾丸较大,交配时间较长,表明精子竞争激烈。


交配致死

雄性中有自杀生殖特征的小型有袋动物出于适应性原因“交配致死”。看起来,在交配之前关闭精子的生产,并为了利用所有可能的能量进行交配而放弃任何在未来再次繁殖的可能,这些雄性在精子竞争中更具有优势。

许多自然纪录片倾向于将这些雄性在后代出生前死亡归因于无私的父方自杀,以避免食物枯竭。但这种观点是错误的,原因有几个:

  • 自然选择作用的是个体基因的传递,而不是代表物种利益的雄性种群。为其他雄性所生的幼崽的利益而死亡并放弃进一步繁殖的雄性基因将处于不利地位;
  • 在这些物种中,没有任何可以使雄性自己的幼崽获得优势的机制(“亲缘选择”),因为雄性在交配季节分布广泛,而一窝幼仔可能有多个父亲。
  • 雌性确实会损失体重,但这与她们能找到多少食物无关。相反,这很可能受食物转化为泌乳的速度限制影响,圈养的雌性也会体重减轻。

因此,在这些哺乳动物中,个体的性选择而不是利他主义导致明显的自我牺牲。

科学家的进一步研究表明,雄性有袋类动物从死亡中获得繁殖优势的方式与某些蜘蛛(如红背蜘蛛)的自杀交配相具有同类的进化机制,在这种蜘蛛中,牺牲自己的雄性的后代更多。

上图:红背蜘蛛


总结

因繁衍后代致死,是一种进化策略,因为这使得雄性的精子能获得更多竞争力,用父爱泛滥来解释这种现象就误会太深了。

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