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生态学报 2016年第5期36卷 1281-1286页

作者：文乐雷王彦聪梁宏合江庆生陈建刘凤想焦晓国行为生态与进化研究中心湖北生物资源绿色转化协同创新中心湖北大学生命科学学院武汉430062 广西壮族自治区亚热带作物研究所南宁530002 湖北荆州农业科学院荆州434000

近年来越来越多研究表明,雄性产生精子(精液)也需付出代价。在多次交配的动物中,雄性为获得最大生殖潜力,必须依据配偶的质量策略性地调整每次交配的生殖投入。雄性策略性的生殖投入主要体现在两个方面,一是精子竞争(sperm competition)... 详细信息

近年来越来越多研究表明,雄性产生精子(精液)也需付出代价。在多次交配的动物中,雄性为获得最大生殖潜力,必须依据配偶的质量策略性地调整每次交配的生殖投入。雄性策略性的生殖投入主要体现在两个方面,一是精子竞争(sperm competition),二是柯立芝效应(Coolidge effect)。目前精子竞争研究主要集中于昆虫类群,而柯立芝效应研究集中于高等脊椎动物,同时验证结果也时常与假说不一致。以多次交配的三突伊氏蛛为材料,以雄蛛交配行为为指标,在蜘蛛类群中探讨和验证雄性精子竞争强度假说和柯立芝效应。设定3个交配组合:2只雄蛛依次与1只雌蛛各交配1次(A组)、2只雄蛛依次与2只雌蛛各交配1次(B组)和1只雄蛛与1只雌蛛交配2次(C组),分析比较3个交配组合的三突伊氏蛛第1次交配和第2次交配在交配潜伏期、交配持续时间和交配回合数方面的差异,比较三突伊氏蛛雌蛛不同交配史对雄蛛交配行为的影响,以此验证雄性精子竞争强度假说和柯立芝效应。研究结果表明A和B组的三突伊氏蛛第2次交配的交配潜伏期和交配持续时间显著长于第1次交配。同时,C组的三突伊氏蛛第1次交配的交配潜伏期和交配持续时间与第2次交配都没有显著差异。同时,A、B和C组的三突伊氏蛛第1次交配的交配回合数与第2次交配都没有显著差异。研究结果支持精子竞争强度假说,而不支持柯立芝效应。

关键词：三突伊氏蛛多次交配交配持续时间精子竞争柯立芝效应

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三突花蛛不同交配史对其交配行为和适合度的影响

三突花蛛不同交配史对其交配行为和适合度的影响

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作者：王彦聪湖北大学

学位级别：硕士

动物行为学是研究动物在自然条件下的各种行为,即动物对外界环境和内在环境变化的所有反应过程的科学。动物的交配和繁殖行为一直是行为学的研究热点之一。具有多次交配行为的动物种内常存在对交配权和繁殖权的竞争,通常表现为其交配行... 详细信息

动物行为学是研究动物在自然条件下的各种行为,即动物对外界环境和内在环境变化的所有反应过程的科学。动物的交配和繁殖行为一直是行为学的研究热点之一。具有多次交配行为的动物种内常存在对交配权和繁殖权的竞争,通常表现为其交配行为模式部分或全部支持柯立芝效应,雄性生殖投入符合精子竞争模型等。蜘蛛的交配模式可分为单次交配和多次交配,蜘蛛的多次交配行为对蜘蛛的生殖投入有着复杂的影响,对后代适合度也有多种影响。蟹蛛科的三突花蛛雌雄蛛均具有多次交配行为,是研究动物多次交配行为对亲代投资以及后代适合度影响的典型材料。本文以三突花蛛为研究对象,研究不同交配史三突花蛛亲代投资及其对后代适合度的影响。三突花蛛又名三突伊氏蛛,雌雄蛛一生均可多次交配。雄蛛可以通过雌蛛释放的丝鉴别雌蛛并确定雌蛛的位置。雄蛛通过第一对和第二对步足触碰雌蛛背部试探雌蛛的反应,确定雌蛛是否愿意交配。一旦交配成功,雄蛛便反复将触肢器插入雌蛛生殖厣中,输入精液,直至雄雌蛛一方拒绝继续交配为止。雄蛛之间存在明显的争斗行为,在交配权的争夺中常以一方被麻痹甚至死亡为止。雌蛛在第一次交配后7天左右产第一个卵袋,卵袋在11天左右孵化。雌蛛一生可产多个卵袋,其中仅有部分卵袋可孵化出幼蛛。我们首先分析比较了三突花蛛与不同交配史配偶交配时其交配前潜伏期、交配持续时间和交配回合数的差异,以此验证三突花蛛交配史对其交配行为的影响。结果表明三突花蛛雄性和与其它雄性交配过的雌性交配时,延长交配持续时间,增加自身的生殖投入以获取更高的生殖利益。可见三突花蛛雄性具有识别雌性交配状态的能力。当雄性与两只从未交配过的雌性交配时,第二次交配的交配持续时间显著低于第一次交配,可见雄蛛会根据雌蛛的交配状态,策略性地调整自身的生殖投入。该结果支持精子竞争风险模型,部分支持精子竞争强度模型,并部分支持柯立芝效应。当雄蛛和与其它雄蛛交配过的雌蛛交配时,雄蛛延长交配潜伏期,可见当雄蛛识别雌蛛已与其它雄性交配后,雄蛛会投入更多的时间来准备交配。可能是因为雄蛛需要用触肢器吸取更多的精液或雄蛛识别与其它雄蛛交配过的雌蛛需要更长的时间。三突花蛛与不同交配史异性交配的交配回合数没有显著差异。我们还比较三突花蛛不同交配组合雌蛛的产卵量和幼蛛孵化数差异,旨在验证不同交配史三突花蛛多次交配对雌蛛适合度的影响。结果表明与两只从未交配过的雄性交配的三突花蛛雌性所产的幼蛛数量显著低于与雄性单次交配的雌蛛所产的幼蛛数量,说明三突花蛛的多次交配行为降低卵的受精率,这可能是三突花蛛精子取代能力和精子防卫能力相互拮抗的结果。三突花蛛雌性的产卵量与雌蛛交配次数负相关,也可能是因为雌蛛在多次交配中会付出更高的代价,从而降低了雌蛛对生殖的投入,因此降低了雌性的适合度。我们比较研究三突花蛛不同交配组合雌蛛所产幼蛛在不同温度下的存活天数和不同交配组合雌蛛所产幼蛛的头胸甲宽的差异,验证不同交配史三突花蛛多次交配对后代适合度的影响。研究结果表明三突花蛛不同交配组合雌蛛所产幼蛛在15℃和30℃下的存活天数都有显著差异,但在25℃下的存活天数没有差异。与不同的雄蛛交配的雌蛛所产幼蛛在15℃和30℃下的存活天数要显著高于与同个雄性交配的雌蛛所产的幼蛛和单次交配的雌蛛所产的幼蛛数。可见雌蛛通过与多个雄蛛交配来获取遗传利益,提高后代对低温和高温的耐受力,也就是提高了后代适合度,我们的结果支持多次交配的遗传利益假说。同时,我们比较三突花蛛雌雄蛛对具有不同交配史的配偶的选择倾向,研究三突花蛛对具有不同交配史的配偶选择机制。研究结果表明雌蛛对不同交配史的雄蛛的选择没有偏好性,这说明雌蛛在交配中不占主导地位。当雄蛛面对未交配过的雌蛛和与其交配过的雌蛛时,雄蛛更倾向于和未交配过的雌蛛交配。雄蛛在面对与其交配过的雌蛛和与其它雄蛛交配过的雌蛛时,雄蛛能识别雌蛛的交配状态,策略性地优先选择没有与其交配过的雌性交配,以使自身的基因能遗传给更多的后代,获得更大的遗传利益,该结果部分支持柯立芝效应。

关键词：三突伊氏蛛多次交配适合度柯立芝效应精子竞争强度精子竞争风险遗传多样性假说

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