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自然界“军备竞赛”的奢侈结果

已有 5114 次阅读 2013-9-5 17:20 |个人分类:生命科学|系统分类:科普集锦| 动物的“军备竞赛”

 

自然界“军备竞赛”的奢侈结果

 

防御者蜣螂(Dung beetle)用触角来保护隧道,这些隧道可吸引雌蜣螂,因为雌蜣螂可在那里产卵。

 

自然界被称为血红的牙齿和利爪,但是动物王国里很多“军备竞赛”的特点是克制,而不是互相残杀。

雄性动物间的竞争常常体现为由骨骼、触角或甲壳质精心制造的“武器”。这些武器刚开始时往往较小,然后在竞争的压力下,可逐渐进化达到巨大的尺寸。如现已灭绝的大角鹿(Irish elk,一种古哺乳动物,属鹿科。生活在300万年至12,000年前,亚欧大陆广泛分布,以爱尔兰地区的一种最著名。我国于河北、山西、内蒙古等地发现化石,北京周口店北京猿人洞穴内亦很多——译者注),两个鹿角的宽度竟有12英尺!不过,这个壮丽的装饰品的缺点是,可怜的大角鹿不得不承受着头上超过80的骨头的重量。

根据一个新的对性选择(性选择是自然选择的一种特殊形式,它导致动物出现了一些奇异的武器和装饰品)的综述,美国蒙大拿大学(the University of Montana)的生物学家道格拉斯·J·埃姆伦(Douglas J. Emlen)汇集了关于进化动力(evolutionary force)的各种学术观点,进化动力使动物的武器如此多样化。

许多物种炫耀其笨重的武器以及一些物种发展出艺术装饰品,性选择是达尔文对这一问题的解答。在为生存而斗争中,这些笨重的武器和装饰品似乎是积极的障碍(positive handicap),因此这与他的自然选择学说相反。为了解释这些奢侈品,达尔文提出动物的武器和装饰品一定是由求偶竞争塑造出来的。

在他看来,雄性动物间为得到雌性动物而进行的竞争,驱动了动物武器的进化;而装饰品(主要是雌性动物)产生于它们奖赏雄性动物的特征的选择。对雌性选择和雌性选择是如何导致动物界呈现高雅流行的缤纷色彩的,现代生物学家已经投入了相当多的关注,从鸟类羽毛到蝴蝶的颜色。但是,对同样丰富的动物武器的多样性关注较少。

埃姆伦博士说,在他研究了巴拿马的一种专门靠猴子粪便生活的蜣螂后,他对动物的武器产生了兴趣。他将研究扩展到全世界的蜣螂,并注意到它们武器的一种模式。蜣螂可能是从靠吃恐龙的排泄物生活开始它们高度成功的职业生涯的,然后似乎是扩展为哺乳动物的粪便。它们有两个主要的策略:一些蜣螂,如圣甲虫(scarab),把粪切成小块,然后慢慢移走供自己享用;而其它的蜣螂则在粪下面挖,然后把粪拖进挖好的隧道。

埃姆伦博士注意到,只有挖隧道的那些蜣螂才进化出了触角,雄蜣螂用触角来保护它们的隧道免受其它雄性蜣螂的侵犯。那些推粪球的蜣螂也要一直与其它的雄蜣螂争斗,但是它们没有触角。

“我被有这些奇怪形态学的动物迷住了,这些奇怪的形态学让你想知道它们究竟怎样才能交配。”埃姆伦博士说。在收集了论述“具有很特别结构的任何东西”的论文后,他开始明白了谁发展了武器和谁没有发展武器的一个模式。无论何时,都有能被垄断和用于繁殖优势的某种资源,雄性动物将发展武器来击败其它的雄性动物。

埃姆伦博士推断,通过拥有某种宝贵的财产,如食物来源或隧道(雌性动物能在那里产卵),雄性动物获得的更大的接近雌性的机会,要比动物发展和携带武器的代价更重要。

埃姆伦博士注意到动物武器发展的一个趋势,开始时都较小,仅仅是骨头的突起,后来进化出更华丽的形式。这些小的武器实际上很有破坏性,因为它们唯一的作用就是攻击其它的雄性动物。但是,这些颇有艺术性的武器,尽管看起来更吓人,似乎造成的生命损失却更少。

原因是更有威胁性的武器往往承担着一个发信号的作用。雄性动物并不会在致命的争斗中冒生命危险,它们能通过估量对手的武器来评定一下彼此的力量。如果对手似乎远胜于自己,它们会拒绝争斗。华丽的武器也使它们的争斗仪式化,在这种仪式化的争斗中,雄性动物可以抵角相斗并评定彼此的力量,而不会彼此伤害。

“最精心制作的武器很少给对手施以真正的损伤,但是这些结构在揭示雄性动物间在大小、地位或身体状况的微妙差别方面非常有效。”埃姆伦博士在最近的一期《生态学、进化与系统学年评》(Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics)上写道。

既然这些武器仍不时被使用,它们因此成为雄性动物健康状况的现实信号。雌性动物对这个信息是最感兴趣的,它们总是在寻找表示雄性动物质量的真实的、不可能伪造的身体信息。加州大学戴维斯分校的进化生物学家,同时也是一位研究软体动物及其捕食者之间“军备竞赛”的专家海拉特韦梅耶(Geerat Vermeij,世界著名的贝类分类学家——译者注)说,他同意埃姆伦博士的一个观点,即一旦有防御需要,这些武器就会使用。但是韦梅耶博士说,他“怀疑这个结论,即最初能造成伤害的武器变成了展示的武器”。他说,例如螃蟹,在争斗进行到四分之一时间的时候就失去了它的钳子。

美国犹他州自然历史博物馆的恐龙专家兼馆长斯科特·桑普森(Scott Sampson)说,在有蹄类动物中,当这些动物开始成群生活时,武器常常变得危险性较小,并且雄性动物将合作保护雌性动物抵御捕食者。

这个雄性武器的理论中有多少适用于不在埃姆伦博士调查范围内的群体,如灵长类动物,特别是人类?

跟其它的优势物种(dominant species)的武器相比,人类很悲哀,只有微不足道的牙齿和四肢。然而,这没成为和平意图的符号,而是他们制造武器的事实。人们制造的武器,就像生物的武器一样,也承担了一种展示功能——想想日本武士头盔或装甲骑士可怕的样子,或苏联时代通过莫斯科红场接收检阅的很有威胁性的坦克和火箭。

其它灵长类物种的雄性在互相竞争时也常使用展示武器,这些展示武器“的确好像在没有发生实际身体暴力行为的情况下解决了争端”,宾夕法尼亚大学的灵长类行为研究专家罗伯特·赛法思(Robert Seyfarth)说。特别是在狒狒中,这种展示常常采用打哈欠的方式,打哈欠给雄性狒狒提供了展现它们的给人深刻印象的犬齿的机会。

狒狒使用的威胁对手的另一个展示手段是它们发出的“哇胡”(wahoo)的叫声,它们的叫声在几公里之外都能听到,是地球上哺乳动物发出的最大的叫声之一。

对人而言,在迷住女性和给其他男性留下深刻印象方面,演讲和其它的行为以及武器可能扮演了角色。“可以非常合理地假定,随着人类进化和我们的文化变得日益复杂,制造工具的技能或其它的文化行为取代了作为男性竞争技能‘标记’的结构特征。”赛法思博士说。

但是,仍有较少的理由认为,随着人类的武器变得日益精细复杂,它们的破坏性会变小。埃姆伦博士认为这与动物武器的情况一样。偶尔地,一件新式武器对于一般用途来说似乎很可怕,如石弓(crossbow)。当时教会裁定,它只能部署针对撒拉逊人(Saracens),而不能对同道的基督教徒使用。不过随着大众对石弓越来越熟悉,这些限制不久就消失了。只有在现代,随着化学、生物和核武器的出现,人们生产出了这些武器,但在使用时都是犹豫不决的。

“我们没有降低武器的杀伤力,即使事实上我们的确夸口并用它们作为展示,这与其它动物一样。”韦梅耶博士说。

埃姆伦博士的兴趣不在于他的武器进化规则怎样才能适用于人类,而是在于动物中的武器为何如此多样,从独角仙(rhinoceros beetle)巨大的触角到甲龙(ankylosaur)的像狼牙棒一样的尾巴,再到锯鳐(sawfish)的锯。他的回答是,多种进化过程驱动了武器的进化,从雄性之间的竞争到展示功能,再到性选择的一般速度。传说故事的寓意,至少对动物来说,是开始了一场军备竞赛的一只象鼻虫(weevil,是一种甲虫。在美国,它是对棉花危害最大的一种昆虫。灰色成年的象鼻虫约有0.4厘米长,其中鼻子占了一半。这种只吃棉花的昆虫,最早是在中美洲发现的——译者注)可能以产生出装备了武器的后代结束,就像一只独角仙(rhinoceros beetle)那样。

 

 

 



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