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单个基因解释了绵羊的困境:长角还是长寿?

了解索伊羊的繁殖成功是如何与自然选择和性选择在这个独特的苏格兰种群中交织在一起的。

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在希尔塔岛,圣基尔达岛上的索伊公羊。图片由Arpat Ozgul拍摄 俗话说,好事做多了……就是更好的事。至少,很多动物似乎是这么认为的——雄性通常会进化出精美的装饰来打动雌性,越疯狂越好。但在某些情况下,这种理论并不成立——例如,在苏格兰的索伊羊身上。角大的雄性更能够吸引母羊并击退竞争对手。但为什么还有小角的雄性存在呢?研究人员最终认为他们知道这个难题的答案,因此可能对这种性选择在其他动物中的运作方式有所了解。

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数绵羊

在过去的二十年里,研究人员一直在研究苏格兰海岸附近的一个岛屿上 1,750 只索伊羊 (Ovis aries) 的种群。每年他们都会追踪三件事:繁殖成功率(后代数量)、生存(动物是否能度过这一年)以及这两者的结合,他们称之为总体适应性。研究人员还分析了绵羊的基因,发现角的大小主要由一个名为 RXFP2 的单基因控制。该基因有两个不同的版本或等位基因。研究人员发现,HO^+ 等位基因使雄性绵羊的角更大,从而导致更高的繁殖成功率。另一个等位基因称为 HO^P,使雄性绵羊的角更小——但令人着迷的是,这个版本有它自己的好处:更好的生存机会。

自然选择与性选择

由于每只绵羊都有这两个基因,一个来自父母,自然选择和性选择本质上是在每只绵羊的 RXFP2 基因中进行的斗争。当性选择获胜时,雄性就有两个 HO^+ 等位基因——他会获得爱情的青睐,但生存的几率较低。当自然选择占上风时,雄性最终会获得两个 HO^P 等位基因,虽然他那小小的角可能阻止他与女士们约会,但他明年很有可能还会再来一次。研究人员发现,总体适应性最好的绵羊实际上是那些每个等位基因都含有一个的绵羊:根据今天在《自然》杂志上发表的研究,它们既有良好的繁殖成功率,也有良好的生存几率。但由于这些雄性仍然可以将小角等位基因传递给它们的后代,只要它的雌性伴侣也贡献了一个小角等位基因,它们的雄性后代就会出生时是小角的。这是进化生物学家首次能够为绵羊中的这种现象提供经验证据。精心设计的性装饰通常涉及个体的权衡:例如,更容易被捕食者发现。但这是一个罕见的种群水平的权衡案例,大自然恰好将这种困境打包在一个单一的基因上。

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