红斑覆葬甲的亲代抚育模式及其性别差异

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在动物界中,亲代抚育行为普遍存在,对子代的生存与发育至关重要。亲代抚育的模式与强度在不同的物种中变化很大,关于亲代抚育形成的研究一直以来都是行为与进化生态学领域的热点问题。目前已有的研究表明,个体的亲代抚育受到很多潜在因素的影响,包括家庭成员间的互动(例如,性别冲突、亲子冲突),自身状况(例如,繁殖经验、身体质量)以及环境因素等(例如,资源变化、温度、捕食压力)。同时,生活史理论预测亲本需要权衡当前与未来的繁殖投入,以最大化其繁殖收益。然而,尽管这部分研究探究了单个因素对亲代抚育的影响,各种因素的共同作用尚不清楚。并且,这些因素对雌雄的影响作用是否存在性别差异尚不明确。为了综合考虑不同因素的共同作用对雌雄亲代抚育的影响,本研究以一种同时存在单亲抚育(雌性抚育、雄性抚育)及双亲抚育的昆虫红斑覆葬甲(Nicrophorus vespilloides)为例。通过同时调控配偶投入与子代需求、繁殖资源亲本及配偶的交配经验等多个潜在因素,系统地分析了多个因子综合作用对红斑覆葬甲亲代抚育行为的性别特异性影响。(1)首先,本研究通过同时移除亲本(雌性抚育、雄性抚育、双亲抚育)及控制窝卵数量(5或15幼虫)的方式调控了配偶投入与子代需求,以此探究二者的共同作用对雌雄亲代抚育以及当前与未来繁殖权衡的影响。本研究发现红斑覆葬甲雌性的亲代抚育量及抚育时长高于雄性。二者均能根据配偶投入与子代需求调整抚育行为,当配偶投入降低或子代需求增加时,雌雄均能够通过增加抚育投入进行补偿。然而,配偶投入与子代需求的共同作用对雌雄的影响存在性别差异。无论子代数量多少(5或15幼虫),当配偶投入降低时,雄性均能够增加亲代抚育以部分补偿雌性抚育的缺失。雌性则仅在子代数量较少时(5幼虫),对配偶投入的缺失进行全部补偿。子代数量较多时(15幼虫),由于雌性抚育投入相对较高,接近其最大工作能力,因此未表现出对配偶投入的补偿行为。此外,雌雄在当前与未来的繁殖权衡中表现不同。雄性前期繁殖投入的增加导致了其能量储存降低,从而降低了对未来繁殖的抚育投入。雌性未来的亲代抚育则不受前期繁殖投入的影响。同时,本研究发现亲本在繁殖期间的体重变化对未来的亲代抚育有着显著的影响。最后,本研究发现红斑覆葬甲雄性当前与未来的繁殖权衡仅表现在巢穴准备期,子代喂食期的亲代抚育则不受前期繁殖投入的影响。(2)其次,根据前期实验的研究结果,亲本的能量储存对其繁殖策略的影响较大。本研究通过同时调控繁殖期的食物量(15 g或25 g)及食物是否处理(已处理、未处理),探究了食物资源及资源处理成本对雌雄亲代抚育以及当前与未来繁殖权衡的影响。本研究发现繁殖期间的食物资源对雌雄亲代抚育的影响存在性别差异。雄性的亲代抚育量及抚育时长随着环境中食物资源的增加而增加,雌性的亲代抚育则没有明显变化。同时,对于需要处理与维护的食物资源,雌雄的亲代抚育量及抚育时长均增加。然而,尽管食物资源的处理与维护需要亲本消耗额外的能量,雌雄仍能够通过不断取食使其总体重随着食物量的增加而增多。充足的食物量提供的利益掩盖了亲本当前与未来的繁殖权衡。亲本对当前繁殖投入的增加并没有导致未来的繁殖投入降低,反之亦然。食物量充足或需要处理食物的雄性在当前的繁殖期间体重增加较多,并因此增加了对未来的繁殖投入。雌性未来的繁殖投入则无显著差异。(3)最后,本研究通过同时调控亲本自身及其配偶的交配经验,探究了二者对雌雄亲代抚育的影响。同时,结合微卫星亲权鉴定的结果分析了雌性的交配经验对雄性父权确定性的影响。通过子代数量与子代平均重量的对比分析了雄性的交配经验对雌性生殖力的影响。结果显示,交配经验对雌雄亲代抚育的影响存在性别差异。雄性能够根据自身前期的交配经验调整抚育行为,有交配经验的雄性降低了未来对子代的亲代抚育量及抚育时长,雌性则不会根据自身交配经验调整亲代抚育行为。此外,配偶的交配经验对亲本抚育投入的影响不显著,雌雄均不会根据配偶的交配经验调整亲代抚育行为。雌性的交配经验对雄性的父权确定性没有影响,雄性能够通过重复交配提高父权,后期雄性的平均父权约为91.57%(14.29~100%)。同时,雄性的交配经验对雌性生殖力的影响不显著,不同组间雌性的子代数量及子代重量无显著差异。综上所述,红斑覆葬甲的亲代抚育存在性别差异,雄性的亲代抚育量及抚育时长均低于雌性,且更容易受到各种变化的影响作用。雌性的亲代抚育更接近其最大工作能力,其调整抚育投入的能力在一定程度上受到生理压力的限制。另外,很多因素对雌雄的影响存在性别差异(例如,配偶投入与子代需求的共同作用、食物变化、交配经验)。本研究系统地揭示了不同因素对红斑覆葬甲亲代抚育的性别特异性影响,这在昆虫亲代抚育的研究中是比较全面且创新的。该结果有助于我们理解亲代抚育模式的形成及其性别差异。
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