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据说澳洲的宽足袋鼩会因为繁衍后代致死,这具体是咋回事呢?

2020-09-10 15:01阅读(63)

据说澳洲的宽足袋鼩会因为繁衍后代致死,这具体是咋回事呢?:雄性过度的交配会导制自己留下后代,因每次的吋间持续的时间会很长,筋疲力尽而自己死亡。雌性生育

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雄性过度的交配会导制自己留下后代,因每次的吋间持续的时间会很长,筋疲力尽而自己死亡。雌性生育过多,也会导致死亡。

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1999年,科学家在澳大利亚发现了7种新哺乳动物物种,其中有一种叫做宽足袋鼩,这是一种形似小老鼠的新物种。

多说一句,这种物种之所以没有在世界上其他地方发现,是因为澳大利亚常年由海水阻隔,当地的物种不容易扩散到其他大陆,而且由于海水的阻隔,当地物种也会逐渐在繁衍中与其他大陆物种产生生殖隔离,因此澳大利亚很多物种都是当地独有的物种。

宽足袋鼩的基本信息

宽足袋鼩是一种哺乳类动物,和袋鼠一样,这种物种有育儿袋,新生儿可以在母亲的育儿袋中喝奶长大。

宽足袋鼩的妊娠期很短,新生儿出生后可以在育儿袋中继续发育一段时间,虽然体外发育对新生儿有危险,但妊娠期短减少了它们怀孕时的风险。

随着科学家对宽足袋鼩的进一步研究发现,该物种雌性寿命往往只有一年,但繁衍期,该物种的雌性可以尽一切可能与雌性发生关系,最长交配时间可达14个小时,疯狂交配完成后,该雄性就会死亡。

而雌性则会在交配完成后,会抚育孩子很长一段时间。基于这种不寻常的现象,科学家对此展开了研究。

宽足袋鼩连续交配的秘密

昆士兰科技大学科学家贝克说:在交配完成后会迎来大部分雄性死亡的机制,和它们的身体发育有关。 雄性在交配的季节时,睾丸素会升高,这种激素可以让它们在性竞争中更有优势,但同时这种机制会让它们的免疫系统崩坏,所以在交配完成后,雄性会因免疫系统崩坏而死。

可能你会有疑问,这个基因会造成雄性大量死亡,为什么自然界还会选择这种基因。

其实啊,自然选择的不是个体,而是种群,由于睾丸素可以提升雄性的性竞争力,那么这个激素就可以帮助雄性繁衍,而这种基因就会被保留在下一代体内,久而久之这个基因就在种群中扩散开了。

除了这个原因之外,科学家还找到了一个学说:食物说。

在自然界中有些物种是由周期性的,以松树为例,当地的农民就知道松树有大年和小年,大年中结的松树果实多,食物充足自然有利于生物繁衍;而小年则是果实比较少的年份,这时就不利于生物繁衍。一般而言,平均每3年才会有一次大年,其余都是小年。

这仅仅是以松树为例,事实上有些生物也有大年和小年,比如蝉,在某些森林中,17年蝉才会出土一次,其余16年都蛰伏在土壤之中。

所以,有科学家分析,每年交配季节时雄性会灭绝,是不是和食物的大年与小年有关,在小年时,雄性的牺牲可以避免与雌性争夺食物,以便让雌性和子女在未来一年更好的生存。

不过目前为止,这个假说还没有充足的证据。

宽足袋鼩的濒危之路

和其他濒危生物一样,宽足袋鼩目前也因为人类的活动频繁造成的栖息地减少而面临灭绝,再加上每年雄性会死亡,也会导致种群中数量减少,所以保护宽足袋鼩的栖息地也势在必行。

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宽足袋鼩不仅会为了繁衍后代而死,而且它们也是自然界中交配时间最长的动物。

对于动物来说,交配时间长并不是一个优势,这是因为自然界环境非常危险,交配时间长意味着双方遭受天敌的攻击概率更高。所以大多数动物并不倾向于交配时间长,比如:长颈鹿,它们会在交配之前准确判断出雌性是否排卵,只有当雌性将要排卵时,雄性才会与雌性交配。

但是宽足袋鼩是个例外,每当交配季节来临时,它们即使不吃不喝,也会寻找配偶,而且一旦寻找到配偶,它们就会与对方进行长时间交配,哪怕因为长时间交配而导致自身毛发脱落、双目失明、全身出血甚至死亡也不在乎。

宽足袋鼩

宽足袋鼩是一种有袋类生物,生活在澳大利亚以及附近的岛屿。和真兽类不同,它们的后代都是早产儿,还需要在妈妈的育儿袋中继续发育一段时间。

在过去,有袋类动物几乎遍布地球每一个角落。但后来,更为强势的真兽类动物崛起后,相对弱势的有袋类生物在许多地方都消失了,只有澳大利亚四面环海,阻挡了真兽族蔓延的步伐,所以这里还保留了一小部分的有袋类生物,宽足袋鼩就是其中之一。

每到交配期时,雄性宽足袋鼩体内的睾酮素会直线上升,睾酮素可以让它们看起来更富有雄性魅力,还会推动它们疯狂发情,寻找配偶。正是因为如此,所以在每年的发情期时,雄性宽足袋鼩就会不吃不喝疯狂地寻找配偶,一旦寻找到配偶就会与其长时间交配,有时甚至多达14个小时。

虽然交配时间长让它们更容易暴露在天敌眼皮之下,但如果自身睾酮素分泌含量不高,则不会得到雌性的青睐。

在这种性选择之下,睾酮素分泌含量较高的雄性才有机会,或者说才能留下更多的后代,在这种淘汰机制之下,睾酮素分泌含量较低的雄性由于后代数量不多,因此逐渐被自然选择淘汰了。

但是,睾酮素分泌含量较高并不是一件好事,原因是因为它会损伤身体机能,导致寿命大大降低。

所以,睾酮素分泌含量过高的雄性宽足袋鼩总会在交配过程中出现毛发脱落、双目失明,甚至死亡。

据统计,90%的雄性宽足袋鼩无法活过一年,而雌性则可以生活的更久。

能量

我们知道,如果有一种动物雌雄双方的数量差距过大,很容易导致种群崩溃, 甚至灭绝。那90%的雄性宽足袋鼩在发情期之后死亡,为什么没有导致宽足袋鼩种群崩溃呢?

这就不得不提到两性之间的生殖战略了。

对于大多数雄性来说,繁衍后代只需要贡献出生殖细胞就可以了,它们既不需要怀孕,也不需要付出能量抚养后代,因此许多雄性会采取一夫多妻制战略的方式,让自己尽可能地交配,留下更多的后代。(也有动物采取一夫一妻制,这是因为它们生存环境比较恶劣,需要夫妻共同参与才能提高后代生存率)。

之所以雄性宽足袋鼩的大量死亡不会导致种群崩溃,一方面是因为宽足袋鼩也是一夫多妻制,并且雄性不参与抚养后代。而且,雄性的存在还会消耗自然界的能量,导致雌性在怀孕期间觅食困难,以及幼崽出生后,无法得到充足的能量供应而大量死亡。

所以,雄性的死亡非但不会影响种群的稳定性,反而能够节约一部分能量,提高后代的存活率。

再者是因为当幼崽长大之后,就会有充足的雄性数量与雌性交配,因此不会发生因雄性数量较少而导致种群崩溃的事件。

总结

宽足袋鼩之所以会保持如此长的交配时间,是因为雌性在选择伴侣时,会优先选择更富有雄性魅力的宽足袋鼩,这也意味着宽足袋鼩的睾酮素分泌越高,越能够获得交配权。在这种生存机制下,睾酮素分泌较高的雄性被选择了出来,而睾酮素分泌较高的雄性,其交配时间也更长。

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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 Braithwaite)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。Braithwaite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。