【性選擇,也講“顏值正義”!】“不管什麼時候,只要盯住看孔雀尾巴上的一片羽毛,就會使我頭大如鬥。”

這種極端繁複、累贅的外形特徵一度困擾著達爾文,因為它們無法用自然選擇來解釋。

後來,達爾文提出了性選擇理論,認為驕傲與虛誇的雄孔雀更受異性青睞,以此獲得更多後代。

因此,“美”本身也可以成為一種演化的重要動力。

9月16日,《當代生物學》(Current Biology)在線發表了由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(以下簡稱古脊椎所)王敏與周忠和主導,聯合菲爾德自然史博物館、南京大學、臨沂大學、天宇自然博物館完成的一項研究,他們找到了一類擁有特殊尾羽的中生代反鳥類,它的出現揭示了性選擇和自然選擇的動態相互作用對鳥類早期演化的影響。

顏值即動力

這項研究發現的鳥類,是生活在距今1.2億年前的反鳥類鵬鳥科的新屬種,它被命名為雅尾鵷鶵。

鵷鶵(亦稱鵷雛)是中國神話傳說中的神鳥,見《莊子·秋水篇》:南方有鳥,其名鵷雛。

鵷鶵的尾羽由四對羽片狀羽毛構成扇形,位於中間的一對尾羽顯著加長,甚至超過了體長的1.3倍,其上的羽軸異常寬,與兩側的短尾羽構成了一種針型尾結構。

“這種結構過去從未在恐龍或是中生代鳥類化石中見到,但和一些現代鳥類,比如太陽鳥的尾羽非常相似。”古脊椎所研究員王敏介紹說。

研究指出,過去發現的大多數反鳥類都不會發育成扇狀尾羽,它們的尾羽是由纖維狀羽毛構成的。

有一些類群會在尾部中間長有一對杆狀的、近乎全部由加寬的羽軸構成的長尾羽,只在靠近末端的部位出現分異的羽枝,科學家把這樣的羽毛形態稱為“末端羽化的羽軸主導型羽毛”;始鵬鳥和副鵬鳥尾羽雖然擁有一對長尾羽,那是從近端就出現分異的羽枝,也叫完全羽片化,但它們並沒有扇狀尾羽。

“所以,鵷鶵是把兩種特殊的尾羽形態聚合在了一起。”王敏告訴《中國科學報》,這是古生物學家發現的第一件標本。

他進一步解釋,尾羽是鳥類飛行系統中的重要一環,扇狀尾羽的出現從空氣動力學角度來說,有利於飛行,這是典型的自然選擇的結果。

可是,當羽毛的長度超過尾羽構成的扇面的最大寬度所在界線時,超出的羽毛都會阻礙飛行。

在現生鳥類中,許多雄鳥長有色彩絢麗、形態繁雜的尾羽,雖然不利於飛行,但對異性卻很有吸引力。

利用自身對特定羽毛、顏色,還有鳴叫、炫耀行為的偏好來選擇它們的伴侶,從而推動與性有關的裝飾器官的進化,這種機制就叫性選擇。

它還有個更好聽的名字——美的進化。王敏表示,鵷鶵獨特的尾羽顯然是性選擇的結果。

博物學家很早就在現生鳥類中找到性選擇的證據,但中科院院士周忠和提到,在古生物學領域,從化石中去尋找性選擇結果的研究還是少數。

性選擇和自然選擇的博弈

達爾文在1871年出版的著作《人類的由來及性選擇》中,提出性選擇是自然選擇以外,一種非常重要的生物演化的動力機制。

自然選擇的結果是適者生存、不適者淘汰,關乎生死問題;而性選擇的結果是成功者得到與異性交配的機會,得以留下自己的後代,關乎有後無後的問題。

不過,此後近一個世紀,性選擇理論始終沒能受到重視。

以華萊士為代表的演化生物學家質疑,生物會單純為了“美”而選擇自己的伴侶。

於是他們提出,“美”的背後應該另有“隱情”。

“從自然選擇角度來看是一種不利的裝飾性特徵,如果在一個種群當中分布非常廣,意味著擁有這種特徵的物種也許擁有相對更強的競爭力,比如更有能力獲取食物、築巢、撫育後代等。”王敏解釋,高顏值可能也代表著某些高能力。

比如澳大利亞花亭鳥,雄鳥花亭鳥有搭建亭狀建築,並用花瓣裝飾的習性,用於吸引異性。

亭狀建築雖然沒有實質性的作用,但科學研究發現,雄性會企圖損毀其他雄性搭建的涼亭,還會竊取其他雄鳥的建材。

因此,雄鳥涼亭的裝飾程度,也反映出雄鳥防禦自家涼亭,並竊取競爭者財物的能力,這可以代表某些有用的品質,比如力量、耐力、祕密行動力。

事實上,花亭鳥構築涼亭的鬥性,的確與雄鳥在族群中的優勢地位成正比。

王敏表示,科學家把這樣一種性選擇機制稱之為“障礙原理”,它與自然選擇的結果有些雷同。而鵷鶵尾羽的結構很有可能是“障礙原理”作用的結果。

“性選擇理論之所以爭議不斷,很重要的原因就在於性選擇的作用與自然選擇的作用常常是互相交織,難以區分的。”周忠和告訴《中國科學報》。

為了進一步研究性選擇和自然選擇的動態相互作用對鳥類早期演化的可能影響,這項研究還對反鳥類和它的姊妹類群今鳥型類(所有現代鳥類都是從中演化而來)進行了統計分析,結果十分有趣。

雖然反鳥類和今鳥型類在親緣關系上非常接近,但中生代的今鳥型類幾乎沒有裝飾性的尾羽結構,受性選擇作用出現的長尾羽只在反鳥類中出現,這又是什麼原因?

研究團隊發現,在現生鳥類中,擁有華麗尾羽的常常生活在茂密的叢林中,而那些生活在開闊地帶的鳥類,它們的羽毛則“低調”得多。

這正好對應了反鳥類和今鳥型類的生態習性,反鳥類以樹棲為主,而早期的今鳥型類就棲息在開闊的湖邊。

“因此我們分析,反鳥類演化出形態誇張的尾羽,是為了能繞過灌木的遮擋,從而吸引異性;今鳥型類則是為了盡可能不被捕食者發現,所以適應空氣動力學的扇狀尾羽的分布更廣。”

不過,王敏也表示,今鳥型類也可能通過鳴叫、築巢,或者其他方式吸引異性。

這也證明了,在鳥類演化中,性選擇、自然選擇、生態機會等機制確實是交互作用的。“但是,如果當‘美’和‘活下去’直接產生衝突的時候,活著(自然選擇的結果)才是‘王道’。”周忠和強調。http://t.cn/A6MLeBez

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