动物的繁殖行为.ppt
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1、第三章 动物的生殖行为,为什么动物在寻找配偶和相异性求偶时常常采取主动?为什么雄性动物之间长为争夺雌性而进行战斗?,为什么雌性动物总是喜欢那些具有稀奇古怪装饰和奇特行为的雄性个体?为什么雌性动物常常拒绝它们的求婚者?,第一节 两性生殖对策,两性差异和亲代投资性选择、性二型和两性作用的逆转竞争交配权精子竞争和保护配偶雌性动物的配偶选择雄性只提供精子时的配偶选择,一、两性差异和亲代投资,配子差异:鸟类卵重/体重=15-30%女人一生排卵几百个男人一生产精子数十亿,歧化选择Divergengt slection:使一些个体善于为其他配子受精或有利于一些个体产生的配子在受精后有极强的发育能力。,雌雄两
2、性差异,生殖投资是指在生产配子,求偶交配和各种护幼育幼活动中所投入的时间和能量。育幼投资:雌性为主交配投资:雄性为主。但这种情况也要依交配体制而定。,小鸟震动着翅膀等待喂食,熊猫坐姿交配,两性差异和亲代投资,亲代投资parental investment:亲代靠牺牲再次生育的机会所作的可使现存子女发育到成熟期的任何事情。配子投资以外其他事件,园丁鸟Ptilonorhynchus violaceus,两性生殖投资的差异,由于雌雄配子大小的差异导致对后代投资大小不同。雌性通常要比雄性投入更多资源。由于雄性动物具有使很多卵子受精的巨大潜能,所以雌性动物常被看成是雄性动物为之竞争的稀缺资源。雄性动物可
3、以靠为很多雌性动物受精来提高自己的生殖成功率,而雌性动物则只能靠用较快的速度把营养物质转化为卵子和活幼体来提高自己的生殖成功率。,二、性选择、性二型和两性作用的逆转,性选择sexual selection:是指通过选择过程使一性的个体在寻求配偶时获得比同性其他个体更有竞争力的特征。,通常是雄性争偶、雌性选择。,同性争偶,同性间进行直接战斗,赢者获得配偶;性间选择,异性个体之间通过竞争而吸引异性。,性二型,Sexual dimorphism雌雄两性个体间的形态特征出现明显的差异。环颈雉孔雀旋角羚Addax nasomaculatus貂羚Hippotragus niger,鹿豚猪Babyrousa
4、 babyrussa项圈蜥Crotaphytus collaris鹿鱼类性二型埃及狒狒Papio hamadryas,Anogenital areas of estrous female(left)and of male(right)top:savannah baboon Papio anubis middle:hamadryas baboon Papio hamadryas,below:vervet monkey Cercopithecus aetiops,捷蜥蜴名Lacerta agilis,polyethism,菱蝗的four morphs白蚁Zootermopsis angustico
5、llis,两性作用的逆转,当雌性生殖力大于雄性时,即发生两性作用的逆转雌性竞争配偶,雄性对雌性选择虹海龙Syngnathus typhle雄鱼具育儿袋,“妊娠”几周并需提供营养和氧气。,Dancing,1大雌鱼在一个排卵周期所产下的卵足够装满3条大雄鱼的育儿袋。雌:雄=1:1,育儿袋总是不够用,推想,雄鱼一定雌鱼有很强的选择性。事实上:雄鱼总是喜欢大而艳的雌鱼,雌鱼很快能用卵装满育儿袋。,虹海马的育儿袋,两性作用的逆转,摩门螽蟖(Mormon Cricket)Anabrus simplex雄性无飞行能力,提供精子和精包spermatophore雌性把精包吃掉。,雄,雌和精包,精包=25%雄性体
6、重。雄性不能很快生出第二个精包,且一生很难找到第二个雌性配对。相反雌性可与多个雄性交配。,雄性愿意选择体重较大的雌性,因为与体重为3.5克雌性个体交配比与3.2克雌性交配多得50%的卵重。,卵子,求偶的生态学意义:,吸引异性,排斥竞争对手:主要依靠听觉,嗅觉,视觉等。例如:长尾侏儒鸟,园丁鸟,华丽琴鸟,鸟类的婚羽防止同异种个体杂交:动物的求偶行为具有特异性,只能引起同种异性后代个体的反应。例如:棕柳莺和欧柳莺激发对方的性欲望:这个过程包括两个方面:一方面是诱发对方作出相应的性反应;另一方面是抑制对方的其他反应,如逃跑和攻击反应。例如:蜘蛛,蜉蝣选择最为理想的配偶:强壮和健康的个体具有更大的生殖
7、潜力,选择这样的个体作配偶自己也能够留下更多的后代。例如:天堂鸟,三、竞争交配权,参与竞争配偶不光是雄性,也有雌性优势度(或战斗力)决定着生殖的成功,其衡量标准是交配次数而不是后代存活数。竞争交配权的实例,1.社会优势度和个体适合度埃及狒狒Papio hamadryas,低顺位雄猴与高顺位雄猴的交配次数差不多是相当的。但交配对象所处的生理时期不同。高顺位猴在生殖周期经常独占多处于发情起的雌猴,最有可能受精怀孕。,丛属地位猴的交配对策:与某一特定雌猴建立和发展友谊,该雌猴一旦发情会先与它交配。几个雄猴建立同盟集体对抗一只雄猴,来获得交配权。,2.交配方式的选择蝎蛉Panorpa竞争交配权的3种方
8、法,雄性保卫一只死昆虫吸引有接受能力的雌性;雄性分泌唾液,等待雌性来吃礼品;不提供任何东西强行交配;大蝎蛉得到的食物多,交配机会多;中蝎蛉地得到的食物少,分泌唾液,交配次数少;小蝎蛉得不到食物只能强行交配。,3.海洋等足类甲壳动物的交配对策,海绵等足虫Paracerceis sculpta:栖息在海绵的中央腔。雄性分大中小3种形态型。在海绵内大雄虫与中雄虫相遇即战斗,把后者赶跑,后者假装成雌虫,伺机与雌虫交配。大雄虫遇到小雄虫,后者逃跑,埋藏在附近,伺机与雌虫交配,“卫星”行为,安静地等待机会,伺机中途拦截雌性强行交配。盘羊 Ovis ammon优势雄羊总控制一群雌羊卫星羊总在准备着冲过优势羊
9、,其在雌羊背上在奔跑中与其交配,交配时间大约几秒钟。,交配方法的抉择,为什么在一个物种中有多种交配方法?博弈论game theory认为,一个行为对策对一个个体的好坏将取决于种群内其它个体怎样行动。在生殖竞争中,社会相互作用将决定是哪种生殖选择对参与竞争者最有利,一种对策在整个进化期间不能被任何其他对策所取代或侵蚀,那么这种对策就是进化稳定对策(ESS)。,频率制约选择frequency-dependent selection,对策strategy是一个能够形象一个个体采取什么样行动去达到最终生殖目的可遗传的行为程序。当两种不同对策的实践者在种群中各占一定比例的时候,他们所获得的好处才能完全相
10、等;如果一方所在的比例逐渐增加,那么其它个体所获得的好处就会下降,这样就会对另一方有利,这将迫使种群重新回到原来的平衡状态,维持两种对策的共存。,四、精子竞争和保护配偶,完成竞争交配权并交配后竞争还继续!精子竞争的办法:1)从自己伴侣的生殖道中把精子清除掉;2)减少配偶从别的雄性个体获得精子的可能性保护配偶。,实例:蜻蜓目所有种,当雌蜻蜓与一雄蜻蜓交配时,先用交接器把雌性贮精囊中的精子抽吸出来,然后把自己的精子注入。,实例:岩鹨,当发现自己的配偶与其他密切接触后,便诱使将泄殖腔中的精子全部排出体外;方法是由喙反复啄击雌性泄殖腔。,实例:有些鲨鱼,交配前,先用交接器(鳍脚 pterygopodi
11、um,有两个管子)的一个管子强力喷海水冲洗雌性生殖道,然后用另一管子输送精子。,保护配偶,雄性个体在交配并输送精子后(通常在具有可受精的卵时),都会紧密伴随在自己的伴侣身边,以防配偶与其他雄性个体再次交配的行为。保护配偶是要付出代价的,即减少了找到其他雌性个体的机会。当不受保护时配偶与其他雄性个体交配可能性越大,保护时收益就越大。,白额蜂虎Merops bullockoides,雌雄配对维持到幼鸟能独立生活之后;在配对的4-5天内无论到那里其原配就守护到那里;窝卵数4-5枚;1枚/天;这样就大大地减少了受到干扰和与另一发生交配的机会。,但产卵后往往会追逐其他有配偶的。,非洲象loxodonta
12、 africanna,保护配偶往往发生在雌性动物具有可受精卵时非洲象中,较老的优势公象只有在母象处于发情期是时,才会独占和保护母象,而发情前期或后期母象可能与优势度低的年轻公象交配。,五、雌性动物的配偶选择,雄性动物总是试图争夺社会优势地位并保护自己的配偶;因为在些行为有助于雄性动物在与其它个体竞争为卵受精权时获得成功。雌性动物选择谁为自己受精呢?雌雄动物特别偏爱那些对后代贡献最大的雄性动物。,雌性动物的择偶标准,选择性功能正常者选择具有优质基因者选择占有优质领域和资源者选择有遗传互补性者选择具有较强亲代抚育能力者,选择性功能正常者作配偶,性吸引特征发育健全和求偶行为富有活力并能持久进行的雄性
13、个体;因为这些特点往往代表着性发育已经完成并具有较强的性功能。黄猩猩果蝇Drosophila melannogaster:雄性黄色突变体的某些求偶行为比正常果蝇要弱,这使它与正常雌果蝇的交配成功率大大下降。,选择具有优质基因的异性,在雄性不承担或极少承担亲代抚育工作的情况下,雌性从有性生殖中所获得唯一好处是利用雄性的优质基因,因此在这些动物中,雌性选择配偶应当保证来自雄性个体的基因能有利于提高其后代的存货和生殖生力,并能补偿自身基因的不足。标准:装饰华丽、求偶行为复杂油葫芦Gryllus testaceus中,雌性个体比较喜欢能过长时间发出颤音的雄性个体,发生需要消耗大量能量。,非洲丽鱼Cyr
14、tocara eucinostomus:雄鱼建筑碉堡的高度油葫芦Gryllus campestris:长时间发出颤音的个体 渥后蟾Bufu woodhousii叫声频率高的雄性巴拿马金蛙Atelopus variuszeteki 大个子园丁鸟、孔雀,雌鱼口孵化,选择占有优质领域和资源的雄性个体,食物是限制雌性动物产卵量的重要资源。奉献结婚礼品换取交配:蝎蛉Panorpa communis 摩门螽蟖Anabrus simplex蟋蟀,占有优质领域吸引雌性交配,雄性牛蛙Rana catesbiana大声鼓噪,相互竞争池塘中某些地点,雌蛙听到声音后朝雄蛙的地点移动。观察表明,雌蛙喜欢个体大的雄蛙,因
15、为后者常常占据最好的产卵地点。,通过选择雌蛙获得了物质利益,同时提高了自己的适合度。,选择具有较强亲代抚育能力的雄性个体,雄性个体外貌和行为的很多特征都能表明作为父亲的抚育后代能力。进攻性强(丽鱼科、丽鱼Cichla SP.)个体大小(水鸡选择个体小的雄水鸡,因为个小脂肪多,持续孵卵天数就多),选择有遗传互补性的异性作配偶,山畸(1976):研究发现雄性大白鼠喜欢(根据信息素加以识别)选择在组织抗容性不同的雌鼠做配偶。因为这种选择可以避免近亲繁殖。它通过使后代产生杂合性的免疫系统(即遗传互补)有利于改善免疫功能,六、两性冲突,雌雄个体对最适交配体制的要求不一致两性交配决策不一致 双亲投资利益不
16、一致雄性个体的杀婴行为在交配次数上的两性矛盾,雌雄个体对最适交配体制的要求不一致,旱獭Marmota flaviventris:雄性如能占有3只雌旱獭组成妻妾群,他就能留下最多的后代,雄性最好的生殖对策是一夫多妻制;但对于雌旱獭来说,妻妾群越大,每只雌旱獭的生殖成功率就越低,雌旱獭的生殖对策最好是单配制。,两性交配决策不一致,雌蝎蛉在交配时需要礼品吃,吃得越多产卵越多。但有时雄蝎蛉不愿意提供礼品,采取强制交配的办法,这是雌蝎蛉不愿做的。据研究,蝎蛉常常猎食落在蜘蛛网上的昆虫,这种取食要冒很大风险,约有65%的成年蝎蛉死于这种危险的取食。,杀婴现象infanticide,狮子、某些灵长类动物雄性
17、杀婴增加了雄性的生殖成功率,减少了雌性的生殖成功率。雄性总是胜利者。为什么雌性没有进化出相应的反适应counter-adptation?被杀的婴儿被食后,尽量弥补损失。,在交配次数上的两性矛盾,粪蝇Scatophaga stercoraria:两只熊粪蝇常为争夺一只雌粪蝇而战斗;有时候它们同时骑在一只雌粪蝇身上,竟把雌粪蝇溺死在粪堆上。,第二节 婚配体制,一、交配体制,单配偶制monogamy,多配偶制polygamy,一雄多雌制Polygyny乱交制Promiscuity一雌多雄制polyandry,保卫资源型保卫雌性型争夺竞争型求偶场型,(一)单配制,在一个生殖季节内一只雌性只给一只雄性配
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