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撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

在动物界,创新能力(例如解决新问题或采用新方法获取食物)通常被认为具有进化优势。我们往往认为,这种具有创新行为的“聪明”个体更受异性青睐,从而会拥有更多后代。但如果真是这样,经过多代进化,创新能力应该越来越强,最终大多数个体都会成为“创新高手”。

然而,在现实中,即使在同一种群内,个体创新能力也存在显著差异。有些动物善于创新,有些则保守。但这种差异如何能够长期维持,一直是个谜。

近日,马克斯普朗克进化生物学研究所的研究人员在 Cell 子刊Current Biology上发表了题为:Variation in innovation is maintained by disassortative mating and female choice 的研究论文。

该研究通过对家鼠进行观察和实验,发现雌性择偶偏好竟与自身创新能力有关——雌性根据自身创新能力选择具有相反特质的雄性,而雄性则在创新能力和竞争能力(体型大小)之间存在权衡。这一发现为解决生物多样性之谜提供了新线索。

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半自然环境下的意外发现

研究团队在四个半自然围栏中放养了 139 只野生家鼠,观察它们六个月内的交配行为。他们为这些鼠设置了四种需要解决问题才能获取食物(黄粉虫)的装置。

结果发现,约 23% 的鼠是“创新者”(至少解决一个问题),而创新者与非创新者之间的交配比例比随机交配预期高出 45%。

如下图所示,研究团队观察到的混合配对(创新者与非创新者交配)比例显著高于预期,表明存在异质交配(disassortative mating),即“物以类聚”、“门当户对”并非必然,相反,个体更可能选择与自己特性相反的伴侣

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雌性择偶:自身能力决定偏好

为进一步验证这一现象是否源于雌性主动选择,研究团队设计了标准化的择偶实验。让雌鼠在创新型雄鼠和非创新型雄鼠之间做出选择。

实验结果令人惊讶:雌鼠的自身创新能力直接影响其择偶标准。

如下图所示,随着时间推移,非创新型雌鼠明显更喜欢与创新型雄鼠相处,而创新型雌鼠则相反。这种分化模式表明,雌性偏好与自身特性相反的雄性

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雄性的权衡:智力与体力的取舍

为什么会出现这种选择模式?进一步分析发现,雄鼠在创新能力和体型大小之间存在显著权衡。创新型雄鼠明显比非创新型雄鼠体型小,而体型是啮齿类动物中公认的竞争优势指标。

“差竞争者假说”认为,竞争力较弱的个体(通常体型较小、较胆小)更可能通过创新行为获取替代资源,而占据支配地位的大型个体则能轻松控制现成资源,无需创新。

下图展示了完整的作用机制:创新型雌鼠偏爱体型更大的雄鼠(即使它们不擅长创新),而非创新型雌鼠则偏好创新型雄鼠(无论其体型大小)。这种基于雌性自身创新能力的差异化择偶策略,最终导致了异质交配。

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进化意义:平衡选择维持多样性

这项研究揭示了性选择如何通过平衡选择维持行为多样性。如果所有雌性都偏好创新型雄性,那么创新基因可能会在种群中固定下来,减少多样性。但事实上,雌性根据自身特性选择不同特质的雄性,确保了创新能力的变异在种群中得以维持

研究团队强调,仅考虑雄性特征会得出错误结论。在这项研究中,如果忽略雌性自身创新能力,会错误地认为雌鼠对雄性创新没有偏好。只有同时考虑双方特性,才能揭示真实的择偶模式。

这项研究不仅解决了创新行为多样性维持的谜题,也提醒我们,在理解复杂行为进化时,需要综合考虑两性特性及其相互作用。对于动物如何应对快速变化的环境,这一发现提供了重要启示。

而在人类社会中,是否也存在类似的“互补”择偶模式?这或许是未来研究的有趣方向。

论文链接

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(25)01618-5