自然界的大多數(shù)物種的性比都是1:1,然而少數(shù)物種在進(jìn)化過程出現(xiàn)偏雌或偏雄的性別比例。究竟什么機(jī)制或原因決定、影響一個(gè)物種的性別比例,一直是學(xué)術(shù)界未曾有效解決的科學(xué)問題。1930年發(fā)表的著名的Fisher定理認(rèn)為,性別的進(jìn)化就是兩性合子隨機(jī)結(jié)合的過程,其后代出現(xiàn)雄性或雌性的幾率就像隨機(jī)投擲硬幣所出現(xiàn)正、反兩面一樣,完全是一個(gè)隨機(jī)的過程,雌雄比例因而將是1:1。該理論顯然無(wú)法解釋諸如蜜蜂等社會(huì)性昆蟲高度偏雌的性比現(xiàn)象。上世紀(jì)60年代開始的基因遺傳頻率選擇理論(新達(dá)爾文主義核心內(nèi)容)或資源分配理論認(rèn)為,近親交配、局域交配競(jìng)爭(zhēng)或環(huán)境選擇壓力將會(huì)導(dǎo)致種群偏雌性性別比例。但這些理論仍然難以解釋相同環(huán)境下為何有些物種出現(xiàn)偏雌性比,而有些物種卻是偏雄性的性別比例。該理論同樣難以解釋為何同一物種在不同的年齡階段、環(huán)境條件會(huì)出現(xiàn)不同的性別比例。
中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所王瑞武研究員和云南大學(xué)數(shù)學(xué)系教授李耀堂、博士研究生王亞強(qiáng)等合作,將經(jīng)濟(jì)學(xué)中的彈性理論引入進(jìn)化生物學(xué)。其理論模型發(fā)現(xiàn),生態(tài)學(xué)著名r選擇(多生少管選擇)和K選擇(優(yōu)生優(yōu)育選擇)本質(zhì)就是資源變化對(duì)幼崽存活率影響大。促Y源的存活彈性系數(shù))不同所致。模型同時(shí)發(fā)現(xiàn),資源的存活彈性系數(shù)與環(huán)境選擇壓力將同時(shí)影響性比的演化。對(duì)選擇的優(yōu)生優(yōu)育繁殖策略的個(gè)體或物種而言,即K選擇策略,如老虎、人類等,環(huán)境選擇壓力的增大將會(huì)導(dǎo)致其后代雌性比例的增大。而對(duì)選擇多生少管這樣粗放式繁殖策略的個(gè)體或物種而言,即r選擇策略,如老鼠、蚊子等多數(shù)昆蟲,環(huán)境選擇壓力的增大將會(huì)導(dǎo)致其后代雄性比例的增大。如果資源變化對(duì)幼崽存活率影響不大或沒影響(非彈性區(qū)間),環(huán)境選擇壓力的增大,將不會(huì)改變其后代的性別比例。性比的改變可能是由于個(gè)體的激素或荷爾蒙水平的變化所致。
該理論模型有效解釋了為何有些物種出現(xiàn)偏雌性比,而有些物種卻是偏雄性的性別比例。對(duì)同一物種而言,其不同的年齡階段或環(huán)境條件下資源的存活彈性系數(shù)都不一樣,其性別比例也將因年齡階段的不同或環(huán)境條件的差異而發(fā)生改變,該模型因而也解釋了包括人類在內(nèi)的很多物種在局部范圍內(nèi)出現(xiàn)的性別失調(diào)現(xiàn)象。
該研究結(jié)果發(fā)表在開源性雜志PLOS ONE上。
論文信息:Wang R-W, Wang Y-Q, He J-Z, Li Y-T (2013) Resource Elasticity of Offspring Survival and the Optimal Evolution of Sex Ratios. PLoS ONE 8(1): e53904. doi:10.1371/journal.pone.0053904.
