仅两张图研究“运气”,蛇年第二天登顶Science

英卓康康 2025-01-07 14:46:41

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在进化生物学中,个体在早期生活中所经历的偶然事件(即“运气”或“偶然性”)被认为对其行为、健康、社会地位和适应度有重要影响。这些偶然事件可能导致个体走上不同的发展轨迹,从而影响其一生的生殖成功。然而,如何量化和理解这些偶然事件对个体发展的影响,尤其是在复杂的自然环境中,一直是研究的难点。

行为生态学则关注动物在自然环境中的行为表现及其进化意义。在许多动物群体中,个体之间的竞争和合作行为对其生存和繁殖具有重要影响。理解这些社会互动如何影响个体的行为特征和适应度,对于揭示物种的进化动态和生态系统的功能具有重要意义。

康奈尔大学Michael J. Sheehan和Matthew N. Zipple等人通过研究小鼠在半自然环境中的行为发展,探讨了早期生活中的偶然性如何通过竞争反馈机制放大其对个体发展的影响。研究结果不仅为理解个体差异的形成提供了新的视角,也为性选择理论提供了实证支持,表明性选择可能受到早期偶然事件的限制。

1.主要内容

图1 雄性和雌性小鼠在行为个体性发展上的差异

研究人员通过对C57BL/6J小鼠的行为进行长期监测,发现雄性小鼠比雌性更早地形成了各自独特的成年行为表型。图中通过主成分分析(PCA)将小鼠的行为特征简化为两个主成分(PC1和PC2),分别代表社会和空间探索以及社会连接性。结果显示,雄性小鼠在较早的年龄阶段(约26天和31天)就表现出与成年行为显著相关的行为特征,而雌性小鼠则需要更长的时间(约26天和46天)才能表现出这种相关性。此外,雄性小鼠早期行为与成年行为之间的相关性更强,且这种关系的斜率更接近1,表明早期行为对成年行为的预测性更高。这些结果支持了竞争反馈机制在雄性小鼠中放大早期偶然性影响的假设,而这种机制在雌性小鼠中似乎不明显。

图2 雄性和雌性小鼠在资源竞争中的不同表现及其对行为的影响

图中显示,雄性小鼠的资源竞争得分在个体间差异较大,而雌性小鼠的得分则相对稳定。这种差异从性成熟期开始显现,与雄性小鼠之间竞争的加剧相吻合。此外,雄性小鼠早期体重的微小差异能够预测其成年后的资源竞争得分,而这种关系在雌性小鼠中不存在。随着发育的进行,雄性小鼠体重差异的扩大进一步支持了竞争反馈机制的存在。最后,雄性小鼠的资源竞争得分强烈预测了其其他行为特征,而雌性小鼠则没有这种预测关系。这表明资源竞争在雄性小鼠中形成了一个自我强化的反馈循环,影响其行为和社交地位,而雌性小鼠则没有类似的反馈机制。

2.总结与展望

本研究通过比较雄性和雌性小鼠在资源竞争中的行为发展,揭示了早期生活中的偶然性(或“运气”)在个体发展中的重要作用。研究发现,雄性小鼠在资源竞争中表现出更高的竞争压力,导致其行为特征的个体差异在早期就显现出来,并随着时间的推移而加剧。这种竞争反馈机制使得雄性小鼠进入不同的、自我强化的发展轨迹,而雌性小鼠则没有类似的反馈过程。研究结果支持了早期偶然性对个体社会和适应性特征差异的重大影响,并指出性选择可能具有自我限制性,因为竞争的加剧导致偶然性在决定个体结果中的重要性增加。这将有助于理解社会不平等的根源,并为制定促进公平的政策提供科学依据。

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