“繁殖彩票”:松鼠如何为更好的未来而在生育策略上下赌注?

2023年02月20日 21:53 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

想象一下,你无意中听到了双色球彩票的中奖号码,但却不知道它们何时会被公布--只知道会在未来十年左右的某个时候出现。尽管在这段时间内,每天买彩票与数字为伴会产生日常经济支出,但回报是巨大的,足以使它成为一项值得的投资。

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栖息在环境高度可变的环境中的动物在也会玩类似的"彩票",为他们和种群的健康下注,这是对其传播基因能力的一种衡量。在密歇根大学领导的一项最新研究中,研究人员发现,在繁殖方面冒险的红松鼠比那些不冒险的红松鼠表现得更好,即使这在短期内让它们付出代价。

密歇根大学国家科学基金会生物心理学博士后研究员、主要作者Lauren Petrullo说,自然选择通常有利于那些在食物丰富的年份生下大崽的雌性松鼠,因为它们为基因库贡献了很多婴儿。

她说:"我们惊讶地发现,一些雌性动物在没有足够的食物让它们的婴儿过冬的年份同样有大量的产仔。因为生产后代在生物学上是很昂贵的,我们想知道为什么这些雌性在生殖策略上会出现这样的错误。"

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在加拿大育空地区,雌性北美红松鼠将它的一只幼崽从一个巢穴转移到另一个巢穴。资料来源:艾琳-西拉库萨

所研究的红松鼠生活在加拿大育空地区,每隔四到七年就会经历一次"丰年",或者说它们的主要食物来源--来自白云杉树果实的种子的繁荣。松鼠在大丰收年到来之前就已经预测到了,并在之前的几个月里增加了产仔数,以确保它们的孩子将来有更好的生存能力,而它们自己也有更好的身体素质。

Petrullo说:"在我们的研究地点,树木和松鼠之间有一场持续的拉锯战,每个参与者都试图欺骗对方,以获得各自的收益。"

Petrullo和U-M心理学和生态学及进化生物学副教授Ben Dantzer使用了Kluane红松鼠项目收集的数据,这是一项有34年历史的合作性实地研究,涉及U-M、科罗拉多大学、阿尔伯特大学和萨斯喀彻温大学。每年研究人员都会收集关于松鼠生产多少婴儿和松鼠吃多少云杉果的数据。

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加拿大育空地区的北美红松鼠幼崽。它们大约25天大

科学家们量化了雌性松鼠在食物繁荣和萧条期间的繁殖情况,发现无论它们是否在繁殖策略上进行赌博,它们的体能都存在差异。研究表明,虽然一些松鼠通过保持每年的小规模产仔来保证安全,但那些采取"天上掉馅饼"的方法,即使在食物匮乏的情况下也会有大量的产仔,如果它们能经历一个好年景,就能享受到更大的终身健康和种群繁衍。

不过,与双色球的例子不同,松鼠并不保证最终会赢。

Petrullo说:"在某些方面,这种用胎儿多少作赌注的策略就像在玩火。因为松鼠的平均寿命是3.5年,一只雌性松鼠有可能通过在食物少的年份生太多的孩子来破坏自己的身体状况,而如果不这么做,她可能在经历一次全力繁殖之前就死了,这成本可能是相当昂贵的。"

另外,对于松鼠来说,如果它们最终错过了"中大奖"的机会,那么在繁殖游戏中完全不赌博的代价可能是无法克服的。

Petrullo说:"对于一只雌性来说,基本上不可能收回在桅杆年不加强繁殖的健身成本,所以赌注是非常高的。"

在低粮年增加产仔数的雌性,其体能确实受到了短期打击。她说,但是如果它们经历了一个丰收年,它们更有可能增加产仔数,从而获得更大的终身生殖成功的最终奖励。

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加拿大育空地区的雌性北美红松鼠,戴着无线电项圈站在它的巢穴(云杉果实的苞片和碎片)上。资料来源:朱莉安娜-巴鲁菲-弗莱

研究人员认为,松鼠的最佳选择是抓住机会,承受短期身体消耗成本,以避免完全错过生育大奖的无可比拟的成本。

Petrullo说:"确定不同类型错误的相对成本,是理解为什么动物会犯在我们看来是错误的关键。"

科学家们仍然不确定松鼠到底是如何预测未来的食物产量的,这些动物可能是在吃云杉树的某些部分,这些部分会影响它们的生理机能,从而改变它们生产的婴儿数量,它表明松鼠在用某种方式"偷听"树木的生长状况,但我们仍有很多工作要做,以解决这个难题。

因为许多动物使用关于其环境中的食物等事物的线索来做出繁殖决定,而这些线索的可靠性由于全球气候变化而正在下降,科学家们也想知道这些类型的错误的成本将如何改变什么是最佳的繁殖策略。

"如果食物繁荣的可预测性降低,松鼠不能再预测未来,这可能会影响北方森林中松鼠的数量,"Dantzer说。"鉴于松鼠是许多捕食者的猎物,这可能是个问题。"

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