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鸟类竟是研究合作繁殖现象的最大贡献者
时间:2018-08-14 08:45:23来源:汉斯出版社
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提要:在真社会性昆虫、鸟类、哺乳动物、甚至是复杂的人类社会中,都有合作繁殖现象的存在。其中,合作繁殖现象在鸟类中最为广泛,约占鸟类物种总数的9%。

什么是合作繁殖?合作繁殖是指种群中性成熟的个体放弃自己的繁殖机会,帮助其他个体(尤其是亲属)繁殖的自然现象。在真社会性昆虫、鸟类、哺乳动物、甚至是复杂的人类社会中,都有合作繁殖现象的存在。其中,合作繁殖现象在鸟类中最为广泛,约占鸟类物种总数的9%。在鸟类合作繁殖系统中,性成熟的个体往往会放弃自身的繁殖机会,而去帮助繁殖者共同抚育幼鸟。这种利他行为引起了进化生态学家的广泛关注,经过一个世纪的资料累积,现已形成丰富的理论基础。

合作繁殖的进化一直是进化生态学家的重大难题。迄今为止,尽管已经有了重大进展,它仍然是研究者面临的重要挑战。过去,大多数的研究都致力于合作繁殖的功能性意义,但是越来越多的科学家认为,为了更好地理解合作繁殖,应该使用一种更全面的结合功能和表型特征的方法。这是因为,合作繁殖与生理、神经、分子和遗传等潜在机制有关。因此,探索合作繁殖的潜在机制将有利于了解合作繁殖的进化模型。

饶娟娟学者在汉斯出版社《自然科学》期刊“合作繁殖的进化与遗传模式”论文中总结了关于合作繁殖遗传模式中基因和非基因遗传的概念,以及一个包含间接遗传效应的遗传框架。

在一个合作繁殖的系统中,帮助行为提高了帮助者的代价,导致帮助者的直接适合度下降而接受者的适合度增加。例如,社会性昆虫中的不育个体会抚养“皇后”的后代。如果对所有参与的个体都产生了即时或延迟的适合度利益,合作繁殖就会进化。汉密尔顿认为利他行为的进化符合广义适合度理论。法则规定:rb>c(r:两个个体之间的亲缘度;b:帮助行为接受者获得的利益;c:帮助者付出的代价)。基于个体间的亲缘度,如果利益和代价符合汉密尔顿法则,那么合作就会发生。

对于合作行为来说,要想被选择,必须要在个体之间有所不同。这种行为的差异应该导致适合度的不同,并且可遗传。数量遗传模型使得研究人员可以通过估计遗传变异相对于总表型变异的比例来衡量遗传变异影响表型变异的程度。结合这些估计以及对变异产生的适应性后果的估计,我们可以预测一个性状会如何对自然选择做出反应。

与合作繁殖有关的非基因的遗传变异可以遗传,广义的遗传不仅包括基因的遗传,也包括非基因的遗传。区分不同形式的遗传力是非常重要的,因为遗传力的传递形式决定了后代继承了谁的信息以及其遗传信息的可靠性。如果非基因的遗传信息能从父母传递到下一代,那么它也能对合作繁殖行为的进化产生影响。

所有非基因遗传机制的一个重要考虑因素是它们相对于基因遗传机制的重要性。非基因遗传的作用可能因性状和物种的不同而差异很大,它们对进化的速度和方向以及性状的维持有着显著的影响。例如,非基因的遗传可以解释遗传力的缺失——在某些性状上没有遗传标记来解释父母和后代之间的相似性。非基因的遗传在新等位基因的传递、适应不良行为和重大的组织转变中也起到了重要的作用。未来与实证研究相结合的理论研究,应该有助于进一步阐明和量化合作繁殖行为的非基因遗传。

文章来源:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=24835

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鸟类 竟是 研究 合作 繁殖 现象 最大 贡献者

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作者系郭珊珊

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