不是我故意要起这么低俗的题目,是我实在想不起什么好题目了……
最近看了一篇论文,颠覆了我过去学会的一个知识,来跟大家分享一下。
大杜鹃,也就是布谷鸟,我们都知道它是一种巢寄生的鸟。它的蛋和宿主的蛋,在颜色和花纹上都很相似,这样就不会被认出来了。可鸟蛋是各式各样的啊,大杜鹃又不是复活节兔子,它怎么能同时模仿不同颜色的蛋呢?
杜鹃的办法是各个击破。在大杜鹃这一个物种之内,分成多个家系,每个家系选一种或者一类鸟实施寄生,我在哪种鸟的窝里长大,我成年了也选这个物种的窝去下蛋。每个家系的蛋,都模仿特定的寄主,所以杜鹃蛋有各种各样的颜色,白底褐斑、深蓝、浅蓝、粉色、蓝底褐斑,等等。光在欧洲,大杜鹃就有17个家系。
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不同颜色大杜鹃蛋(箭头)与宿主对比
图片来源:C. Moskát, T. Grim and M. Honza
虽然分开成不同的家庭,大杜鹃仍是一个物种,不同家系的杜鹃可以婚配,这就带来了问题,主管不同蛋颜色的基因会不会混合?混合了之后,“杂种蛋”是不是会失去那种准确拟态的能力?假设母亲来自“蓝色蛋”的家系,父亲来自“花斑蛋”的家系,这两个家系婚配,女儿生出了蓝底带花斑的蛋,如果女儿继续选择母亲的宿主去产蛋,蛋的颜色和宿主不相配,就会被抓包。
有个很聪明的假说解释这个问题:杜鹃的蛋颜色是W染色体遗传的。鸟类的性染色体是雌性ZW,雄性ZZ,也就是说,W染色体和人类的Y染色体差不多,只在一个性别里传递。这样,主管蛋颜色的基因,就只在同一家族的雌杜鹃里传承,不会被外来的雄性基因打乱。也就是说,杜鹃的蛋壳像江永女书,传女不传男。这种观点在很多优秀的科普和学术作品上都能看到,也是我一直相信的观点。
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大杜鹃寄生苇莺的巢
拍摄者:Kerstin Hinze
但是,2011年Foss?y等人进行的一项研究显示,杜鹃蛋的颜色,更可能是常染色体控制的。如果蛋壳颜色依赖W染色体决定,雄性杜鹃可以选择“外人”婚配,但雌性杜鹃必须死守自己这个家系,如果它向外寻找新的宿主,就会面临W染色体(决定的蛋壳颜色)和宿主不匹配的问题。
基因检测的结果是,雌性和雄性的大杜鹃,都会跨家系婚配,虽然雄性的比率更高一些。而且,W染色体很小,有效的基因少(这跟人类的Y染色体也很像),很难把蛋壳颜色这么复杂的信息搁在上面。所以杜鹃的蛋壳颜色基因,更可能是存在于常染色体上的。
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苇莺喂食比自己大数倍的大杜鹃雏鸟
拍摄者:David Kjaer
也许大杜鹃是靠着家系内婚配,来维持蛋壳的颜色稳定性,这就需要男杜鹃和女杜鹃都留点神,鱼找鱼,虾找虾,不要跑到自己的家系以外去婚配。但是这个家系内婚配的规则,也不是特别死板,不同家系之间的基因混合仍然存在,而且达到了百分之几的比例,不能说高,但也不能说很低了。
跨家系结合带来的基因融合,会影响到蛋拟态的准确性,不过,杜鹃也好像不太在乎,就这样凑活着过吧(这项研究引用了另一个研究,对博物馆里一大批杜鹃蛋的观察显示,只有少部分蛋能做到“十分逼真”,大多数只是“勉强相似”而已)。可能我们过去高估了杜鹃宿主识别“异己”的准确性,事实上“不太像”的杜鹃蛋也能繁殖成功。
那些作为宿主的鸟,智商捉急啊……
参考资料:
Foss?y et al., 2011 Genetic differentiation among sympatric cuckoo host races: males matter Proceedings of the Royal Society B, 278 (2011), pp. 1639–1645
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