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進化的邏輯︱親代撫育:怎么生,怎么養(yǎng)?

史鈞
2023-05-25 16:16
科學城邦 >
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如果你林下漫步,不小心掀開一片枯黃的樹葉,發(fā)現(xiàn)下面爬蟲亂走,有大有小,體色深淺不一,那么你可能在不經意間摧毀了一個昆蟲家庭——昆蟲父母正在精心撫育子女,卻被你茫然不知地打破了闔家團圓。這不是什么暗黑童話,而是殘酷的現(xiàn)實。

事實上,從昆蟲到魚類,從兩棲動物到爬行動物,從鳥類再到哺乳動物,都存在親代撫育行為。但父母的辛勞未必會有回報,它們的夢想隨時可能會被意外撞得粉碎。而生命的韌性也恰恰在于,盡管充滿艱辛與挑戰(zhàn),但從草原到荒漠、從高山到海洋,我們永遠會看到忙碌的父母照顧后代的身影。

親代撫育行為是動物學研究的重要分支,是動物之所以能夠延續(xù)血脈的基本環(huán)節(jié),也是繼擇偶策略和受精模式之外,第三種影響婚配制度的關鍵因素。

動物的種類不同,所處的環(huán)境不同,親代撫育的行為也不同??偟膩碚f,親代撫育行為不是單因素事件,而是受到很多因素的影響,這些因素并不是單獨起作用,而是絞合在一起共同起作用。有兩個理論意在解釋此類綜合效應,一個是“逃逸競賽”假說,另一個是“生育策略”假說。

先說說什么是逃逸競賽。

撫育后代無疑需要付出沉重的代價,這讓幾乎所有的父母都產生過逃跑的念頭。但如果后代必須獲得親代撫育才能存活的話,父母雙方或者一方就得留下來,否則大家的生殖收益都將清零。如果雙方都留下來,那么很好,一家人love&peace。

但如果單親撫育就足夠了,問題就復雜了。這里,雌雄雙方有兩個層面的利益:在基礎層面,是當下的生殖回報,這是根本的;在二級層面,是未來可能獲得的生殖回報。顯然,作為父母,雌性和雄性在基礎層面上的利益是一致的;沖突發(fā)生在二級層面,并且這是一個零和游戲——跑路的一方勝者通吃,既獲得當下的生殖利益,又不用承擔養(yǎng)育責任,可以放手去追逐新的配偶,從而獲得更多的生殖利益;留下的一方則不得不既當?shù)之斈?,在后代可以獨立生活之前,無暇他顧。所以不論雌性還是雄性,都想做跑路的一方。

問題是,誰走誰留呢?動物界沒有法律的仲裁,雌雄雙方只能通過博弈來決出分曉——誰跑得快誰走;誰跑得慢誰留。這就是逃逸競賽假說,也叫“跑得快”原理。

那么,左右雙方跑路速度的又是什么呢?一個顯而易見的因素是受精模式。體外受精時,雙方起跑線差不多,都有跑的機會。但如果是體內受精,雄性幾乎是贏在起跑線上;雌性則很難逃掉,因為受精卵就在它們體內,逃無可逃,只有留下。

前期付出的親代投資額度也會影響雙方跑路的速度。投資較大的一方很難撒手不管,它們付出的沉沒成本太高,除非逃跑的收益大于沉沒成本,它們才有可能逃跑。鳥類中常常會出現(xiàn)這種情況,當周圍異性數(shù)量增加時,它們棄巢的意愿也會隨之上升。一般而言,雄性跑得更快,因為相對雌性而言,它們能夠從逃逸行為中獲得的生殖回報更多——對雄性來說,每一次交配機會都可能帶來生殖回報。

但所有刺激逃跑競賽的因素,都將遭到生育策略的強烈反擊。這就是生育策略假說的要義。

“生育策略”是個泛泛的說法,大致指動物在生育期,為增加交配和受精的機會,以及提高后代的存活率乃至繁衍能力,所作出的權衡和選擇——實際上也就是永不止息的自然選擇的一部分。其中一個至關重要的問題是:生娃到底應該以量取勝,還是以質取勝?

所謂“以質取勝”,就是后代數(shù)量相對較少,但質量相對較高,比如體型較大、競爭力較強、存活率較高等。以質取勝的生育策略,要求豐盛的生活資源,進而能夠給予后代精心的照顧。好在后代的數(shù)量較少,父母也能照顧得過來。

獅子是采用質取勝策略的典型。

雄獅會占據(jù)一大片地盤,管理一大群雌獅,實行一夫多妻制。作為獅群的王,雄獅很少親自捕獵,它的“使命”是以武力保衛(wèi)地盤安全,確保雌獅不受其他雄性的侵擾。除此之外,它基本無所事事,多半時間都在睡覺。

雌獅承擔了幾乎所有捕獵和撫育后代的工作,雖說辛苦,但在自家的地盤上,終歸是有保障的。雌獅一胎只生育兩到三頭幼崽,每頭幼崽的質量都很高,不出意外的話,都會茁壯成長直到成年。

相形之下,采取以量取勝策略的動物繁殖速度極快,數(shù)量極多,而后代的體型較小,死亡率很高,好在可以通過數(shù)量來彌補,照樣生生不息。也正是因為后代數(shù)量太多,父母根本照顧不過來,所以這類動物基本沒有親代撫育行為。多數(shù)昆蟲和魚類都采用這種策略,它們的后代無需撫育,一樣可以在這個殘酷的世界中依靠數(shù)量取勝,生存下去。

蝗蟲是以量取勝的代表。幼蟲沒有成蟲父母的照料,照樣成群結隊地長大。年復一年的蝗災,是人類農業(yè)文明驅之不去的陰影,但從生物進化的角度看,這何嘗不是它們成功繁衍的標志。幾千年來,人類想方設法消滅蝗蟲,但它們依舊肆虐成災;獅子、老虎雖然兇猛,但今時今日卻要在人類設立的自然保護區(qū)里才能一窺蹤影?!耙粤咳佟焙汀耙再|取勝”兩種策略,到底孰優(yōu)孰劣,還真是一言難盡。

在逃逸競賽、生育策略等諸多因素的作用下,動物的親代行為不斷趨于復雜。為了敘述方便,我們姑且籠統(tǒng)地把親代行為歸為兩類:無撫育行為和有撫育行為。后者又可以進一步分為雌性撫育、雄性撫育和雙親撫育。了解了這些基本的撫育類型,我們同時也就理解了相關動物的婚配制度。具體我們以后再聊。

需要強調的是,何種動物采用何種親代撫育模式,并非一成不變的定則,而是會隨著環(huán)境變化不斷調整的動態(tài)過程。有時以量取勝的動物也會出現(xiàn)親代撫育行為,以質取勝的動物也可能對后代不管不顧。在逃逸競賽中,跑得快的往往是雄性,但有時候雌性拋夫棄子也很果斷。

比如南美叢林中有一種雨蛙,會根據(jù)群體的密度來決定撫育后代的方式。如果群體密度較小,彼此競爭較弱,它們就會將受精卵棄之一隅,任其自生自滅,采用無撫育模式。要是群體密度較大,生存競爭較激烈,它們會采用雄性撫育模式,由雄性守在受精卵旁邊,確保受精卵存活率——雄性由此失去了尋找新配偶的先機,雌性也由此在逃逸競賽中勝者通吃。

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史鈞,生物學博士,專注于進化論領域的科普寫作,已出版多部科普作品,其中《其實你不懂進化論》獲得第十六屆文津獎,并入圍2020年中國好書。生命的進化是符合邏輯的過程,底層邏輯就是自然選擇,在此基礎之上,又衍生出了許多其他邏輯,共同構成了一個復雜的理論體系。本專欄將對這一理論體系進行深度梳理,詳細介紹其中的各種邏輯關系,討論生命的本質,理解生命的意義。

 

    責任編輯:單雪菱
    校對:欒夢
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