在浩如烟海的动物武器库中，最夸张、最精致和最多样化的装置，如獠牙、爪子和鹿角，并非为了抵御凶猛的捕食者而形成。相反，这些令人印象深刻的形态是由性驱动的。
蒙大拿大学米苏拉分校的动物武器专家道格·埃姆伦说：“每个人在直觉层面都明白，通常是雄性拥有炫目的展示或武器，如獠牙和鹿角。”生物学家表示，这些奇特的形状——从长毛猛犸象巨大的弯曲獠牙到雄鹿甲虫噩梦般的下颚——进化而来是为了抵御来自竞争对手雄性的竞争并给雌性留下深刻印象。
在整个动物王国中，昆虫、鱼类、甲壳类动物、爬行动物和哺乳动物（如独角鲸、犀牛和驼鹿）中，都存在着此类性选择武器的例子。甚至像三叶虫和恐龙这样的已灭绝物种也拥有精心设计的突起。例子的数量和种类都表明，为了成功繁殖，进化一次又一次地转向武器。
支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑支持我们屡获殊荣的新闻业，方式是 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
这是一个如此普遍的主题，以至于埃姆伦不得不说服他的编辑在他的自然武器调查中加入七幅详细的整页线条图，这是他为 2008 年《生态学、进化与系统学年度评论》撰写的，其中收录了 280 多个奇特的尖刺、角、鹿角、螯、獠牙、爪子、伸长的下颚、锯子和长矛的例子。上面的插图提供了一个示例。
科学家们仍在争论雌性选择在多大程度上影响了武器的风格，并且仍在试图弄清楚是什么因素驱动了即使在近缘物种之间也看到的武器形式的多样性。但很明显，种类繁多的武器进化是为了帮助成功交配。
为雌性而战
与结构一样，战斗类型也千差万别。犀金龟以其类似犀牛的角而得名，它们守卫着雌性在产卵前赖以生存的树液。竞争对手的雄性会互相衡量大小，如果它们的角的大小相当，就会发生正面交锋，每个雄性都会用自己的角试图将对手掀翻、撬开并扔下树枝。
大多数种类的雄性招潮蟹都守卫着它们的洞穴，交配就在那里发生。决斗的雄性互相推搡和敲击对方的单个、扩大的螯——而且，如果战斗升级，它们会像秘密握手一样锁住螯，仿佛在测试对方的力量。如果一方认为自己占了上风，他就会将对手甩出洞穴。
埃姆伦说，每当满足三个标准时，可怕的武器似乎就会进化。一：雄性必须争夺食物等资源或争夺雌性。二：有可能成功地守卫这些资源的获取途径。三：该物种的雄性进行一对一的决斗。
但战斗几乎从不致死，也很少造成严重伤害。科学家们说，这支持了这样一种观点，即这些武器是为竞争而制造的——它们的设计优化不是为了破坏，而是为了权力斗争。事实上，雄性武器大小的变化是巨大的，埃姆伦指出：虽然成年雄性麋鹿的总体体型最多可能相差 2 倍，但它们的鹿角架可能相差 30 倍以上，他说。最耀眼的武器在很大程度上起到了威慑作用，只有当雄性势均力敌时才会爆发实际战斗。
用于展示的武器
随着武器变得更大更炫，它们也带来了生产和拖曳如此庞大结构的成本。（有时还有其他成本：雄性招潮蟹只能用一只螯将藻类塞进嘴里。）研究表明，武器的大小对营养、寄生虫负荷、压力和整体身体状况很敏感——因此最健康、最强壮的个体拥有最令人印象深刻的武器。
研究人员认为这些炫耀性的雄性武器是诚实的信号——准确地宣传所有者的力量和健康状况。而且不仅仅是身体健康。一项针对近 200 头伊比利亚红鹿的研究测量了这些动物鹿角的大小和复杂性，发现更大、更精致的鹿角与更大的睾丸和游得更快的精子有关。从这些和其他证据来看，许多生物学家认为，更大的武器也可以宣传生殖优势。
虽然埃姆伦认为雄性武器主要为雄性竞争战斗而进化，但华盛顿州斯波坎市冈萨加大学的比较生理学家布鲁克·斯旺森认为，雌性在选择配偶时几乎肯定也会评估这些信号。“即使雄性可以击败所有其他雄性，雌性几乎总是有权选择配偶，”他说。
以招潮蟹为例。超过 100 种招潮蟹的雄性都有扩大的螯，研究表明雌性可能很挑剔。有些雌性会在多个雄性洞穴的区域巡视，并权衡向它们挥舞的武器，以及其他因素，然后选择配偶。“我们不知道雌性在想什么，但她正在考虑一堆复杂的信息，”斯旺森说。
虽然科学家们认为这些动物武器的主要作用是繁殖，但在某些情况下，这些武器也可以作为威慑或防御捕食者的手段——很可能是一种进化上的奖励。麋鹿角就是一个典型的例子。与鹿科中的许多其他北美物种不同，麋鹿会保留它们的鹿角直到三月，远远晚于十月交配季节的结束。当蒙大拿大学的博士生马特·梅茨和他的同事们追踪黄石国家公园的狼群捕杀情况时，他们发现在三月份，狼攻击无角雄性麋鹿的可能性是攻击仍然长着鹿角的雄性麋鹿的三到四倍。
由于麋鹿很少使用鹿角进行防御，而是更喜欢抬起后腿用前蹄踢捕食者，因此这些结构很可能起到威慑作用，梅茨说。然而，如果鹿角武器主要作为防御捕食者的手段而进化，那么完全脱落它们就没有意义了，他补充说——而且雌性也应该拥有它们。
装饰和褶边
为什么大自然会创造出如此奇异的武器形状和形式，这仍然有点神秘。但斯旺森说，总的来说，进化倾向于夸大已经存在的结构。螃蟹和龙虾有钳状螯，随着进化时间的推移，它们变得更大。节肢动物（蜘蛛、昆虫和甲壳类动物）有外骨骼，基因变化可以塑造外骨骼，形成突起，例如在甲虫中看到的角或巨大的上颚。
武器也可能受到战斗类型和战斗地点的塑造——进化生物学家艾琳·麦卡洛对犀金龟角形状的研究证明了这一点。作为埃姆伦的研究生，她在台湾花了两个夏天拍摄日本角金龟的战斗视频，日本角金龟有一种叉状的角。她将它的战斗与大力神甲虫（大力神甲虫有粗大的钳状角）和戈洛法甲虫（戈洛法甲虫有更薄、剑状的角）的战斗进行了比较。每种甲虫的战斗方式略有不同，但目的都是将对手从树枝或竹笋上弹开。
麦卡洛现在是纽约雪城大学的博士后研究员，她首先测量了将一只普通大小的雄性从树枝上移开需要多大的力。接下来，她对这些小动物的角进行了 CT 扫描，构建了这些结构的 3D 计算机模型，并使用工程工具计算了这些结构可以承受的应力和应变。她发现每种角在特定物种的战斗风格的力量下表现最佳。“这是不同物种拥有不同武器的一个重要组成部分，”她说。
10 月，一个国际研究小组使用相同的计算机建模技术来表明有史以来最大的鹿角——史前爱尔兰麋鹿 12 英尺宽、5 英尺高的鹿角架——也被用于雄性搏斗。
但麦卡洛指出，最可怕、最炫耀的武器并不总是非常致命。一些多样性，如卷曲和额外的齿，可能是由武器的展示功能驱动的，她说。
有角的恐龙求偶
有史以来发现的一些最大的动物武器装饰着恐龙头骨。三角龙的角和褶边就是一个例子，三角龙是一种角龙科恐龙——体型庞大的食草动物，生活在开阔空间的大型群体中，与北美驯鹿非常相似。“它们拥有陆地生物有史以来最大的头骨，部分原因是它们头部有这些巨大的骨骼结构，”旧金山加利福尼亚科学院的古生物学家兼执行主任斯科特·桑普森说。
当然，从化石中研究恐龙的行为，甚至确定骨骼的性别是很棘手的。古生物学家继续争论这种不寻常的面部装饰是用于帮助恐龙物种识别同类、用于雄性交配竞赛或向雌性发出信号，还是用于防御。但桑普森说，一些证据说服他相信这些角是性武器或展示，而不是防御捕食者的长矛。
重要的是，这些特征在动物达到成年体型和繁殖年龄之前并没有完全生长出来。桑普森说，许多恐龙角、尖刺和褶边的特征作为对抗食肉捕食者的武器来说“很糟糕”。有些薄到易碎，或者弯曲的方向似乎不对。例如，以Kosmoceratops为例，这是一种在犹他州南部发现的华丽化石，其面部、头骨顶部和骨质褶边上长有 15 个角，其中一些角向后弯曲。“我非常肯定这种模式完全是为了展示，”桑普森说。他说，角龙科恐龙更可能使用它们庞大的体型作为对抗捕食者的武器。
从晚白垩世巨兽身上的脊柱和骨板到现代小型甲虫身上的角，制造和携带炫目的武器会付出巨大的能量代价。麋鹿的鹿角相当于一个 180 磅重的人戴着一条 12 磅重的金链子。
但这些成本是值得的。“在许多交配系统中，如果你不生产武器，那么你的成功率为零，”斯旺森说。“你别无选择，只能玩这个游戏。”
本文最初发表于Knowable Magazine，这是 Annual Reviews 的一项独立新闻事业。注册新闻通讯。