近日,生态与环境学院动物生态学吴海龙教授团队在英国皇家学会旗舰刊物《Proceedings of the Royal Society B:Biological Sciences》上发表研究论文,吴海龙教授为唯一通讯作者,安徽师范大学为唯一署名单位。
从生物繁衍的角度来说,“性”的代价是高昂的,因为寻找合适的配偶需要耗费大量的时间和精力,养育后代更需要投入大量的资源。一般来说,雌性动物在生殖上的投入要远大于雄性。为获得更健康的后代,许多雌性动物精心挑选它们的配偶,即所谓的“雌性配偶选择”。就绝大部分无尾两栖动物(蛙蟾类)来说,在繁殖期,雄性集群鸣叫以吸引雌性,而雌性是不发声的,她们通过近距离聆听辨别不同雄性的鸣声质量,根据自身的交配偏好选择高质量的配偶。然而,越来越多的研究发现,受环境因素(如环境噪音)、社会因素(如捕食压力)和物种自身特质等因素影响,雌性的交配偏好在实际环境中不一定能够表达。在复杂的自然界,雌性配偶选择过程可能比理论预测的要复杂得多,性选择模式存在多样性。
凹耳臭蛙(Odorrana tormota,俗称“凹耳蛙”)是生活在山溪激流环境中的一种树栖蛙类,因其能够利用超声通讯而闻名,有学者称其为“超声蛙”。有趣的是,这种蛙的雄蛙既能发出超声波又能接收超声波,而雌蛙只能发出超声波但不能接收超声波。这种雌雄两性在听觉感知上的性二态,对它们的繁殖行为和性选择模式会产生怎样的影响呢?
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图1 左:正在求偶鸣叫的雄性凹耳蛙,右:夜晚在山溪激流中抱对的凹耳蛙
吴海龙教授研究组通过多年的野外调查和近自然条件下的行为试验发现,与其它蛙蟾类不同,凹耳蛙雌蛙不是根据自身的交配偏好选择所青睐的雄蛙,而表现出一种新的、独特的性选择模式(图2),即雌蛙不接近雄蛙,而在距离雄蛙合唱群一定距离的地方发出求偶鸣声,吸引并煽动附近雄蛙间的竞争;这种竞争不是直接的身体对抗,而表现为对雌蛙叫声的响应速度和定位准确性;雌蛙最终与在竞争中获胜的雄性(最先找到并抱住雌蛙的雄蛙,也就是对雌蛙叫声响应速度更快、定位更准确的雄蛙)交配。采取这种策略,雌蛙既可以避免因主动选择配偶所要付出的时间和能量代价,同时,可以增加与高质量雄蛙交配的机会(获得交配机会的是在竞争中获胜的雄蛙)。从进化的角度来说,这种交配策略是保证雌蛙获得最大繁殖适合度最经济、最高效的途径;也是对在山溪激流环境中生存繁衍的一种进化适应。
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图2 凹耳臭蛙雌蛙和雄蛙之间的互动模式
该研究以“A new sexual selection pattern in a frog (Odorrana tormota) with ultrasonic communication”为题,在自然指数期刊《Proceedings B》上在线发表。生态学专业博士研究生刘广轩为论文第一作者,吴海龙教授为唯一通讯作者,动物生态团队的疏义林副教授为共同作者,刘鹏程副教授对论文的数据分析提供了帮助。该研究得到国家自然科学基金(32071498)资助。
原文链接:https://doi.org/10.1098/rspb.2024.2139