热浪期间性内与性间选择水平对埋葬甲虫生存与繁殖的适应性调控作用

《Ecology and Evolution》：The Effect of Differing Levels of Intrasexual and Intersexual Selection on Survival and Reproduction Under a Heatwave

本研究通过模拟热浪事件，探讨了不同性内选择（intrasexual selection，如雄性竞争）和性间选择（intersexual selection，如雌性择偶）水平对苏格兰冷适应型埋葬甲虫（Nicrophorus vespilloides）繁殖成功率与生存的影响。研究首次揭示在热浪交配期，低雄性竞争的多配偶制（polyandry）反而降低繁殖成功率，提示高温胁迫下雌性交配决策与性选择互作可能抵消多配偶制的潜在益处。

　　

研究背景

热浪（heatwave）作为气候变暖引发的极端事件，正频繁威胁物种生存与繁殖。已有研究表明，热浪可通过影响交配前行为（如雄性竞争和雌性选择）间接降低个体适合度，但性选择水平如何调控热浪对繁殖的负面影响尚不明确。本研究以苏格兰种群埋葬甲虫为模型，首次在交配期施加热浪（25°C持续3天），比较单配偶制（monogamy）、多配偶制伴雄性竞争（polyandry with male competition）及多配偶制伴低雄性竞争（polyandry with low male competition）三种处理下的生存与繁殖指标。

实验设计

研究采用2×3因子设计：温度处理（热浪vs对照18°C）与交配制度（单配偶、多配偶伴竞争、多配偶伴低竞争）。低竞争组通过物理隔离限制雄性直接互动（图2），以凸显雌性选择作用。热浪温度设定基于苏格兰历史气象数据，确保生态相关性。繁殖成功率通过卵数、育雏规模、幼虫总质量等指标量化，并统计成体存活率。

主要发现

1. 1.
   热浪显著降低成体存活率：热浪组雌性（z= -1.90, p= 0.02）与雄性（z= -2.32, p= 0.004）存活率均下降，但交配制度无交互影响。
2. 2.
   低竞争多配偶制在热浪中降低繁殖成功率：热浪下，低竞争多配偶制的育雏发生率（likelihood of having a brood）显著低于竞争型多配偶制（z= -2.01, p= 0.04），与预期相反（图4）。其他繁殖指标（卵数、幼虫质量等）无显著差异。
3. 3.
   雄性存活率不影响繁殖输出：无论单配偶或多配偶制，雄性死亡未对雌性繁殖成功产生显著影响，提示雌性可能通过提前交配或精子储存补偿受精机会。

机制探讨

低竞争环境下繁殖成功率下降可能源于热浪胁迫下雌性交配意愿降低，或高温直接损害精子功能（如精子活力、数量）。此外，亲代照顾行为（parental care）的潜在补偿作用（如热浪触发终端投资效应）可能掩盖了繁殖指标差异。研究未观测到交配行为数据，但推测高温可能改变性选择强度与行为策略的平衡。

研究意义

本研究首次将热浪发生时间（交配期）与性选择水平结合，揭示环境胁迫下性内/性间选择的非线性效应。结果强调未来需结合行为观测与亲子鉴定，解析热浪对性选择及种群适应性的深层机制。

（注：全文内容均基于文档中实验数据与结论缩编，未引入外部信息。）