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性选择

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性选择性择是一个进化生物学的理论。此理论解释同一性别的个体(通常是雄性)对交配机会的竞争如何促进性状的演化。同一物种的两个性别之间,通常有至少一个性别必须竞争取得有限的交配机会。由于个体间存在可遗传的差异,造成有的个体在竞争中较为成功,此较成功的个体将此差异给后代,便造成性择演化。通常雌性在生殖过程中投资较多,因此对交配对象较挑剔,所以性择是作用在雄性的性状上,但在性别角色相反的海马等海龙科鱼类上,则是作用在雌性(参见:贝特曼原理)。

与天择演化的关系

一个生物个体在演化上的成功程度,取决于这个个体的存活率、交配成功率、以及交配后产生的子代数量,三者相乘。演化对这三者的选择分别称为自然选择(又称存活选择viability selection或生态选择ecological selection)、性择、及生殖选择(fecundity selection)。生殖选择有时被包含在广义的性选择,而性选择有时又被包含在广义的自然选择。然而,性择理论最初由提出进化论的查尔斯·罗伯特·达尔文在晚年提出,将性择和自然选择分开。

机制

性选择的机制可以粗分为性别内选择(intrasexual selection)和性别间选择(intersexual selection)。许多特征可能同时受到性别内选择和和性别间选择。

性别内选择

雄性间彼此竞争,获胜者得以交配。这造成有助于竞争的特征得到演化优势。这些特征包括打斗用的武器(如鹿角、象牙)和竞争展示的讯号(如体型大小、鸟羽的长度)。

性别间选择

雄性要能够交配,必须得到雌性的青睐,因此对雌性有吸引力的特征会被演化偏好。例如天堂鸟的求偶舞、斗鱼的颜色、蝴蝶的斑纹。

雌性偏好的来源

当雌性偏好某些雄性时,这些雄性会有较多后代是非常直观的。但为什么雌性的偏好会演化出来就比较复杂。目前已知有许多不同机制,在不同的物种内的重要性各有不同,且并不互斥。

直接利益:雄性特征可能直接对雌性产生利益,如对子代的照顾、求偶时提供的嫁妆(nuptial gift)、领域的面积和品质。

感官偏误(Sensory bias):认为雌性的偏好可能源自其他功能,但被雄性剥削利用。例如孔雀鱼对橘色食物的偏好造成橘色的雄鱼得到性择优势。[1]

好基因假说(Good Genes Hypothesis):认为雌性偏好的性征可以代表雄性的基因素质,偏好特定的性征可以让后代有较好的基因。

性感儿子假说(Sexy Son Hypothesis):源自费雪失控(Fisher's runaway),可能发生在任意与雄性素质无关的特征上。当雌性偏好一个特征时,其后代会同时遗传父亲的特征以及母亲的偏好,也就是说族群中具有此特征的个体有较高的几率同时带有此偏好的基因(参见连锁不平衡),因此当雄性的特征得到性择优势时,这个偏好的基因也会一并得到优势而增加,增加的偏好又回过头来选择更多的偏好,于是偏好和特征就会不断经由正回馈增加,直到天择的力量阻止这个特征继续加强[2][3]

讯号的诚实性

不论是性别内选择的竞争展示还是好基因假说的性征,如何避免素质不好的雄性伪造、夸大不实的性征是一个重要的课题。讯号必须诚实反映出个体的素质,否则竞争展示无法代替打斗,性征也难以被雌性偏好。有些特征直接和个体素质在基因上的连锁而无法假造,如柄眼蝇的眼柄长度。有许多特征能在生理层面直接反映个体素质,如有皮肤病的个体上无法长出鲜艳的羽毛。 另外还有些特征必须付出一定的成本来维持,所以只有素质好的雄性有办法维持巨大不便的性征,此即累赘原则英语Handicap Principle[4][5]

对生物的影响

性择常造成两性异形,即同种生物的不同性别个体存在显著的差异。例如雄孔雀的羽毛、大象的獠牙、人类女性的乳房、雄狮的鬃毛。雌雄异花的植物常常是雄花较大,也可视为雄花之间竞争吸引传粉动物的结果。

性择产生的新性状和个体差异,有时会产生全新的生态功能,并对天择演化作出贡献。例如恐龙演化成鸟类的过程中,可能是先经由性择产生不具飞行功能的羽毛,然后才进一步由天择演化产生滑翔和飞行的能力。[6]

参见

参考资料

  1. ^ Fuller, R. C.; Houle, D.; Travis, J. (2005). "Sensory bias as an explanation for the evolution of mate preferences". American Naturalist 166 (4): 437–446. doi:10.1086/444443. PMID 16224700.
  2. ^ Fisher, R. A. (1915). "The evolution of sexual preference". Eugenic Review 7 (3): 184–192. PMC 2987134. PMID 21259607.
  3. ^ Kirkpatrick, M. (1982). “Sexual selection and the evolution of female choice.” Evolution 36: 1-12.
  4. ^ Zahavi, Amotz (1975). "Mate selection—a selection for a handicap". Journal of Theoretical Biology 53 (1): 205–214. doi:10.1016/0022-5193(75)90111-3. PMID 1195756.
  5. ^ Grafen, A. (1990). "Biological signals as handicaps". Journal of Theoretical Biology 144 (4): 517–546. doi:10.1016/S0022-5193(05)80088-8. PMID 2402153.
  6. ^ Miller, Geoffrey (2000). The Mating Mind. Anchor Books, a division of Random House, Inc. New York, NY. Anchor ISBN 0-385-49517-X
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