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进化的逻辑︱更大更美更强:伦施法则与雄性竞争

史钧
2022-11-09 08:14
来源:澎湃新闻
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很少有学者是在监狱里开启学术生涯的,德国生物学家伦施(Bernhard Rensch)便是这样一个特例。1917年,十七岁的伦施应征入伍,在与法军的作战中被俘。囚禁期间,百无聊赖的他开始观察并琢磨自然现象。

战争结束后,伦施进入哈勒大学研究鸟类学,仅两年便获得博士学位。和许多动物学家一样,他数度远涉重洋,进行长时间的野外考察,1950年,在分析大量雌雄二态性动物资料的基础上,他提出了伦施法则(Rensch’s rule)。

伦施法则对雌雄二态性现象作了一个简洁的总结。在雌雄二态性的动物中,如果雄性体型大于雌性,则平均体型越大,雌雄差异也越大;如果雌性体型大于雄性,则平均体型越大,雌雄差异反倒越小。这一现象又叫“异速规律”。

举个例子,海獭和象海豹都属于海洋哺乳动物,雄性体型也都大于雌性。海獭的体型要比象海豹小很多,它们的雌雄差异相对也小一些——通常成年雄性海獭的体重在45公斤左右,成年雌性约35公斤,雄性比雌性重了约四分之一。在象海豹那里,平均体型陡增,雄雌差异也达到了惊人的地步——成年雄性象海豹重约3吨,而雌性只有1吨左右,雄性是雌性的三倍。

伦施法则起初来源于对鸟类的观察,但伦施发现许多其他动物也遵循这一规律。为什么会这样呢?对此,伦施本人并没有给出答案。而当后来的动物学家试图解释伦施法则背后隐藏的机制时,他们几乎毫无例外地都会回到达尔文的性选择理论上来,尤其是它衍生出来的“雄性竞争”理论。

根据性选择的逻辑,雄性为了争夺潜在的卵子,必须在彼此之间展开全方位的较量,形成所谓的雄性竞争。雄性竞争形式复杂、花样百出,是理解雄性行为进化的关键,也是理解雌雄二态性的重要切入点。

雄性竞争大体可以分为直接竞争和间接竞争。直接竞争就是雄性与雄性的暴力对决,胜利者理所当然地得到与雌性的交配权。而作为战利品的雌性在这方面没有太多选择的余地。比如发情的雄狮之间就很容易爆发直接竞争,胜出的雄狮可以顺理成章地占有全部雌性。失败的雄性要么战死,要么逃跑。至于雌性,它们很少有反抗的机会,态度也无关紧要。

公鸡也是暴力竞争的代表。两只发情的公鸡一旦相遇,很少亲切握手聊天,多半立即大打出手,根本不需要理由。斗鸡之所以能成为一种赌博行为,完全是因为公鸡这种好勇斗狠的特性。当然公鸡的本意不是为了方便人类赌博,而是为了争夺交配权。获胜的公鸡即时取得和母鸡交配的特权,并且不需要征得母鸡的同意。简单说,雄性直接竞争的结果往往是赢者通吃。

间接竞争相对比较温和,雄性不会直接开打,甚至不需要秀肌肉,而是以一种间接方式解决纷争。解决方案多种多样,雄性炫耀就是一种经典的间接竞争。绝色的雄孔雀一旦开屏,可以秒杀相貌平平的雄孔雀,一举赢得雌性的芳心。这里,雄性之间并没有发生直接的暴力冲突,但竞争的结果同样有效。        

另一种常见的间接竞争是仪式化战斗。两位雄性狭路相逢,照例会比试一番,但鉴于直接开打损失太大,它们会努力控制战斗的烈度,就像演习一样,双方摆足姿态似乎要拼命,但往往会在真正拼命之前就结束战斗。比如河马会张大嘴巴互相比较,嘴大的一方获胜。鳄鱼也会比试谁的嘴巴更大。对它们来说,嘴巴是致命的武器,长了一张更大的嘴,等于提着一把更大的斧头,稍作比划就可分出高下。所谓不战而屈人之兵,大概就是这个意思吧。

养狗的人都知道,狗子“打架”通常都发生在公狗之间。完全陌生的公狗子在楼下相遇时,也会龇牙咧嘴怒目相向,但多数时候只是例行公事,并没有真的干上一架的打算。这也是为什么我们经常听到狗子虚张声势的叫喊,却很少看到它们咬撕得满嘴是血。一切只是仪式化的战争而已。

通常只有当仪式化的战斗无法解决问题时,雄性竞争才会升级,出现直接的暴力对抗。强如狮子,也不是一上来就以死相拼。雄狮对着空气发出一阵一阵的怒吼时,并不是闲得无聊,而是在和对手隔空展开仪式化竞争,就好像武林高手拼内力,吼声底气越足越有穿透力,吓退对方的几率就越大。如果这一招不管用,那就只能近身肉搏,不是你死就是我活了。当然为了争夺交配机会,哪怕是对死亡的恐惧也是可以克服的。

在前面的专栏里,我们提到过,雄性往往面临更大的性选择压力,由此引发激烈的雄性竞争,而这也成为驱动它们进化的强大动力。反观雌性,性选择的压力要小得多,既不需要打斗,也不需要炫耀,相对而言岁月静好,进化的速度也就慢一些,久而久之,行为和外貌与雄性都相去甚远。这就是雄雌二态性的原由。

同样的原因,也导致了两性之间的异速生长,也就是伦施法则的出现。对许多动物来说,性选择的压力在雄性一边,对它们来说,选择配偶不是一个意愿的问题,而是一个资格的问题——如果不能在雄性竞争中取胜,它们就会失去繁殖领地和交配的权力。雄性竞争的压力越大,雌雄形体和行为的差异就越大,而且呈加速趋势。显然形体越大,雄性竞争的压力也越大,这就好比孩童掰手腕和武林高手对决,其惊心动魄的程度是不可同日而语的。

反过来,如果雌性的形体大于雄性,也就是在逆向雌雄二态性的情况下,此时雄性承受的压力已经发生改变,以至于它们需要通过其他的策略来达成繁衍交配的目的,而不是依赖于体型竞争。既然如此,雌雄两性都会倾向于发展最佳体型,差异往往不会很大。

伦施从监狱开始的学术生涯一直持续到1990年他去世为止。他被认为是现代综合进化理论的设计师之一。

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史钧,生物学博士,专注于进化论领域的科普写作,已出版多部科普作品,其中《其实你不懂进化论》获得第十六届文津奖,并入围2020年中国好书。生命的进化是符合逻辑的过程,底层逻辑就是自然选择,在此基础之上,又衍生出了许多其他逻辑,共同构成了一个复杂的理论体系。本专栏将对这一理论体系进行深度梳理,详细介绍其中的各种逻辑关系,讨论生命的本质,理解生命的意义。

    责任编辑:单雪菱
    校对:丁晓
    澎湃新闻报料:021-962866
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