大型哺乳动物进化新理论——雌性偏好引领长鼻类性别异时进化

性别异时进化图

（中国化石网报道）据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所：生物进化的原因和内在动力是什么？这是一个从古至今争论不休的问题。时至今日，虽然承认进化的存在学术界已经占据了绝对的主流，但对于进化的过程的解释，却处于非常含混的阶段。新达尔文主义者结合遗传学和自然选择学说，对这一问题做出了一个看起来能够自圆其说的解释。但是这一观点也招致了大量的反对意见。其中的重要原因就是，基因的突变是中性的，通过基因突变选择出新的性状，这是一个概率很小的事件，而现实中进化是非常迅速的，新物种的出现经常是爆发式的，例如中生代末恐龙等灭绝后，哺乳动物的高速适应辐射。

中科院古脊椎所的研究人员通过研究发现，在生物进化过程中，除了自然选择以外，性选择也起到了非常重要的作用。这有可能很大程度上提高我们对进化过程的认识。这一新研究成果发表在《古脊椎动物学报》2016年第54卷第一期上。

通过对甘肃临夏盆地中中新统曾家地点的葛氏铲齿象居群的研究发现，平均来说，雄性比雌性具有更隆起的脑颅部和更加退缩的鼻骨。而这两个特征均在长鼻类的演化过程中具有重要的意义——隆起的脑颅和退缩的鼻骨均是接近于现生象的进步特征。这种现象不仅在铲齿象中，在欧洲中中新世的嵌齿象中也有发现。因此，从某种意义上说，在中新世这个时期，长鼻类雄性的进化似乎比雌性要领先一步；但比较现生非洲象的头骨特征，雄性与雌性在这两个特征上并没有差异。这就说明，在上新世和更新世，长鼻类雌性的进化又赶上了雄性，抹平了这两者的差异。而同时需要注意到，中中新世正是长鼻类种属数量最多，进化上最繁荣的阶段；而现代的长鼻类是一个衰落的类群，其种属数量足以为证。

这些现象表明，长鼻类的性别差异与演化过程具有密切的相关性。在长鼻类演化的第一阶段，雄性的进化比雌性快，二者的性别差异增大，这对应于长鼻类的繁荣期；在第二阶段，雄性的进化变慢，被雌性赶上，二者的性别差异减少，这对应于长鼻类的衰落期。研究者用Fisher（1930）的雌性选择理论来解释这种性别异时进化现象。这一理论是说，雌性与雄性在繁殖中采取的策略不同，由于雄性可以产生巨大数量的精子，其繁殖策略是寻求更多的交配机会，从而提高后代的出生率；而雌性只能产生相对数量很少的卵子，其策略是寻求更加优质的雄性交配，从而提高有限后代的生存率，因此，雌性对雄性更加挑剔，性选择强。在长鼻类演化的第一阶段，这种雌性对雄性的强性选择非常明显，如果雄性具有某种进步的特征，那么这种雄性很容易被雌性选择接受，其后代留存的机会增大，这使得这种进步的特征能够在演化过程得以顺利保存。但在这一段阶，雌性在演化上比较保守，进步的特征在雌性中不太体现（或许是为了应对演化中潜在的风险）。到了第二阶段，雄性中率先产生的进步特征被认为是成功的演化之后，雌性也获得了这种特征，与雄性达到了同样的演化水平，但是雌性对雄性的性选择也随之降低。雄性相对于雌性在特征上不具有优势，或者说，雄性新发展出的特征不被雌性认为是一种进步特征而被选择，雄性对于雌性的吸引力也被降低。种群失去了统一的演化方向，繁殖能力降低，从而使整个种群走向衰落。这一现象在其它哺乳动物类群中也是存在的。例如，现生的马科、犀科、长颈鹿科等处于衰落中的类群，其雌雄性别差异普遍很小，繁殖比较困难；而鹿科、牛科等处于繁盛中的类群，雌雄差异普遍很大，繁殖比较容易。

性别异时进化理论可以很好的解释一个大的动物类群的繁荣和衰落的原因、机制和内在动力。由于性别选择是一个主动的过程，雌雄双方通过交配意愿，可以极大地提高性状选择的效率，从而使物种实现高速的进化。这就体现出了有性繁殖相比于无性繁殖的巨大优越性，性别的产生也正是源于此种原因。

本研究得到了国家重点基础研究发展计划项目(编号：2012CB821900)、中国科学院战略性科技先导专项、国家自然科学基金等资助。