-
1 教学内容
-
2 重要中、英文词汇
-
3 章节测试
-
4 知识拓展
第四节 性选择
性选择理论最初是基于对动物繁殖过程的广泛观察而提出的,用以解释那些与动物生存无关,而只与求偶有关的不同性别间以及同一性别不同个体间的一些行为特征。对于这些特征的累进变异过程的推动力,达尔文称之为吸引异性的选择,并建立了性选择理论。 随着研究工作向纵深发展,发现除了在动物中存在着性选择外,在植物的异花授粉过程中,也存在着某些与动物的性选择相类似的生理生化特性。
一、植物的选择受精
选择受精(selective fertilization)是指具有特定遗传基础的精核与卵细胞、优先受精的现象。实际上,这种选择贯穿于授粉到受精的整个过程。 选择受精主要表现为生理生化和遗传上的特征,包括自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核间竞争等现象。 在选择受精过程中,自交不亲和性首先是柱头要从落在其上的各种诸多花粉粒中选择本种异株或异花的花粉,那些在遗传上和生理上与母株相适应的花粉才可能在柱头上萌发,并且在花柱中继续伸长,当多个花粉管进人胚囊以后,不可避免地会发生竞争现象,一般总是融合能力最强的精核优先得到与卵结合的机会。 研究表明,自交不亲和性选择过程有时发生在性器官的各个部分,包括柱头、花柱、子房及胚珠组织、受精前或受精后的胚囊。 例如,十字花科植物的自交不亲和反应使花粉粒在柱头上停止发育,向日葵的花粉管在花柱中因代谢物质的不亲和性反应而停止生长,甜菜的花粉管要进入子房或子房组织后才因不亲和反应而停止生长发育,热带植物可:可(Theobroma cacao)的自交不亲和性反应则发生在胚囊中。 而远缘杂交的不亲和性除了具有上述自交不亲和性的生理生化过程外,有时也与两性细胞染色体数目不等有关。
植物选择受精有着重要的生物学意义,一方面同种中可以保证最适应的两性细胞的高度融合,从而增强其后代的存活能力;另一方面也限制了异种之间的自由交配,使种间生殖隔离,从而保证了各个种的相对稳定性。
二、动物的性选择
动物的性选择(sexual selection)形式多种多样,主要以异性的外表和行为作为选择的依据,那些在婚配中适宜于表达给异性的特征,容易通过世代遗传而加,所以在性选择的压力下,特别是在修饰(ornamentation)、色泽(coloration)、求偶行为(courtship behavior)等方面,通常形成明显的雌雄二形(sexual dimorphism)现象。达尔文在他的《人类的由来及性选择>(The Descent of Man,and Selection in Relation to Sex)一书中首先提出一些动物的雌雄二形现象可以用“适合于异性选择的变异”来加以解释。
动物在繁殖中,绝大多数物种是先由雄性作出求偶行为,这样一来,某些动物雄性的显著特性,就是通过雌性的优先选择而发展起来的。 据观察研究,鸟类雌雄个体在颜色和修饰上的差异,总是雄性更为美丽,而且雄性个体之间的差异要比雌性的大。大多数鸟类的雌性都具有敏锐的洞察力,对色彩和声音都有较高的鉴别力。 而雄性大多数都非常好斗,往往装饰着各式各样的肉冠、垂肉、隆起物、鼓气的囊、顶结、裸羽轴、修长的尾羽及华丽的色彩。在繁殖季节,雄鸟以浮夸的姿态或激烈竞争的手段,有时在地上,有时在天空做出古怪的滑稽表演来显示它们的魅力,雌鸟则选择并接受自已喜欢的雄鸟为偶。那些装饰最美丽的,或鸣唱最动听的,或表演最出色的雄鸟对雌鸟最具诱惑力,最容易优先被雌鸟选作配偶而留下大量的后代,并将它们的各种特性和体质也一并遗传给后代,尤其是形态及行为特征的优势基因型,仅在后代的雄性个体上表现。 由于性选择一般只对雄性发生作用,结果就必然导致雌雄二形现象。
对于雌性的婚配选择,以及雄性为争取交配机会而进行内部斗争的原因,可以通过亲本投资的不平衡现象及繁殖成效来加以解释。
雄性的求偶给饵能力与雌性繁殖前的营养补给以及对抚幼运送饵料的能力有着密切的关系。.雌性只有挑选求偶给饵能力高的雄性,才能提高自己的繁殖由于近亲交配会带来后代生存力和繁殖的衰退现象,而杂种则具有诸多优势,所以,对于雌性来说,最不适合的遗传因子莫过于近亲同伴的遗传因子。雌性优先选择奇异的雄性,不仅这样的个体具有优质的基因,而且可以在很大程度上起到避免近亲交配的作用。 况且,有些动物的雌性就具有识别近亲异性的能力。 如欧洲天鹅的雌性,可以通过对雄性羽色和姿容的观察来避开近亲交配;山雀的雌性可以通过鸣叫声来避开近亲交配。 通过亲缘关系较近的种间比较表明,雌性的偏爱选择在随着时间而变化着,致使隔离区的种群间有偏离,这也是物种分化的重要动力之一。 例如,雌雄个体差异明显的极乐鸟,它们祖先的羽毛具有差异明显的性选择行为,在每种极乐鸟的隔离区内,雌性的偏爱侧重于羽、色泽、羽形和行为的不同部分。从而不断偏离祖先,并形成新的物种。