达尔文进化论-大学选修课-生物生理学性选择

性多(二)态第一页，共54页。雌雄二态

(第二性征)第二页，共54页。Anolislyra,femaleonleft第三页，共54页。红鹿

(Cervuselaphus)第四页，共54页。古毒蛾(Orgyiaantiqua)第五页，共54页。第六页，共54页。第七页，共54页。第八页，共54页。繁殖期的雄性大军舰鸟喉囊会非常明显第九页，共54页。上：红裸鼻雀(Pirangaolivacea)下：西境裸鼻雀(Pirangaludoviciana)左雄右雌第十页，共54页。Argiopeappensa(Hawaiiangardenspiders),Femalesreachabodylengthofupto7

cmandarestrikinglyblackandyellow,whilethebrownmalesreachonlyabout2

cm.第十一页，共54页。象鼻虫的一种第十二页，共54页。与(其他)自然选择的不同自然选择：个体的存活/生殖能力性选择：个体获得配偶的能力tradeoffwithsurvival第十三页，共54页。生存/繁殖权衡的极端例子

Theredbackspiderisoneofonlytwoanimalsknownwherethemalehasbeenfoundtoactivelyassistthefemaleinsexualcannibalism.Intheprocessofmating,themuchsmallermalesomersaultstoplacehisabdomenoverthefemale'smouthparts.Inabouttwoofthreecases,thefemalefullyconsumesthemalewhilematingcontinues.Maleswhicharenoteatendieoftheirinjuriessoonaftermating.澳洲红背蛛(Latrodectushasseltii)上方为雄性，下方为雌性第十四页，共54页。SexualCannibalismSexualcannibalismiswhenafemalecannibalizeshermatepriorto,during,oraftercopulation.FemaleChinesemantis(Tenoderasinensis)eatsamalecopulatingwithher第十五页，共54页。性内竞争(competingformates)数量多的繁殖代价低(收益高)通常为雄性之间代价：资源/争斗性间选择(choosingmates)数量少的一方繁殖代价高的一方(收益低)通常为雌性代价：时间第十六页，共54页。决定性选择强度的因素生殖投资和配制生殖投资差异两性投资大体相等时，性选择作用比较弱（狼，部分单配制鸟类）获得配偶的难易度（通常以雌雄比代替）多配制更加激烈第十七页，共54页。性选择的理论Darwin1)直接战斗，争夺配偶（性内选择）；解释雄性动物战斗器官2)吸引异性（性间选择）：解释装饰性器官第十八页，共54页。象海豹(Miroungaangustirostris)：交配主要取决于雄性等级(85%的交配机会被4%雄性占据)然而雌性的反抗也起着作用第十九页，共54页。Fisher：强调吸引力的作用建立在主动择偶基础上的性选择可以导致性二态的演化。雄性如果能够产生一个为雌性所喜爱的特性，就可以吸引更多的配偶并留下更多的后代，而雄性后代也可以获得父本的特性。如果儿子的爹很帅，那么儿子也会很帅，就不用为找儿媳妇发愁了RonaldFisher第二十页，共54页。长尾寡妇鸟体型大小类似于麻雀，雄鸟尾长50cm，雌鸟7cm第二十一页，共54页。Andersson实验CUT：剪到14cmCT1:不处理CT2:剪下后重新粘牢ENLONG:加长到75cm第二十二页，共54页。如果雌鸟偏向选择长尾的雄性，为什么尾巴更长的雄性没有出现在自然界中？第二十三页，共54页。孔雀鱼雄性绚丽的色彩(橙红色)主要来自于甲壳类食物的类胡萝卜素漂亮=能获得食物第二十四页，共54页。孔雀鱼而当孔雀鱼迁移到甲壳类食物并不丰富的新环境中后，雄性色彩和食物获取便没有关系了。但雌性仍然会有色彩偏好，此时子代获得的好处并不是食物获取的能力，而是其他雌性的偏好。潜在的风险：被捕食者发现。Nash均衡第二十五页，共54页。雄性棘鱼的颜色意味着其对寄生虫的抵抗力右图：棘鱼雄性子代的红色度与其雌性子代间对红色偏好度的关系下图：一只雄性棘鱼正在攻击一只怀孕的雌鱼第二十六页，共54页。感官偏畸(sensorybias)Thesensorybiashypothesisstatesthatthepreferenceforatraitevolvesinanon-matingcontextandisthenexploitedbyonesexinordertoobtainmorematingopportunities.为什么选择XX?因为好辨认第二十七页，共54页。Trivers的理论：如果雄性个体不承担任何抚育后代的责任，雌性个体要为生殖付出相当大的代价。如果雌性个体能够有足够的辨识力，能够选择优质雄性，使得子代的“基因质量”（适合度）高过母体（孤雌生殖）一倍，那么有性生殖是最优的选择。第二十八页，共54页。HaywardandGillooly(PLoSONE.2011):ouranalysisindicatesthatmalesandfemalesdevotedabout0.1%

and300%oftheenergyusedforbasalmetabolismtotheproductionofgametebiomassrespectively.第二十九页，共54页。实例：鹿角：摄取和同化钙的能力；与骨骼密度相关同样也可以用Darwin的理论解释第三十页，共54页。配制单配制多配制群配制第三十一页，共54页。多配制保卫资源的一雄多雌制保卫妻妾的一雄多雌制雄性优势的的一雄多雌制——爆发生殖和求偶场(视频：鸟类)一雌多雄制第三十二页，共54页。保卫资源的一雄多雌制雄性依靠占有资源增加获得配偶的机会雌性择偶针对资源的数量/质量而非雄性本身，因此雄性动物一般没有吸引雌性的外形特征，但往往有较强的性内竞争力（力量、战斗能力）牛蛙(Ranacatesbeiana)第三十三页，共54页。保卫妻妾的一雄多雌制雌性动物有聚群行为雄性需要保卫领地/雌性动物性内选择仍然是主要形式第三十四页，共54页。雄性优势的的一雄多雌制——爆发生殖和求偶场雄性尽力确定自己的优势地位繁殖行为在求偶场(lek)进行整个交配期间雌雄比大致为1：1（选择力不强）大松鸡

(Centrocercusurophasianus)

求偶场第三十五页，共54页。性选择与多态如果雌性对雄性的选择导致雄性更加“显眼”，那么反过来呢？第三十六页，共54页。雌雄逆转的反例水雉(JacanaJacana)一雌多雄雌性占有领地，与其它雌鸟争斗雄鸟孵蛋雌鸟比雄鸟体重要高（与一般鸟类相反）第三十七页，共54页。瓣蹼鸻(Phalaropuslobatus)雌鸟为争夺雄鸟展开竞争；卵由雄鸟看护和孵育雌鸟颜色较雄鸟鲜艳下图：左：雄性在孵巢；右：雌性第三十八页，共54页。雌鸟在争夺雄性时体内睾酮水平会升高而在产卵时则产生雌激素第三十九页，共54页。角色转换的特例角色转换美洲蟲斯：雄性控制领地，占有食物资源食物资源充足时是雄性争夺雌性食物短缺时则反之第四十页，共54页。性选择与其他选择压力的冲突第四十一页，共54页。SexualvsnaturalselectionGuppies(Poecilia)

-sexualselectioncanfavortraitsthatreducesurvival

-laboratoryselectionstudiesbyJohnEndler第四十二页，共54页。Naturalselection(predation)favorsspotpatternsthatmatchbackground第四十三页，共54页。Sexualselection(mateattraction)favorsmalepatternsthatcontrastbackground第四十四页，共54页。Fisher’srunawaymodelFitnessTaillengthTotalmalefitness(survival+mating)FitnessduetosurvivalSurvivalSelectionSexualSelectionFemalechoiceadaptiveforsurvival第四十五页，共54页。人类：第二性征2012年1月《行为生态学》（BehavioralEcology）：女性并不认为有胡子的脸比刮净胡子的脸更有魅力。第四十六页，共54页。人类有体型差异(每一点代表一个社群的均值)第四十七页，共54页。为了评定胡子如何影响人们对男性的年龄、吸引力、社会地位和攻击性的看法，研究者给被试看了相同男性有络腮胡子和没有胡子时的照片，这些男性有中性、微笑和气愤三种不同的表情。第四十八页，共54页。第四十九页，共54页。男性和女性被试都认为，与刮过胡子的模样相比，留胡子的男性看起来更显老、更具攻击性。此外，观察者还认为男性留胡子时的社会地位要比脸部光滑时的高。女性则认为，刮过胡子的脸要比有胡子的脸更有吸引力。第五十页，共54页。研究显示，早期人类中的胡须演化，并不是因为女性认为胡子