本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
作为人类,我们通常认为在选择配偶时应该有所挑剔。然而,我们很幸运,因为做出错误的选择很少会导致被伴侣吃掉。 然而,像西部黑寡妇蜘蛛这样的蜘蛛,雌性通常会进行“交配前性食同类行为”——或者换句话说,就是在与雄性伴侣发生性行为之前先吃掉它们作为零食。
对于许多原因来说,这都是一个有趣的现象,但一个可能不会立即想到的原因是,它颠倒了通常的性别角色,即哪种性别是“挑剔”的一方。 在许多物种中,雌性是“挑剔”的性别,这意味着它们在选择与谁交配方面占据上风,因为它们通常比雄性需要投入更多来生育后代。
然而,将成为午餐的风险加入其中,会彻底改变局面。 通常,对于雄性来说,获得大量配偶可能被认为是好事,但对于黑寡妇蜘蛛来说,更多的配偶也意味着更多的被吃掉的机会。 因此,它值得雄性更加挑剔。 它的目标是选择一个不仅身体状况良好,而且不太可能在它有机会与她交配之前吃掉它的雌性。
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那么,雄性黑寡妇蜘蛛如何才能找到适合自己的理想雌性呢? 嗯,我们知道蜘蛛可以使用通过空气传播的化学线索来传递信息。 它们利用这些化学物质来寻找猎物、躲避捕食者以及寻找配偶。 但是,雄性是否利用这些化学物质来区分好雌性和坏雌性呢? 本月,约翰逊及其同事发表了一篇论文1,报告了一系列实验,旨在 выяснить 雄性究竟是如何选择好的配偶的。
雄性想要选择一只营养充足的雌性,因为她可能更适合生育它的后代,而且不太可能吃掉它(我敢打赌你从没想过你会读到这句话)。 判断雌性有多饿的一种方法是靠近并好好看看她,但这出于显而易见的原因,并不总是最具吸引力的选择。 另一种好方法是看看她的网:饥饿的雌性会织出更粘的网,更适合捕捉猎物,而不太饥饿的雌性会织出更大、粘性较差的网。
为了弄清楚雄性如何在雌性之间做出选择,研究人员选取了七只营养充足的雌性和七只饥饿的雌性,让它们织网。 首先,将雌性从这些网上移走,然后引入雄性进行观察。 结果发现,即使实际的雌性不在那里,如果雄性在营养充足的雌性的网上,它也更可能表现出求偶行为,而不是在饥饿的雌性的网上。 这表明,网本身正在告诉雄性关于织网的雌性的重要信息。
毫不奇怪,当向另一组雄性展示雌性仍在网上的网时,他们也同样比饥饿的雌性更频繁地向营养充足的雌性求偶。 正如预期的那样(不幸的是,对于有关的雄性而言并非如此),饥饿的雌性比营养充足的雌性更频繁地攻击,甚至在某些情况下杀死它们的雄性求偶者。
研究人员现在设置了一个聪明的新实验,其中雌性被交换了,因此饥饿的雌性被放在营养充足的雌性的网上,而营养充足的雌性被放在饥饿的雌性的网上。 像以前一样,引入一组雄性来观察他们现在会选择向谁求偶。 如果不想拟人化,很难不为高兴地溜达到营养充足的雌性的网上,却发现一只贪婪的雌性等待攻击的雄性感到难过。 然而,这一次,雄性倾向于选择营养充足的雌性的网,即使网发出了相反的信息。 然而,这一发现不如之前的实验那样强烈,这表明虽然雄性在决定雌性是否值得求偶时似乎确实会观察雌性,但在做出这个决定时,她的网的外观仍然很重要。
这个谜题的最后也是最令人兴奋的部分是由最后一个实验提供的。 在这里,新的一群雄性只得到了网上的丝,缠绕在牙签上,没有任何雌性在场。 现在,为了判断雌性的质量,雄性没有雌性来告知它,也没有带有明显结构的网,只有丝绸中包含的化学物质。 在这里,雄性真正展示了它们的感官在避免被吃掉方面有多么灵敏:它们向营养充足的雌性的丝绸求偶的次数多于饥饿的雌性的丝绸,这表明它们可以仅从化学线索中判断出它们可能很快会向哪种类型的雌性求偶。
因此,似乎雄性黑寡妇蜘蛛在试图决定哪只雌性是最好(也是最安全)的交配对象时,会利用几乎所有可用的信号。 乍一看,似乎如此的安全措施有些过分,但如果做出错误决定的代价如此之高,我们就可以看到自然选择确实在发挥作用。
1 Johnson, J.C. 等人,《雄性黑寡妇蜘蛛比饥饿的雌性更频繁地向营养充足的雌性求偶:丝绸线索表明存在性食同类风险》,《动物行为学》(2011),doi:10.1016/j.anbehav.2011.05.018