鸟类婚外交配行为的相关代价

《Biological Reviews》:The costs of extra-pair behaviours in birds

【字体: 时间:2026年05月02日 来源:Biological Reviews 11.7

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  婚外交配行为——包括与交配及后代父权相关的、发生在社会配对关系之外的生殖行为——长期以来一直引起行为生态学家的兴趣,尤其是从雌性动物的角度。尽管经典的性选择模型并未支持雌性婚外父权(EPP),但这在鸟类中十分普遍。研究人员认识到,个体内部及物种间婚外父权率的变

  
婚外交配行为——包括与交配及后代父权相关的、发生在社会配对关系之外的生殖行为——长期以来一直引起行为生态学家的兴趣,尤其是从雌性动物的角度。尽管经典的性选择模型并未支持雌性婚外父权(EPP),但这在鸟类中十分普遍。研究人员认识到,个体内部及物种间婚外父权率的变异部分是由个体所承担的代价驱动的;然而,实证研究往往侧重于收益。这是因为收益通常通过直接的适合度测量来评估,而代价则具有更复杂的、间接的适合度通路。然而,代价的普遍性和强度都是在个体所处环境的背景下被体验的,并可能直接影响适合度(通过影响繁殖或生存),或间接影响适合度(通过后代的适合度)。在此,研究人员回顾了目前对与婚外父权及婚外交配(EPC)相关代价的理解。例如,研究人员回顾了产生婚外后代以及与婚外父权相关行为的代价。结论是,婚外父权和婚外交配的代价尚未得到充分研究,但很可能是塑造该行为的关键因素。需要在鸟类以外的分类群中进行更多的实证和实验研究,以理解支撑婚外父权的复杂代价-收益权衡。
论文解读:鸟类婚外交配行为的代价机制与进化意义
研究背景与动机
婚外交配行为(Extra-pair behaviours, EPs),特指发生在社会配对关系之外的生殖行为,在动物界广泛存在,尤其在鸟类中,约75%的社会一夫一妻制物种实际上存在遗传层面的多配制(Genetic polygamy)。尽管雄性通过婚外交配可增加后代数量且无需承担亲代抚育成本,但雌性参与此类行为的动机长期以来一直是行为生态学的谜题。经典性选择模型难以解释雌性为何会寻求婚外交配并抚养婚外后代,因为理论上雌性受限于有限的卵子数量,应仅与优于社会配偶的雄性交配以获取间接收益(“好基因”假说)。然而,实证研究中鲜少观察到这种间接收益,反而常提示存在代价。此外,现有研究多聚焦于婚外交配的收益,而对其复杂的、间接的代价评估不足。鉴于此,本研究旨在系统梳理婚外父权(Extra-pair paternity, EPP)及婚外交配(Extra-pair copulation, EPC)相关的各类代价,探讨这些代价如何驱动个体及物种间的婚外交配行为变异,并为性冲突假说提供理论支撑。
关键技术方法
本研究是一项基于现有文献的综合评述。研究人员通过对大量已发表的研究进行荟萃分析,构建了代价分类框架。研究涵盖了多种鸟类模型系统,包括但不限于麻雀(Passer domesticus)、蓝山雀(Cyanistes caeruleus)、芦苇莺(Emberiza schoeniclus)等。为了量化代价,研究引用了涉及亲权分析、微卫星基因分型以确定父权归属的研究,以及长期种群监测数据以计算终身生殖成功率(Lifetime reproductive success, LRS)。此外,研究还纳入了控制环境变量、伴侣质量和个体生理状态的统计模型结果,并参考了部分实验性研究,如剪羽实验以增加雌性的搜寻成本,以及跨种系育幼实验(Cross-fostering experiments)以检验父方抚育调整。
研究结果
I. 婚外父权的代价
  • 亲代抚育减少(Reduced parental care): 研究表明,雄性可能会根据巢内父权比例调整抚育投入。在芦苇莺等物种中发现,当雄性失去父权时,会减少喂食率,这迫使雌性增加补偿性抚育,从而对雌性造成直接代价。然而,也有研究未发现这种负相关,暗示可能存在混淆因素,如雄性质量差异。
  • 遗传质量降低(Reduced genetic quality): 尽管雌性寻求婚外交配通常是为了获得优质基因,但在某些情况下,婚外后代的遗传质量反而较低。例如,在麻雀和松雀(Periparus ater)的研究中,婚外后代表现出较低的存活率或繁殖成功率,且这种效应具有性别特异性,表明产生婚外后代可能带来间接的遗传代价。
  • 同胞竞争加剧(Increased sibling competition): 由于婚外父权导致巢内后代亲缘关系降低,依据亲子冲突理论,这可能会增加雏鸟的乞食强度,迫使父母付出超出最优水平的抚育投入,这是雌性的潜在代价。
  • 离婚率(Divorce): 涉及婚外交配的个体离婚率较高。虽然离婚可能是为了提高繁殖成功率,但在缺乏更好伴侣选择的情况下,由婚外交配引发的离婚对雌性而言是一种直接代价。
  • 父权丧失(Reduced paternity): 从雄性角度看,社会配偶的婚外行为直接导致其失去父权,这是最直接的适合度代价。虽然雄性可通过寻求婚外交配来弥补,但净收益仍可能受损,且这对种群有效大小(Effective population size)和遗传多样性具有潜在影响。
II. 获取婚外交配的代价
  • 社会性雄性的骚扰(Harassment from social male): 雌性若进行婚外交配,可能遭受社会性配偶的物理攻击或骚扰,这是一种严重的直接代价,可能影响雌性的繁殖时机和健康。
  • 性传播疾病(Sexually transmitted diseases, STDs): 理论上,多伴侣交配会增加病原体传播风险。尽管在一些物种中观察到了病原体流行率与交配系统的相关性,但明确的因果关系及其对适合度的具体影响仍缺乏充分的实验证据。
  • 获取伴侣的代价(Costs of acquiring partner): 包括寻找婚外伴侣的时间成本、能量消耗以及求偶展示的成本。实验表明,增加搜寻成本会改变雌性获得婚外交配的空间分布,但未必改变总体发生率。
III. 避免婚外交配的代价
  • 婚外雄性的骚扰(Harassment from extra-pair partner): 当雌性试图拒绝婚外交配时,可能遭受婚外雄性的强迫或骚扰,严重时甚至导致雌性受伤或死亡。
  • 配偶守护(Mate guarding): 为了防止配偶发生婚外交配,雄性会采取配偶守护策略。这在塞舌尔莺(Acrocephalus sechellensis)等物种中被证实具有显著的能量代价,会导致雄性体重下降,并可能伴随错失其他繁殖机会的间接代价。
结论与讨论
研究人员得出结论,研究婚外交配行为的代价对于理解个体及物种间的行为变异至关重要。代价在塑造婚外交配行为中扮演着关键角色,但其量化往往比收益更为困难。未来的工作应独立于性别对这些代价进行实证研究,并特别关注骚扰和性传播疾病等被忽视的领域。雌性参与婚外交配行为的动机在数十年的研究中仍未完全明晰,研究人员建议,通过深入理解代价(而非仅仅是实证收益),特别是在性冲突假说的框架下,可以显著提升对该行为的认识。为了精确检验相关假设,获取拥有完整遗传谱系数据的封闭繁殖种群将是必不可少的,这也进一步强调了维持长期野外研究系统的价值。
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