基于遗传分析大杜鹃巢寄生产卵区空间分布格局与多配制形成的关系

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鸟类的婚配制度复杂多样(单配制、一雌多雄制、一雄多雌制和混交制),而亲代抚育的投入在婚配关系的进化中发挥重要作用。巢寄生鸟类雌雄个体均不参与亲代抚育,为探索鸟类特殊婚配关系提供了一个独特的机会。关于巢寄生鸟类的领域行为的研究结果不尽相同,根据子代的亲子鉴定判断产卵区的空间分布对于了解雌雄个体的领域行为具有重要的价值,并且还有助于了解空间利用模式对婚配关系的影响。大杜鹃(Cuculus canorus)是欧亚大陆广泛分布的典型巢寄生鸟类。早期对欧洲繁殖的大杜鹃观察认为存在较明显的配偶关系。但近些年,通过遗传手段鉴定在欧洲和韩国的大杜鹃的婚配制度为多配制,且不同个体的产卵空间存在重叠区域。本研究我们选择对在辽河口国家级自然保护区繁殖的东方大苇莺(Acrocephalus orientalis)支系大杜鹃的遗传婚配关系进一步鉴定,并分析产卵区域模式对婚配关系的影响。研究共收集了6年(2015-2019和2021),300个杜鹃遗传样品(144个成鸟和156个子代)。使用微卫星扩增产物的基因分型和线粒体控制区扩增产物测序的遗传分析方法构建遗传亲系结构,进而对遗传婚配制度进行分析,结合子代(卵)的空间位置,判断子代空间分布(最小凸多边形法)。研究结果如下:(1)对子代(卵)的空间信息分析发现,具有同胞关系寄生巢之间的距离(CC-CC)显著小于寄生巢与非寄生巢之间的距离(CC-ORW)(雌性成鸟:P<0.01,df=68,t=5.321;雄性:P<0.01,df=54,t=4.556)。这说明大杜鹃产卵时优先选择距离之前寄生巢较近的东方大苇莺巢。其次,半同胞关系寄生巢之间的距离(CC-siblings)显著小于无亲缘关系的寄生巢之间的距离(CC-non-related)(雌性:P=0.003,df=176,t=-2.774;雄性:P=0.038,df=138,t=-2.095),进一步说明同一只大杜鹃后代的空间分布相对集中。此外,对不同个体后代空间分布的重叠程度分析发现,不同个体子代空间范围的平均重叠比例为42.4%(雌性:43.02%;雄性:41.78%),说明大杜鹃个体很难独享一个排他性的产卵区域,而具有较大的重叠。(2)通过亲子鉴定和同胞与半同胞分析发现,仅1.56%的家庭为单配制,而98.44%家庭为多配制(一雌多雄制:56.25%,一雄多雌制:42.19%;n=64)。通过配偶数量与子代数量的拟合分析发现,雄性和雌性大杜鹃的遗传配偶数量均为明显多配制倾向。通过以上分析我们发现,该地区繁殖的大杜鹃均有较大程度的产卵(或子代)区域空间重叠,这种共享的空间利用可能是导致遗传多配制的重要因素。另外,大杜鹃的遗传多配制倾向也与巢寄生鸟类提供不同的亲代抚育繁殖策略有关。但是,大杜鹃的遗传多配制倾向是否反映真实的社会配偶关系还需要更多行为观察和研究来确认。
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