【贈書福利】為了讓孩子繼承優(yōu)良基因，媽媽們這樣選擇…… | 悅讀科學(xué)
本周，我們將送出五本《演化的故事》。讀完這篇文章后，將你的所思所想分享到微博，關(guān)注并@新賽先生。我們會從中抽取五位幸運(yùn)讀者，送出贈書?
19世紀(jì)的博物學(xué)者，包括達(dá)爾文，當(dāng)時已很熟悉雄性之間的競爭現(xiàn)象。這十分符合他的演化論：雄性為雌性競爭，勝利者交配的次數(shù)最多。如果頭殼長硬點(diǎn)，可以增加勝算，那么下一代的雄性頭殼一定都很硬；若頭上長出兩個硬塊可以增加打斗的威力，這兩個硬塊很可能就會演化成角。
但雌性都在一旁干啥呢？達(dá)爾文納悶。她們是否只是等著被勝利者占有？或許有些維多利亞時代的紳士會很贊成雌性被動的想法，達(dá)爾文卻意識到這中間有個很大的問題：碰到不搞雄性大對決這一套的動物，你怎么解釋？
雄孔雀的“累贅”
以雄孔雀和它艷麗的尾巴為例，“每當(dāng)我凝視雄孔雀的尾羽，總感到一陣惡心！”達(dá)爾文曾經(jīng)這樣說過。布滿虹彩眼睛圖案的雀屏對孔雀這種動物來說，絕非必要——沒有長尾巴的雌孔雀活得好好的。雄孔雀也不能用尾巴去攻擊另一只雄性。它其實(shí)是個累贅；若碰上狐貍，雄孔雀尾大不掉，會跑不快。即使它的缺點(diǎn)這么多，雄孔雀每年還是會長出一批新的尾羽，來取代去年年底脫落的舊羽。
英國泰恩河畔紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)生物學(xué)家皮特里（Marion Petrie）說：“雄孔雀令達(dá)爾文非?？鄲?，因?yàn)樗鼈兯坪踹`反他的自然選擇論。他常思索這個問題，經(jīng)過許多年之后，才提出對雄孔雀長尾巴的解釋。他創(chuàng)造了一個特別的名詞來描述形成雀屏的過程，即‘性選擇’（sexual selection）?！?/p>
雄孔雀在交配期間會成群聚集，以叫聲吸引雌性。一看到雌性，雄孔雀立刻開屏，不停抖動尾巴。達(dá)爾文認(rèn)為雌孔雀是根據(jù)尾巴來給雄孔雀打分?jǐn)?shù)，某種尾巴特別能夠吸引雌性，讓她愿意和尾巴的主人交配。但達(dá)爾文并沒有說明雌性的評分標(biāo)準(zhǔn)是純美學(xué)，抑或雄性某種誘人的特質(zhì)。無論如何，挑選雄孔雀的雌孔雀就像養(yǎng)鴿育種者，專門挑選出自然選擇在野外會忽略掉的某種特質(zhì)。扇尾鴿讓育鴿者賞心悅目；羽毛燦爛的雄孔雀則令雌孔雀賞心悅目。代代相傳下來，雌孔雀的特殊喜好便不斷提升尾羽美麗的雄性的繁殖成功率。達(dá)爾文認(rèn)為，假以時日，雌性的選擇便能創(chuàng)造出像雀屏這般毫無道理的東西。
雌孔雀喜歡擁有較大尾巴的雄性，因其可反映個體的基因品質(zhì)。
達(dá)爾文所提出的這股新的演化力量——性選擇——并未獲得許多人支持。華萊士認(rèn)為有自然選擇就夠了。他認(rèn)為雌鳥羽色黯淡，乃因它們經(jīng)常待在巢中，需要保護(hù)色。眩目的色彩可能是鳥羽本來應(yīng)有的顏色，不這么需要保護(hù)色的雄鳥，自然不必承受使羽色變黯的自然選擇壓力。
往后數(shù)十年，大部分的生物學(xué)家仍舊對雌性在性這檔事上的影響力心存懷疑。直到最近20年，研究人員才開始進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，求證雌性是否真有特殊喜好。結(jié)果證實(shí)她們的好惡非常強(qiáng)烈——強(qiáng)烈到足以驅(qū)策雄孔雀尾巴的演化。
皮特里便證明了雌孔雀對于選擇雄孔雀慧眼獨(dú)具，他指出：“很多雌孔雀在有好幾只雄性追求者的情況下，會主動走到某只雄性身邊，這只雄孔雀也將虜獲族群中大多數(shù)的雌性?！彼瑫r證明，雌孔雀的選擇標(biāo)準(zhǔn)，就是雄性的尾巴。愈花哨、眼狀圖案愈多的雀屏，愈能吸引雌孔雀。一般說來，每只雄孔雀的雀屏上應(yīng)有150個眼睛，只要少了幾個，皮特里估計，中選的機(jī)會便將大大降低。而眼睛少于130個的雄孔雀，幾乎很少交配。
機(jī)智的媽媽們
別的生物學(xué)家也證實(shí)其他物種的雌性對于選擇配偶同樣好惡分明。母雞喜歡雞冠又大又紅的公雞；母劍魚喜歡尾巴長的公劍魚；母蟋蟀喜歡鳴聲最復(fù)雜的公蟋蟀。由于這些炫耀形式全是遺傳的，性選擇可能的確促成了它們的演化。又由于長尾巴、鮮艷的顏色及宏亮的鳴聲，都將使雄性付出極高的代價，因此炫耀的程度有一定的極限。如果它們對雄性的生存影響太大，自然選擇便會限制其演化。
達(dá)爾文對有關(guān)性選擇的一個基本問題——為什么雌性會特別喜歡某種尾巴或雞冠——總是有點(diǎn)言詞閃爍。他只說雌性覺得它們具吸引力。1930年，英國遺傳學(xué)家弗希爾進(jìn)一步說明這個觀點(diǎn)：如果母鳥覺得長尾巴有吸引力，短尾巴的公鳥就很難找配偶。選擇長尾巴配偶的母鳥，應(yīng)該會生下長尾巴的兒子，因而她的雄性后代找到配偶的機(jī)會就較高。換句話說，母親們無非希望自己的兒子長得性感罷了。
但現(xiàn)在有愈來愈多的科學(xué)家相信，雌性挑選配偶絕不含糊，所有能夠吸引雌性的炫耀方式其實(shí)都透露出雄性在基因上的潛力。
雌性把自己的基因傳給下一代的機(jī)會遠(yuǎn)比雄性少，因此演化經(jīng)常令雌性在挑選配偶時特別謹(jǐn)慎。對它的子女而言，最嚴(yán)重的威脅之一便是寄生物。即使某個雌性擁有優(yōu)良基因，可以預(yù)防疾病，但如果它和擁有孱弱基因的雄性交配，則勢必將大大削弱它傳給后代基因的力量。
雌性動物不可能將追求者的基因送到檢驗(yàn)室里去作分析，但是它可以通過對方的外表及行為，發(fā)掘有關(guān)其健康狀況的線索。一個被寄生物所累的雄性，不可能大聲鳴唱或長出鮮艷的羽毛。至于雄性會演化出何種表現(xiàn)給雌性觀看的方式，每個物種都不一樣。靈長類是唯一擁有靈敏色彩視覺的哺乳類，或許這可以解釋為什么有些靈長類是唯一在性炫耀時運(yùn)用鮮紅及鮮藍(lán)色的哺乳類。然而無論炫耀方式為何，它必定代表某種誠懇的獻(xiàn)禮。倘若假炫耀可以欺騙雌性，它的后代就不能從父親那邊繼承到優(yōu)良基因，因此假炫耀的吸引力必定將隨演化消失。
公雞的雞冠雖然不像雀屏那般累贅，但它仍是一種誠懇的犧牲。雞冠和其他許多雄性炫耀一樣，需要雄性荷爾蒙睪丸酮（testosterone）來刺激生長。但睪丸酮同時也會減低公雞的免疫力。若想長出雞冠，公雞必須冒容易生病的險；因此惟有真正強(qiáng)壯的公雞，才能這樣揮霍自己的免疫力。
另一種誠懇的廣告是：對稱。胚胎在發(fā)育期間會承受各種不同的壓力。比方說，它的母親在懷孕時可能找不到充足的食物，胚胎因此缺乏健康成長的必要能量。有些動物天生較能承受這些打擊，仍能健康地長大；但有些動物的胚胎卻因承受不了壓力，在發(fā)育期間陷入大混亂，結(jié)果長大后可能不具生育能力，或體弱多病。雌性在尋找配偶時，必須避開這種不穩(wěn)定的雄性，才能有好結(jié)果。
發(fā)育上的不穩(wěn)定會在動物身體的對稱性上留下明顯的痕跡。動物的身體構(gòu)造，大部分都是左右對稱，有如鏡像。建造身體左側(cè)的復(fù)雜基因網(wǎng)絡(luò)，在建造右側(cè)時，必須精確重復(fù)每個動作。如果某個動物在發(fā)育時受到干擾，它身體的精確對稱性就會受損，例如公鹿的兩只角可能長得不一樣長，雄孔雀雀屏兩邊的眼睛圖案數(shù)目可能不一樣。對稱就像健康的徽章。
雌家燕喜歡尾羽長且對稱的雄燕。
研究人員企圖證實(shí)雌性是否利用雄性的炫耀來評斷后者的基因，結(jié)果許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果都支持這個論點(diǎn)。母蟋蟀喜歡鳴唱時多加音符的公蟋蟀，而且蟋蟀歌曲的長度確實(shí)可以顯示雄性對寄生生物抵抗力的強(qiáng)弱。雌家燕（barnswallow）喜歡尾羽長且對稱的雄燕，這是評斷雄性是否健康的可靠線索。皮特里也證實(shí)雀屏較大的雄孔雀，存活率比雀屏較小的雄性高，它們的后代將繼承這種存活率。
若想測試任何一種演化假說的真實(shí)性，最好的辦法便是找出例外，以此來驗(yàn)證常規(guī)。并非每一種動物都由雄性競爭，雌性評審。有幾種動物在某些時候會性別角色互換，例如雌海龍（pipe fish，學(xué)名Syngnathus typhle）會把卵產(chǎn)在雄魚身上一個囊里，所以懷孕的等于是雄魚。它必須攜帶卵數(shù)周，從自己血液中提供養(yǎng)分及氧給卵子。每條雌魚在每次交配季內(nèi)都可產(chǎn)下足以供給兩只雄魚的卵，雌魚因此必須為數(shù)目有限的雄魚激烈競爭。所以負(fù)責(zé)挑選配偶的是雄魚，而非雌魚；它們喜歡體積大、色彩艷麗的雌魚，不喜歡小而黯淡的雌性。
動物在選擇配偶時，不會作有意識的決定。雌孔雀不會去數(shù)雄孔雀尾巴上的眼睛圖案，然后自言自語：“只有130個眼睛？不夠好。下一位！”當(dāng)雌孔雀看見一片極華麗的雀屏，受到吸引，便和雀屏的主人交配，或許她所經(jīng)歷的，只是一連串復(fù)雜的生理反應(yīng)。其實(shí)大部分的適應(yīng)行為皆如此：雖然只是本能，但是憑本能行事卻足以執(zhí)行極復(fù)雜的生存策略。
作者簡介
卡爾·齊默（Carl Zimmer）美國著名科普作家，耶魯大學(xué)講師。
（本文經(jīng)授權(quán)摘編自世紀(jì)文景·上海人民出版社出版的《演化的故事：40億年生命之旅》（2018年1月，[美] 卡爾·齊默/著，唐嘉慧/譯）第10章《激情也有邏輯：性的演化》，略有修訂，標(biāo)題為編者所加）
文章頭圖及封面圖片來源：pixabay.com
賽先生
啟蒙·探索·創(chuàng)造
如果你擁有一顆好奇心
如果你渴求知識
如果你相信世界是可以理解的
歡迎關(guān)注我們
投稿、授權(quán)等請聯(lián)系
saixiansheng@zhishifenzi.com
