首先,“基因多样性越高的种群存留的概率越高”只是一些人不切实际、一厢情愿的幻想,并不是真的。
2020年,一项新研究反对“更高水平的遗传多样性能改善物种的环境适应度和长期生存前景”的传统观点[1]。科学家们证明了中性遗传多样性与物种灭绝风险之间不存在简单的一般关系。
- 看来,我们需要更好地理解功能性遗传多样性、数量变化史和生态关系,来制定和实施有效的物种保护策略。
在基因多样性方面,人是反例。全人类现有的基因多样性是非常低下的,任意取两个健康人,基因相似度在99.9%以上,基因差异比人们在非洲考察过的6500只黑猩猩之间的差异还小,且这点差异主要由中性突变和漂变贡献。你觉得现在濒临灭绝的是人还是黑猩猩呢。
其次,“对所有存活异性等概率交配”有物理上的限制,一些动物终其一生只能和个位数个异性交配,在昆虫、鱼类里还有不少物种90%到98%的个体活不到繁殖的时候就被各种原因弄死了,剩余的个体可能一生只有一两次交配的机会,乃至一生都找不到一个异性。
再者,认为动物的交配策略、性选择使用的“好看,聪明”之类性状“应该是有什么道理的”,“为什么会进化出来,应该有什么用吧”,也往往是主观臆断。
地层里的化石证明,地球上存在过的多细胞生物至少有98%已经灭绝,其中不乏“性选择塑造了过于累赘的性状、导致物种走进死胡同”的情况。演化没有方向性,并不总是对生物个体或种群的存活有利,有概率造成生物对环境的适应度下降,直到造成灭绝。涉及性选择、关联到讯号的诚实性的性状尤其容易出现“对本体的生存并不有利”的情况,这情况很可能还是该性状延续下来的原因之一。
关于性选择:
- 在同一物种的两个性别之间,通常有至少一个性别必须进行内部竞争来获取有限的交配机会。由于个体间存在可遗传的差异,有的个体在竞争中较为成功,有更大概率将这些差异遗传给后代,长此以往在种群中产生演化。
- 通常,雌性动物在生殖过程中为了制造、储备、保护卵细胞而投入大量资源,繁殖行为的“冷却时间”比较久、对交配对象比较挑剔,于是性选择作用在雄性动物的性状上。在性别角色部分相反的海马等生物身上,性选择就会作用在雌性动物的性状上。
- 一个生物能对种群的基因库造成多大的影响,取决于这个生物自身保持繁殖功能并生存下去的能力、寻得配偶或单独繁殖的能力、每次繁殖能够产生的子代数量、一生能进行的繁殖次数、对子代进行保护·哺育的能力等等各方面的能力和随机因素。
性选择主要帮助提高求偶成功率,其性状可能对生物的其它方面能力没有影响,或是有贡献,或是有拖累,或是根据具体的场合造成不同的效果。
- 例如“雄性孔雀的大羽毛”,尾上覆羽,看起来会对飞行和步行造成拖累,但并不止用来吸引雌性——雄孔雀在互相争夺地盘和面对其它生物的时候,也会用大羽毛开屏来示威,显示自己体格巨大、无所畏惧。这个性状不是纯粹的性选择产生的。
- 有些科学家研究认为,雄孔雀对雌孔雀开屏之后要抖动羽毛产生响声作为信号,这羽毛不是只拿来看的,雌孔雀也并不热衷于羽毛最长的个体之类,我们并不真正了解孔雀的求偶行为[2]。
- 雌孔雀的尾上覆羽没有雄孔雀长得那么夸张,但也是可以开屏的,这个能力主要用来让自己的身体看起来大一些、吓阻敌害或竞争对手,尤其是其它雌孔雀。
你看到了,一个雄孔雀在开屏,两个雌孔雀抢男人,一个雌孔雀在开屏。
“雌性偏好某些雄性,这些雄性就会有较多的后代”是非常直观的事情。“雌性的偏好”本身的演化来源则比较复杂,目前已知许多不同的机制,在不同物种中的重要性各有千秋、并不互斥:
- 直接利益——雄性的特征可能直接对雌性产生利益,例如雄性帮助孵蛋或育幼的能力、在求偶时提供巢穴·食物的能力、领地的面积和品质;
- 感官偏误——雌性的偏好可能源自关于捕食·自卫等的功能,然后蔓延到求偶中,例如孔雀鱼对橘色食物的偏好蔓延到对橘色雄鱼的偏好;
- 好基因假说——雌性偏好的性征可能代表雄性的基因素质,偏好特定的性征可以让后代有较好的基因。当然,这些基因不太可能适合在所有环境里使用,可能给物种的延续造成隐患。
- 性感儿子假说——源自费雪失控(Fisher's runaway),可能发生在任意与雄性素质无关的特征上。意思是,当雌性偏好一个特征时,其后代会同时遗传父亲的特征和母亲的偏好,让种群中具有此特征的个体有较高几率同时带有偏好此特征的基因,形成正反馈。你可以期待这造成过度累赘的性状。
对本体的生存并不有利的“好看”,涉及讯号的诚实性:
- 反映雄性基因素质的特征必须能够避免“素质不好”的雄性去伪装出同样的效果。
- 讯号必须能够确实地反映出个体的素质,否则展示该特征的效果还不如让雄性互相打斗。
因而,对雄性造成不便的特征用“难以伪造”作为优点、在演化中保留下来并增强到一定程度。
- 有些特征直接涉及个体的基因、无法假造,例如柄眼蝇的眼柄长度;
- 许多特征在生理层面直接反映个体素质,例如有皮肤病的个体、营养不良的个体难以长出鲜艳的羽毛;
- 许多特征必须付出一定的成本来维持,这称为“累赘原则”。
你可以这样看待其过程:
- 生物身上随机突变出一项或多项对生存质量可能产生影响、对求偶可能有利的性状,这些性状可能没有别的用途,也可能是多用途的,用途可能随着时间而变化;
- 生物若能带着上述性状活到繁殖并靠这些性状获取更多的繁殖机会,就能够将上述特征遗传给相对更多的后代;
- 逐渐地,上述性状在种群中扩散并强化,在求偶优势增加的同时,这些性状要求的资源、对本身造成的妨害也可能变化,并可能产生新的用途;
- 若是性状对生物自身的负面影响积累到了一定程度,可能导致其它性状变得“吃香”而改变种群的特性,也可能导致种群走向衰退乃至灭绝。
关于人类交配策略,可以参照:
现今社会,大多数帅哥会选取漂亮女生进行繁衍,那么这种选择是人工选择还是自然选择?
参考
- ^ https://arxiv.org/abs/2007.02569
- ^ https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2007.10.004