11种古怪的动物交配和求偶方式

雄性动物花哨的表演在吸引雌性注意力的同时,也可能会引来附近的掠食者。
雄性动物花哨的表演在吸引雌性注意力的同时,也可能会引来附近的掠食者。
 

  人类会选择各种方法来表达对伴侣的爱意,包括红玫瑰、心形巧克力盒等传统礼物,也有人选择在高档餐厅里吃一顿浪漫的晚餐。这其中当然需要付出一些努力,但比起自然界中一些动物的求偶方式,人类的方式显然要容易得多——通常也安全得多。

  对大多数动物而言,求爱往往伴随着风险。雄性动物花哨的表演在吸引雌性注意力的同时,也可能会引来附近的掠食者。雄性之间也常常爆发激烈的争斗,受伤甚至死亡的情况并不罕见。某些物种的雌性甚至还会以雄性为食,令后者在求爱时不得不“步步惊心”。

  许多动物的求偶和交配行为可能看起来既古怪又充满危险,但这些行为的效果还算不错。接下来,就让我们盘点动物界中几种非同寻常甚至令人瞠目结舌的求爱方式吧。

  发射爱的“飞镖”

散布大蜗牛
散布大蜗牛
 

  请注意观察这两张散布大蜗牛(学名:Cornu aspersum)的图片,你会发现在眼柄旁边有一根很小的东西。散布大蜗牛可以将这一结构刺入配偶的头部,注入一种特殊的黏液,使对方准备好接收装满了精子的精包。

  由于陆生蜗牛是雌雄同体的动物,因此交配中的蜗牛都能为对方授精,也都具有用来刺入对方体内的“爱情飞镖”。在刺入之前,它们会先用腹足缠绕在一起,互相抚摸一段时间。

  根据2006年发表在《美国博物学家》(The American Naturalist)期刊的一项研究,有些蜗牛物种只发射一支“飞镖”,有些物种会发射多支“飞镖”,还有一些会用一支“飞镖”反复地刺入配偶体内,时间甚至接近一个小时。

  刮擦地面的恐龙

化石证据显示,有些恐龙可能会进行与今天鸟类求偶舞蹈类似的表演。
化石证据显示,有些恐龙可能会进行与今天鸟类求偶舞蹈类似的表演
 

  有关恐龙的交配行为研究很少,但保存在美国科罗拉多州的化石证据显示,有些恐龙可能会进行与今天鸟类求偶舞蹈类似的表演。

  古生物学家在4个白垩纪恐龙化石遗址中发现了数十个刮擦的痕迹。在2016年发表于《自然-科学报告》(Nature Scientific Reports)杂志的一项研究中,古生物学家解释称,他们发现这些岩石中的划痕与某些鸟类的雄鸟在求偶仪式中的“巢刮”(nest scrape)痕迹有明显的相似性。

  许多在地面筑巢的鸟类——包括艾草松鸡、海鹦和多种涉禽——中,雄鸟会在雌鸟面前刮擦地面,似乎是要显示它们很善于筑巢。它们一次会刮出数十道甚至数百道划痕,同时昂首阔步、羽毛蓬松,并不断拍打尾部。

  摇摆或者被吃

  雌性黑寡妇蜘蛛(学名:Latrodectus Hesperus)的体型相当于雄性的两倍,因此雄性在靠近雌性的蛛网时要倍加小心,以免在交配还没开始前就被当作猎物吃掉。为了表示自己的身份,雄性会剧烈地抖动“臀部”。

  当雄性黑寡妇蜘蛛靠近雌性的蛛网时,它会摆动自己的下腹部,通过蛛丝传递信息。它往前走一步,摆动、暂停,再往前一步,摆动、暂停,这与猎物被蛛网粘住时短暂而不规则的动作完全不同。研究者将这一发现发表在《动物学前沿》(Frontiers in Zoology)杂志上。他们还发现,雄性蜘蛛制造的振动在振幅上小于猎物的振动,后者的变化更多,而且更加短促。

  注入性激素

雌雄同体的海蛞蝓同时具有雄性和雌性的性器官
雌雄同体的海蛞蝓同时具有雄性和雌性的性器官
 

  雌雄同体的海蛞蝓同时具有雄性和雌性的性器官,当两只海蛞蝓相遇并准备交配时,它们会用一根针状的外生殖器互相扎刺眼睛中间的部位,注入含有性激素的体液。在2013年发表于《皇家学会报告-B》(Proceedings of the Royal Society B)的论文中,研究者将这一行为形容为“相当怪异”。

  科学家并不确定为什么海蛞蝓会选择这一部位进行扎刺,他们推测,注入到海蛞蝓体内的体液可能会提高成功受精的概率。

  神秘的圆圈

这个出现在日本海域“神秘圆圈”直径大约2.1米
这个出现在日本海域“神秘圆圈”直径大约2.1米
 

  这个出现在日本海域“神秘圆圈”直径大约2.1米。科学家发现,圆圈的创作者居然是一条长度为12.7厘米的小鱼。1995年,潜水者第一次注意到这种奇妙的对称图案。到了2013年,研究者对创作圆圈的河豚新物种进行了描述,指出这其实是它们用来追求配偶的方式。

  雄性河豚在海底游动时会不停扇动鱼鳍,雕琢出精细的圆圈图案,并且有峰有谷。这一过程需要花7到9天时间,之后雄鱼会用贝壳碎片和沉积物来进行装饰。被吸引过来的雌鱼会与雄鱼在圆圈中心处交配产卵。

  尽管圆圈结构十分精美,但科学家表示,河豚鱼雕刻出来的这些线条和形状很可能主要是用来引导沉积物颗粒,而不是有什么美学的目的。

  内置荧光棒

这是一种学名为Cosmophasis umbratica 的跳蛛,其雄性成员会用能反射紫外光的附肢来吸引雌性的目光  
学名为Cosmophasis umbratica 的跳蛛
 

  这是一种学名为Cosmophasis umbratica 的跳蛛,其雄性成员会用能反射紫外光的附肢来吸引雌性的目光。不过,雌性跳蛛也有自己的闪光技能,它们头部附近的一对触肢会在紫外光下呈现出荧光绿色,以此来吸引雄性。

  在2007年发表于《科学》(Science)杂志的一项研究中,科学家发现,雄性和雌性C。 umbratica都依赖这些荧光信号来告诉对方自己是否处于交配状态。如果紫外光被遮挡,就无法产生荧光,它们就会失去交配的兴趣。

  拍打尾部

雄性叉拍尾蜂鸟(学名:Loddigesia mirabilis)吸引雌性的方式是前后摆动它们那长长的尾部。
雄性叉拍尾蜂鸟(学名:Loddigesia mirabilis)吸引雌性的方式是前后摆动它们那长长的尾部。

  雄性叉拍尾蜂鸟(学名:Loddigesia mirabilis)吸引雌性的方式是前后摆动它们那长长的尾部。

  雄鸟的尾部令人赞叹,4根尾羽中有两根的长度达到15厘米,相当于它们体长的两倍。这两根尾羽的末端还有很大的蓝紫色“圆盘”。雄鸟可以分别活动这两根羽毛,旋转、拍打,以吸引雌性的注意。

  精心布置的洞房

园丁鸟善于建造精美的“新婚洞房”来吸引雌鸟,它们甚至会采集各种有颜色的物品来装饰洞房

  园丁鸟善于建造精美的“新婚洞房”来吸引雌鸟,它们甚至会采集各种有颜色的物品来装饰洞房,似乎很有美学上的品味。

  不过,实际产生效果的更可能是洞房的布局,而不是其中的装饰。研究人员发现,雄性园丁鸟之所以如此建造洞房,是因为当它站在洞房前面时,在外面的雌鸟眼中,它会显得更加高大,更加“相貌堂堂”。

  科学家在2012年发表于《美国国家科学院院刊》(Proceedings for the National Academy of Sciences)的论文中写道,那些在制造错觉上最为成功的雄鸟也最受雌鸟的欢迎,最可能获得交配的机会。

  超声波情歌

雄性小鼠会通过独特的高音“歌唱”来吸引雌性,甚至能飙到超声波的范围

  雄性小鼠会通过独特的高音“歌唱”来吸引雌性,甚至能飙到超声波的范围。这种声音类似哨声,是通过器官和喉部的气流反馈而产生的,与小鼠通常交流时的声音有很大不同。在2016年发表于《当代生物学》(Current Biology)的一项研究中,科学家对小鼠发声时的喉部进行了高速拍摄——达到每秒10万帧——从而揭示了这一机制。

  尽管这种情歌令人印象深刻,但雌性小鼠显得十分挑剔。在较早之前的一项研究(发表于2014年2月的《Plos One》)中,科学家发现,雌性小鼠更喜欢与自己在亲缘关系上更远的雄性所发出的声音。

  看不见的踢踏舞

科学家第一次捕捉到了蓝顶蓝饰雀快速跳“踢踏舞”的场景。

  科学家用高速摄像机揭示了一种鸣禽表演的求偶舞蹈,它们的舞步之快,以至于用肉眼都很难发觉。

  蓝顶蓝饰雀(学名:Uraeginthus cyanocephalus)无论雄性还是雌性,都会在求偶期间互相对唱,同时上下摇摆头部。在2015年发表于《自然-科学报告》(Nature Scientific Reports)杂志的一项研究中,科学家第一次捕捉到了它们快速跳“踢踏舞”的场景。如果与可能的交配对象站在同一根树枝上时,它们的舞步就会变得更快。

  金色的喷雾

雌性北美豪猪的发情期每年只有一次,一次只有8到12个小时。

  雄性北美豪猪(学名:Erethizon dorsatum)需要十分珍惜赢得雌性青睐的机会,因为后者的发情期每年只有一次,一次只有8到12个小时。

  在排卵之前,雌性北美豪猪会分泌出一种阴道黏液,其气味可以吸引雄性前来。雄性北美豪猪在发现雌性——并成功驱逐其他竞争对手——之后,会高速喷出一股尿液将对方浇湿,起到刺激排卵的作用。

原文链接:http://www.livescience.com/57869-animals-with-weird-courtship-rituals.html

有关旅鸽

羽毛组成的河流

19世纪初,博物学家亚历山大·威尔逊(Alexander Wilson)正在美国肯塔基州旅行,突然间天空一片黑暗。他后来写道,这是“一场龙卷风,正要将房屋及周围的一切摧毁。”

然而,恢复理智之后的威尔逊发现,遮挡阳光的其实是巨大的旅鸽群。

许多早期探险家的日记中都记载了相似的情节。旅鸽会以大规模的群体横扫美国东部,以栗子和橡果为食。威尔逊凝视着遮天蔽日的旅鸽,试图估算出它们的数量。旅鸽群的宽度差不多有一英里,如同一条羽毛组成的河流,流动了超过4个小时。依据这些信息,威尔逊估计这群旅鸽的成员数量超过22亿。“一个令人难以置信的庞大种群,”他写道,“而且还很可能比实际数量低得多。”

1914年,由于工业规模的狩猎,旅鸽逐渐灭绝。马克·巴罗(Mark Barrow)在《大自然的幽灵》(Nature’s Ghosts)一书中指出,人类对这一繁盛的鸟类进行的物种灭绝带来了极大的心灵震撼,使整个世界意识到了大自然的脆弱。

由于旅鸽在现代生态学建立之前就已灭绝,科学家对它们的自然生活史知之甚少。我们所能依赖的资料,主要来自像威尔逊这样的博物学者撰写的报告——内容可以简单总结为:好大的旅鸽群!——以及博物馆中保存的少量填充标本。

不过,近几十年来一些研究者提出,旅鸽的历史比我们原先想象的复杂得多。1985年,考古学家威廉·纽曼(William Neumann)指出,在美洲原住民的考古遗址中并没有发现多少旅鸽遗骨。如果这种鸟类在数千年时间里都是遮天蔽日般繁盛,那应该是美洲原住民的重要食物才对。纽曼认为,19世纪的庞大种群并不能反映旅鸽数量的长期变化。

现在,科学家正利用新的DNA方法来解决这一难题。在博物馆中保存的一些填充标本上还存留着基因分析所需的材料。来自国立台湾大学的洪志铭及其同事在PNAS上发表文章称,他们在3只旅鸽标本的趾垫上获取了DNA信息。这些标本中有两只采自明尼苏达州,一只来自宾夕法尼亚州。他们最终成功提取了每只旅鸽标本上57%到75%的基因组信息。

有了这些DNA样品,科学家就能了解许多关于旅鸽的信息,如它们的祖先在历史上的数量大小。能做到这一点,得益于每个动物个体之间存在的基因差异。即使是拿两个人DNA中的胶原蛋白基因进行对比,也会发现极细微的差别。这是因为在基因传给后代的过程中会产生突变。

在大的种群中会出现许多变异,并遗传给后代;而在小规模的种群中,出现的变异数量就少得多,它们遗传给后代的变异基因也就更少。因此,在今天某个生物种群中的遗传变异可以作为估算历史上种群变化的线索。即使在某一时期,种群内的个体数量出现大规模增长,该种群也有可能只有较少的变异——因为其祖先的数量太过稀少。

严格地说,科学家并不能通过这种方法确定古代种群的真实规模。在每一代中,只有一部分个体能够进行繁殖,我们只能研究这一部分的遗传变异。科学家称这一群体的数量为“有效种群大小”。有效种群大小可以用来粗略地估计真实的种群大小(通常而言,有效种群大小大约是真实种群大小的十分之一)。

在开始测算有效种群大小时,科学家会比较大量个体中的某个特定基因。近年来,科学家发明了一个巧妙的反向技巧:通过分析少数个体中的多种基因来估计有效种群大小。如果这些基因中有许多与其他个体不同,就表明这些个体来自历史上的某个大规模的种群;而如果这些基因十分相似,则说明种群相对较小。

这一方法中最不寻常的一点是,通过比较每个基因从共同祖先那里产生突变的时间,科学家可以追踪某个种群大小随时间的变化。如果大多数基因变异可以追溯到某个特定时期,就表明当时的种群相对较小。2011年,沃尔卡姆基金桑格学院(Wellcome Trust Sanger Institute)的李恒和理查德·德宾(Richard Durbin)利用这一方法从6个基因组中重建了人类历史。他们发现,人类种群在大约5万到2万年前出现了急剧萎缩,之后又出现了极大的增长。

现在,洪志铭及其同事利用相同的方法对旅鸽种群进行了追踪。令人意外的是,他们发现旅鸽的有效种群大小长期的平均值仅为33万只个体。要知道,科学家曾估计旅鸽在19世纪时的数量在30亿到50亿之间。换句话说,这一有效种群大小比原先预计的低了1000倍。

这种不吻合预示着,旅鸽在某些历史时期中具有规模较小的种群。洪志铭等人在重建旅鸽种群历史时,发现其经历了非常大的数量变化。在大约12万年前,旅鸽数量丰富,但在2.1万年前,它们的数量急剧缩减。末次冰期之后,旅鸽的数量又有所回升,并在大约9000年前达到另一个峰值。在那之后,它们的数量开始缓慢下降。

这一变化曲线与冰河期的生态变化历史十分吻合。在大约12万年前,气候温暖,冰川处于最低值,森林广泛覆盖着北美大陆。到了2.1万年前,大片的旅鸽栖息地被冰雪覆盖,剩余的栖息地大多无法支持橡树和栗树的生长,导致旅鸽的食物大量减少。等到冰川退去,森林重新出现,旅鸽的数量才出现回升。

不过,洪志铭及其同事认为,这些长期的气候变化只能部分解释旅鸽的有效种群大小。他们提出,鸟类就像蝗虫,当食物供应丰富的时候会数量膨胀,而当情况恶劣时则出现崩溃(在现实中,蝗虫爆发时数量可以达到1000亿,但它们的有效种群大小只有约50万)。

在研究中,洪志铭及其同事得出了与纽曼相似的结论。19世纪的博物学家看到的庞大鸟群,其实并不是前工业时代北美大陆的固定风景。相反,威尔逊很可能只是碰上了一次旅鸽爆发事件。

甚至有可能是来自欧洲的殖民者引发了这场爆发。美洲原住民通过捕猎旅鸽、采集橡果和栗子等方式,使旅鸽的数量一直保持在低位。新来的欧洲人将原住民从原来的土地上赶走,从而使旅鸽的数量突然急剧增加——殖民者种植的庄稼也可能为旅鸽提供了食物。

在采集旅鸽DNA的过程中,研究者也在寻找将其复活的可能性。理论上,科学家可以利用近缘物种——如斑尾鸽(学名:Patagioenas fasciata)——的基因组,对旅鸽的DNA和特异性的突变进行基因工程处理。加州大学圣克鲁斯分校的本·诺瓦克(Ben Novak)在这个TEDx视频中就阐述了这一可能性。

洪志铭等人的研究(以及本·诺瓦克等人正在进行的类似研究)表明,科学家或许真的有可能将旅鸽重新带回世间。尽管在某些时期旅鸽的数量出现大幅下降,但在人类开始将枪口对准它们之前,它们已经在地球上生存了数十万年。

另一方面,如果我们成功地复活旅鸽,它们的种群大小也不一定会保持稳定。如果条件合适,它们有可能膨胀到惊人的数量;而如果环境条件不利,如出现气候变化等,那它们的数量有可能再次下降。这种曾经遮天蔽日、被人形容为龙卷风的鸟类,其实也是紧密依赖于生态系统的脆弱物种。

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文章编译自

The Feathered River

洪志铭等的文章:

Drastic population fluctuations explain the rapid extinction of the passenger pigeon