动物行为学知识简介(二)——性、双亲行为和婚配制度

1.性冲突和性进化动物生殖细胞的大小有很大区别。雄性的生殖细胞——精子小而多,雌性的生殖细胞——卵子大且营养丰富,数量比精子少得多。所以在生殖过程的初始,两性的生殖投资即相差甚远,然而收获却相等——下一代身上雄雌两性的基因含量永远是相等的。雌雄动物的繁殖策略(最大可能地繁殖下一代)也相应地不同:雄性动物是通过与更多的雌性交配;而雌性动物则通过更快地产卵或幼仔。出于交配的需要引起的同性(往往是雄性)     

小虫两套生殖器 安能辨我是雄雌

当一只雄性非洲蝙蝠虫Afrocimex constrictus（封2彩图Ⅵ）——一种吸食蝙蝠血液的寄生虫——想要交配时，它只要将自己尖利的雄性生殖器刺入雌性同伴的腹部即可，而根本无需考虑后者的感受。为了保护自身免受这种所谓外伤型授精的伤害，雌性蝙蝠虫进化出了一套特殊的生殖器。如今，一项新的研究表明，这些生殖器能够变化出2种形式——其中的一种甚至能够帮助雌蝙蝠虫化身为雄性。进化生物学家表示，这一发现将性别大战提升到了一个全新的境界。     

室内养殖条件下三疣梭子蟹的生殖蜕壳和交配行为

本文采用外部特征观察和红外线摄像,对室内配对养殖三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的生殖蜕壳和交配行为进行了系统研究。结果发现:近交配季节,雌性三疣梭子蟹腹甲出现蓝黑色并不断加深,游泳足掌节则最终汇聚成一轮红色月牙,这些体表特征集中出现在生殖蜕壳前期,可能是除信息素外,另一类用于交配活动的视觉信号。三疣梭子蟹的交配活动起始于两性间的求偶抱对行为,雌性完成生殖蜕壳便进行软壳交配,这是一个连续的过程,包括随后的抱对守护行为;期间,相对于交配前后的抱对行为,三疣梭子蟹用于实质性交配活动的时间十分有限。然而,这可能是一种生殖策略:一方面,雌性可以采用抱对这种方式确保随后进行的生殖蜕壳及软壳交配过程能在有限的时间内安全有序地完成;另一方面,作为补偿,雄性可通过交配活动在雌性生殖道内生成精子塞来保证父权,减少个体间的竞争。     

雌性偏好促进象型类的性别异时进化（英文）

性双型的特征通常被认为产生于种内争夺交配优先权的斗争。例如,现生和化石的雄性长鼻类动物具有较大的体型和较粗壮的上门齿。本研究阐释了如下现象:化石象型类动物(Elephantiformes,长鼻类的主要类群)一些性双型特征与其进化历史具有相关性,而与性别竞争并非直接相关。在中新世的葛氏铲齿象(Platybelodon grangeri)和狭齿嵌齿象(Gomphotherium angustidens)中,雄性比雌性倾向于具有进化中更进步的特征,如同雄性在进化中领先雌性一步。这种现象可能与雌性偏好的机制相耦合。在象型类动物进化的早期(繁荣期),性别选择压促使雄性比雌性产生更加显著的进步特征;然而,在它们进化的晚期(衰退期),性别选择压似乎减弱,性别的异时进化也减少。这种新的发现或许在大型有蹄类的演化过程中有一定的普遍意义,因为那些繁荣的类群中通常性双型显著,如鹿科和牛科;而衰落的类群中通常性双型不显著。     

昆虫雄性生殖腺分泌物的功能

昆虫两性成功交配后,雄性生殖腺分泌物使雌性昆虫的生理和行为都发生了巨大的改变。昆虫雄性生殖腺分泌物含有多种具有生物活性的分子,这些生物活性分子通过成功交配转移到雌虫生殖道后,对雌虫的生殖活动产生影响,使交配雌虫一段时间内不再交配,使已转移的精子易于在雌虫生殖道内储藏,使卵与精子完成受精过程,还可刺激雌虫产卵和卵的发育,调控排卵和产卵等生殖过程。在精子的转移过程中,雄性生殖腺分泌物中的抗菌媒介质能使雌虫的生殖导管提供友好的环境。此外,一些昆虫的雄性生殖腺分泌物还含有一些有毒的化学物质,保护已产下的卵不被天敌取食和病原体侵染。     

平疣桑椹石磺生殖系统结构及精子储存场所

雌雄同体贝类精子的储存和利用规律一直是国内外贝类生物学研究的难点之一,本文利用活体解剖、显微观察、组织切片和扫描电镜技术,综合研究了平疣桑椹石磺(Platevindex mortoni)的生殖系统及精子储存场所。结果显示,其生殖系统包括生殖器本部、雌性生殖部分和雄性生殖部分。生殖器本部由两性腺、两性输送管、蛋白腺、黏液腺、支囊组成;雌性生殖部分包括输卵管、受精囊、阴道,位于身体中后方体腔内;雄性生殖部分包括输精管、刺激器、阴茎、阴茎鞘和阴茎牵引肌,位于身体前端右侧体腔内;其阴茎有阴茎鞘,阴茎表面布满倒刺。平疣桑椹石磺阴茎为直线状,无雄性附属腺。未交配的性成熟个体支囊内充满细长精子,受精囊内无精子;而交配后充当雌性个体的支囊内均为细长的自体精子,受精囊内有大量活力较强的粗短精子,其支囊为自体精子的存储场所,而受精囊为异体精子的存储场所。其精子储运情况为:两性腺内精子成熟后暂存于支囊,交配时通过输精管运输至阴茎,由阴茎输送精子至对方的阴道,异体精子进入受精囊内存储待用。     

东北林蛙的两性异形和抱对个体的形态相关性

2012年4月,在吉林省长白山地区,对正在抱对的30对东北林蛙(Rana dybowskii)成体的体长、头长、头宽、前肢长和后肢长进行测量,使用统计学的方法分析抱对个体形态特征的两性异形及配偶间形态特征的相关性.结果表明,两性的所有局部形态特征均与其体长呈显著正相关,其中,前肢长和后肢长随体长的增长速率在两性间无显著差异,而头长和头宽随体长的增长速率存在显著差异.雌性成体显著大于雄性成体;特定体长下雄性的前肢显著大于雌性,其他局部特征没有显著的两性差异;雌性个体与抱对的雄性个体的后肢长呈显著正相关,其余形态特征两性间无相关性.因此,在东北林蛙的配偶选择中,雌性对雄性形态特征的选择与两性异形的形成无显著的相关性.     

雄性不育对布氏田鼠交配行为和繁殖的影响

利用雄性结扎不育方法研究雄性结扎不育对布氏田鼠交配行为和繁殖的影响。结果表明：雄性结扎不育后不影响布氏田鼠雌雄两性的交配行为;不育雄性的存在对雌性的正常交配产生了干扰,降低了雌性的有效交配次数,并导致雌性怀孕率和产仔数的下降。结果一方面说明结扎不育雄性方法可用于布氏田鼠的不育控制研究,另一方面为不育后的竞争性繁殖干扰假设提供了实验证据。     

非优势顺位雄性黄山短尾猴的交配策略

在多雄多雌、顺位决定交配机会、雄性偏斜繁殖的非人灵长类社会中,低顺位雄性为提高自己的繁殖成功率,通常采取多样的交配策略以获得较多的交配机会。对非优势顺位雄性交配策略的研究可以增加对灵长类社会性行为复杂性的理解,对于深入探讨动物的婚配制度及繁殖策略具有十分重要的科学意义。本研究采用目 标动物取样法和全事件记录法,在２０１２ 年９ －１２ 月（交配期）记录了安徽黄山短尾猴鱼鳞坑ＹＡ１ 群中４ 只成年雄性个体的交配及有关的行为。研究发现：（１）非优势顺位雄性个体在远离优势顺位雄性视野范围的交配频次和交配时间显著高于优势顺位视野范围内;（２）与优势顺位雄性个体相比,非优势顺位雄性的强行交配（forced copulation）和隐秘交配（clandestine copulation）比例较高;（３） 就交配对象而言,对成功生育的雌性个体,优势顺位雄性在选择交配对象时具有明显的倾向性,非优势顺位雄性在选择时倾向性不显著;对未生育的雌性,优势顺位雄性更倾向于选择没有生殖经历的亚成年雌性个体,非优势顺位雄性则倾向于选择处于哺乳后期的成年雌性个体;（４）在具体交配策略上,优势顺位雄性选择跟随（follow） 雌性,非优势顺位雄性则通过做鬼脸 （grimacing）和性追求（sexual chasing）直接获取交配机会。本研究结果表明黄山短尾猴中非优势雄性个体形成了多变的交配策略,更多采取强制性方式,以获得更多的交配机会,多数的交配都是机会性的。     

雌性动物多次交配行为的机制及进化

雌性动物的后代数量不可能超过她的卵子数。在理论上, 一个生殖季节内, 一次或几次交配就足够使雌性所有卵子受精, 最大化其生殖潜能。但与理论预测相反, 许多物种的雌性经常与同一个或多个雄性发生多次交配。交配通常要付出较高的代价, 所以很难理解为什么雌性动物要反复进行多次交配。本文综述了解释此行为的一些适应性和非适应性假说。从获得直接收益和间接收益二个角度介绍了适应性假说。直接收益主要包括求偶喂食和“彩礼”、受精保证、亲代抚育、生殖刺激和护卫交配权等5 个方面。还着重介绍了多次交配对雌性后代的间接遗传受益, 即获得优质基因、提高后代遗传多样性和遗传互补性3 个假说。非适应性假说包括了遗传相关假说和顺从雄性行为假说。     

成虫体型大小驱动六斑月瓢虫性间相互选择(英文)

【目的】配偶选择是性选择的中心过程,当繁殖成本发生波动和配偶质量存在差异时,传统的性别作用也随之不同。为了验证在某些条件下雄性也可以像雌性一样进行选择,我们研究了雄性和雌性六斑月瓢虫Menochilus sexmaculatus(Fabricius)的交配成功率与作为适合度指标的成虫体型大小之间的关系。【方法】从初始种群中随机选择体型小和体型大的两性成虫,进行雄性和雌性配偶选择试验。并对成功交配的各个配对组的后代也进行配偶选择试验,测试其交配成功率。【结果】配偶选择试验结果表明,在雄性和雌性交配试验中交配的成功取决于体型大小。雄性根据其品质即体型大小这一繁殖力指标对雌性进行区分。同样,在雌性交配试验中体型大的雄虫比体型小的雄虫交配成功率高。无论亲本体型如何,体型大的雌虫都比体型小的雌虫产卵量高;不过,体型大小不影响卵的存活力。体型大的亲本的后代比体型小的亲本的后代发育更快,寿命更长,但是将其与来自初始种群的后代进行配偶选择时,它们在性合意(sexual desirability)或竞争力方面没有表现任何优势。【结论】六斑月瓢虫中存在以体型大小为目的性状的相互配偶选择。     

中国林蛙种群形态特征及雌体生殖力的地理差异

为了比较中国林蛙(Rana chensinensis)不同种群的形态特征、两性异形和雌体生殖力等方面的地理变异,在中国林蛙分布范围的南部(河南郑州)和北部(内蒙古扎兰屯)采集标本共130只,测量了两性的体长、体重等26项形态特征和雌体的生殖力。结果表明:(1)中国林蛙的形态特征及两性异形方面存在显著的地理变异,雌性显著大于雄性,扎兰屯种群显著大于郑州种群;(2)中国林蛙形态特征的地理变异符合贝格曼定律,但四肢的形态变化规律不符合阿伦规律,体形较大的扎兰屯种群存在两性异形的形态特征数量少,但差异程度大,与伦施法则不符;(3)雌性是中国林蛙两性中形态特征地理变异最明显的一方,在对寒冷气候的适应过程中,雌性比雄性的体长和体重增加的程度更明显。由此可知,两性间身体大小变化趋势的不一致暗示不同性别的个体适应环境变化的策略可能存在较大差异,这是造成中国林蛙不同种群两性异形和雌体生殖力地理变异的主要原因。     

红脂大小蠹基于近交避免行为的雄性配偶选择研究

为研究红脂大小蠹Dendroctonus valens雄性在配偶选择时是否存在近交避免行为,以及这种选择行为是否是基于化学信息,设计了3个实验,分别验证雄性对近缘和远缘雌性基于化学信息的配偶选择,近缘或远缘雌性存在下雄性的交配动机,以及基于化学信息的亲属识别机制及对雄性交配的影响。结果显示,在亲缘关系不同的2雌性选择实验中,雄性更愿意与远缘雌性交配;雄性在近缘雌性粪屑存在下,交配成功率显著降低。研究表明雄性红脂大小蠹对不同亲缘关系的雌性有显著不同的交配期望。雄性对亲缘关系近的同家庭雌性有明显的近交避免行为,由此避免近交衰退。本研究同时显示雄性红脂大小蠹亲属识别的机制是基于雌性个体的化学信息。     

果蝇Drosophila biarmipes翅斑二型性的生态学意义(英文)

雌性对雄性表饰的偏好性有利于性别选择。目前尚不清楚这一偏好性是否只限于雄性表饰或这一偏好性实际上是源于影响后代适合度的基因。对于雄性可直接有利于雌性或其后代适合度的交配系统而言,答案是肯定的--雌性偏好于与对气候胁迫具有更强生理抗性的雄性交配。对果蝇Drosophila biarmipes 的室内研究已经证明了求偶过程中翅斑的作用,但是其生态学意义仍然不清楚。我们检验了有翅斑与无翅斑雄性果蝇D. biarmipes 及雌性偏好的雄性所产生的后代对环境胁迫的抗性是否不同。结果表明：在干燥或冷胁迫条件下,有翅斑的雄性果蝇比无翅斑的雄性果蝇的交配成功率明显要高。相反,在高湿条件下,无翅斑雄性果蝇的交配频率更高。我们也发现在较为干旱的条件下,与有翅斑雄性交配的雌性果蝇的生殖力以及所得后代从卵至成虫的存活率更高。我们的结果与优良基因性选择假说一致,说明交配选择能给雌性带来间接好处。这是对热带物种D. biarmipes翅色二型性生态学意义的首次报道。     

红瘰疣螈玉龙雪山种群的两性异形

分别测量于2018年6—8月采自云南丽江玉龙雪山的32只(17♂,15♀)红瘰疣螈Tylototriton shanjing成体的全长、头体长、头长等13项形态特征指标,并检验该物种的两性异形。结果表明:雌性平均全长为160.72 mm±3.02 mm(n=15),雄性平均全长为138.58 mm±2.57 mm(n=17),雌性与雄性平均全长比为1.160,两性异形指数为0.138,属雌性大于雄性的两栖类;全长在两性间的差异有统计学意义;除了雌性的头宽、尾宽、尾高和腋至胯距外,其他形态特征与全长均有显著或极显著相关性;以全长为协变量的协方差分析结果显示,红瘰疣螈的头体长、头长、吻长、尾长和前肢长在两性间的差异有统计学意义;雌性的尾长和前肢长随全长的生长速率大于雄性,而头体长、头长和吻长随全长的生长速率小于雄性。生育力选择假说能解释红瘰疣螈玉龙雪山种群的两性异形现象。     

Polyploidization and sexual dimorphism of floral traits in a subdioecious population of Dasiphora glabra

银露梅亚雌雄异株种群的多倍化和花特征性二态 性二态是性别分离植物的常见性状,对植物的雌性和雄性功能可能产生不同的影响。本文以青藏高原特有植物银露梅(Dasiphora glabra)为研究对象,利用银露梅同时存在两性、雌性和雄性植株的种群,探讨银露梅与传粉相关的花特征性二态现象及其对传粉者访问、花粉流和结实的影响。另外,本文还利用流式细胞仪检查了两性植株、雄性植株和雌性植株之间基因组大小的差异。研究结果表明：银露梅雌性植株和雄性植株数量约占种群中植株总数量的40%,表明银露梅两性植株数量多于雄性和雌性的植株数量。两性植株的花数量显著多于雄性和雌性植株的花数量。雄花的花大小显著大于雌花和两性花的花大小。雄花的花粉数量与两性花的花粉数量没有差异,但是雌花的胚珠数量显著高于两性花的胚珠数量。双翅目的蝇类是银露梅最主要的访花者,尽管访花者偏好访问更大的花,但是在花间连续访问对大花没有表现出偏好。模拟花粉流实验表明,两性植株和雄性植株的有效花粉转移都很低,从而导致较低的结实率。雌性植株和雄性植株的DNA含量约为两性植株的4倍,并且单性植株和两性植株之间相互授粉不能结实。以上结果表明,与两性花相比,雌花和雄花在与传粉相关的花特征二态性上分别在雌性和雄性功能上表现出优势,但这种优势在很大程度上被低效的花粉转移所掩盖。银露梅的雌性植株和雄性植株经历了多倍化事件,导致与两性植株之间存在繁殖隔离,从而维持了3种性别植株的共存。     

父方投资与性角色逆转现象: 螽斯类昆虫的婚礼食物及对性选择方向的影响

大多数动物在繁殖过程中,雌性在繁殖过程中要比雄性付出更大投资,如相对于精子较大的卵子细胞,较长的育幼时间等,因而在交配过程中,雌性具有选择权,而雄性之间相互竞争以取得与雌性的交配权。然而自然世界中并不总是竞争的雄性（competitive male）-选择的雌性（selective female）这种婚配形式。在螽斯类昆虫中,雄性同样具有较大的父方投资。在繁殖期间,雄性螽斯争相鸣叫,求偶,且在交配后要给予雌性特殊的营养物质-精包,供雌性取食。因此在特定情况下,雌性之间将进行竞争以获取雄性配偶,雄性变得更具有选择性。影响这种性角色逆转的主要因素是可获得资源的紧缺。父方投资理论和性选择理论预测雄性显著地对后代投资时,雌性将表现出典型的雄性特征,她们竞争追求性活跃的雄性,而雄性将表现出典型的雌性特征,对配偶具有选择性。螽斯类昆虫中这种特殊的性角色逆转现象符合性选择理论和父方投资理论的预测。     

成体干细胞的性别与疗效有关

干细胞与性别有关.根据一项新研究,取自雌性小鼠的肌肉干细胞用来修复损伤组织要比雄性小鼠的好.这是首次表明,干细胞的再生能力与性别有依赖关系.通常研究者并不专门用文件证明他们用来研究的干细胞系是取自雄性还是雌性.科学家如果仅考虑应用干细胞的一种性别,难免得出有偏见的结果.研究者开始考虑所应用的干细胞的性别作用.因为研究者认识到,多年来所应用的干细胞系都是选择其再生能力好的,而这些干细胞都是取自雌性.为分别研究干细胞雌雄性别的影响,研究者培养了来自15个雌性小鼠与10个雄性小鼠的健康肌肉组织的干细胞系.取自成熟动物组织的肌肉干细胞不象胚胎干细胞那样,会引起很多争论,而且可以不用杀死动物便提取出来.研究者将肌肉干细胞插入罹患类似人类肌肉营养障碍疾病的小鼠体内.两星期后,研究者计数由干细胞产生的健康肌肉纤维.只有1个雄性小鼠的干细胞系产生3 200多根新肌肉纤维,而却有6个雌性细胞系各产生这么多肌肉纤维.研究者在2007年4月9日的Journal of Cell Biology上作了报道.一位专司研究成体干细胞性别差异的科学家说,这是一个关于干细胞研究的新观念,说明干细胞的性别是有重要关系的.研究者说,这可以追溯到X和Y染色体上的某种差别,但其真相尚未了解.对于这种差异的真正机制可能要花几年时间去破解.在最近的研究工作中,研究者发现,某些应激反应基因在其插入的雌性干细胞中比雄性干细胞中活性更高.移植使细胞承受了应力,故研究者提示,在应激反应中性别差异很可能解释移植结果的差异.了解干细胞性别差异的机制,对于临床医师在治疗中用移植干细胞修复损伤组织时很可能有用.例如,研究者可以找到一种方法,将雌性干细胞性能改造雄性干细胞,从而提高未来疗法,即改变并重新插入男子自身干细胞疗法的成功率.     

藏酋猴交配活动中的性打搅

1986—1987年期间,对藏酋猴(Macaca thihetana)黄山鱼鳞坑群交配活动中的性打搅行为进行了为期9个月的观察和研究。在766次交配中,交配个体受到了266次性打搅。性打搅行为大部分发生在交配雄性开始爬跨雌性时(89.2％),较少发生在交配雄性爬跨雌性之前(0.7％)和射精时或射精后(10.1％)。在266次有性打搅的交配中,参加性打搅的个体达473只次,其中,成年个体参于性打搅的频率高于亚成年和幼年个体,而雌雄个体之间各自参于性打搅的频率无明显差异。各个体因在群中的顺位不同,其参加交配活动和受到的性打搅的频率也不同。高顺位雄性和低顺位雌性比低顺位雄性和高顺位雌性较多地参于交配活动,同时它们受到的性打搅的频率也较高。因此,受到性打搅频率的高低与参于交配的频率有关,而与个体顺位的高低无关。在性打搅的行为类型中,63.8％是性打搅者直接朝着交配的雄性,6.6％朝着交配的雌性,29.6％无明确朝向。低顺位雄性和雌性的性打搅行为很少能中断高顺位雄性的交配活动,而高顺位雄性的性打搅却能成功地中断低顺位雄性或雌性的交配活动。然而,在266次有性打搅行为发生的交配中,仅8.6％的交配被性打搅中断。为此,本文就不同性别和顺位的个体所进行的性打搅行为的动机进行了探讨。     

基于形态特征判定五种鹬类性别的可靠性

快速准确地鉴定两性同型鸟类个体性别在鸟类生态学研究中具有重要意义。本文选择2008年春季迁徙期在崇明东滩停歇的大滨鹬(Calidris tenuirostris)、红腹滨鹬(C.canutus)、红颈滨鹬(C.ruficollis)、尖尾滨鹬(C.acuminata)及翘嘴鹬(Xenus cinereus)5种两性同型的鹬类,用分子生物学方法进行性别鉴定,并基于个体的形态特征(体重、翅长、喙长、头喙长及跗跖长)采用判别分析方法对性别进行判定。结果表明,尖尾滨鹬雄性各形态特征均显著大于雌性,其他4种鹬类则相反。5种鹬类形态特征的性别差异指数在0.5%~25.3%之间,重叠度在29.4%~98.6%之间。5种鹬类判别分析判定性别的准确率在(0.69±0.06)~(0.96±0.01)之间,其中,尖尾滨鹬判别准确率(0.96)最高,翘嘴鹬判别准确率(0.69)最低。形态特征在两性间的差异程度影响性别的判别准确率。另外,两性性比对性别判别的准确率也有影响:性比偏雄性鸟类的雄性判别准确率高于雌性,而性比偏雌性鸟类的雌性判别准确率高于雄性。采用判别分析估测的性比与分子生物学鉴定结果相似,表明判别分析在判定种群的性比方面具有较高的可靠性。