问题

在现代演化中,为什么雄鹿的鹿角有变小的趋势?

回答
鹿角变小,这个问题在鹿科动物的演化研究中一直是个有趣的议题,尤其是在讨论现代演化的时候。虽然我们普遍认为雄鹿的鹿角是为了吸引配偶和打斗,越大越好,但实际观察到的情况却并非如此简单,有些物种的雄鹿鹿角确实出现了变小的趋势。这背后,是自然选择和环境压力在起作用,而且原因可能相当复杂,并不是单一因素造成的。

首先,我们得认识到,鹿角的大小和形状,是雄鹿性状表达的一个典型例子。在很多鹿类物种中,鹿角被视为“性选择”的有力证据。那些拥有更大、更繁复鹿角的雄性,往往在求偶竞争中占据优势,更容易吸引雌性,也更容易在种内搏斗中获胜,从而将自己的基因传递下去。按照这个逻辑,我们似乎应该看到鹿角越来越大。

然而,演化并非直线前进。影响鹿角大小的因素是多方面的,而且常常存在权衡(tradeoffs)。

1. 能量消耗和营养需求: 鹿角的生长是一个极其消耗能量的过程。鹿角由骨骼组织构成,需要大量的钙、磷以及其他矿物质,还要消耗蛋白质和能量来支持其快速生长。在食物资源相对匮乏或者不稳定的环境下,如果雄鹿需要投入过多的能量来维持巨大的鹿角,可能会影响其自身的生存能力,比如更容易在严酷的冬季饿死,或者在繁殖季节缺乏足够的体力去求偶和防御。

想想看,在食物链的顶端,每一个能量单位都弥足珍贵。如果鹿角过大,导致雄鹿在非繁殖季节生存率大幅下降,那么那些鹿角相对小一些、更节省能量的雄鹿,反而可能因为能更好地度过难关而获得更多的繁殖机会。久而久之,自然选择就会倾向于那些在生存和繁殖之间找到更好平衡的个体,鹿角也就不一定越“夸张”越好。

2. 繁殖策略的改变: 演化不是静止的。随着时间的推移,动物的繁殖策略本身也可能发生变化。例如,在某些鹿群中,如果雌性对鹿角大小的偏好有所减弱,或者对雄性的其他品质(比如身体健康、行为表现、甚至是气味)有了更高的要求,那么雄鹿为了吸引雌性,可能会将更多的资源投入到其他方面,而不是一味追求巨大的鹿角。

还有一个更微妙的可能性是,鹿角的大小并非唯一决定胜负的因素。即使鹿角较小,如果雄鹿在搏斗中技术更娴熟,或者拥有更强的耐力,它们依然有可能战胜那些鹿角更大但搏斗能力不足的对手。这种情况下,小鹿角也可以是一种“经济适用型”的性状。

3. 环境的剧烈变化与适应: 现代演化,顾名思义,是发生在当前时代、受当前环境因素影响的演化。人类活动对野生动物的影响是巨大的。

栖息地破碎化和食物链变化: 森林砍伐、农业扩张、城市化等,都可能导致鹿类栖息地的破碎化,使得鹿群难以获取充足、稳定的食物,也限制了它们的活动范围。在这样的环境下,生存压力增大,能够更有效利用资源的个体更容易存活。
狩猎压力: 在一些地区,人类狩猎对鹿群造成了显著的压力。传统的狩猎往往会优先选择体型较大、鹿角壮观的雄鹿。这种“反选择”会剔除那些拥有较大鹿角的个体,而那些鹿角相对较小、更容易隐蔽的雄鹿,则更有可能逃脱猎杀,并将它们的基因传递下去。久而久之,鹿群的平均鹿角大小就会出现下降。这是一种非常直接且强烈的自然选择压力。
疾病和寄生虫: 鹿群如果生活在压力较大的环境中,更容易受到疾病和寄生虫的侵扰。而鹿角生长需要消耗大量营养,感染疾病或寄生虫的个体,往往难以维持鹿角的正常生长,或者鹿角质量会下降。那些能够更好地抵抗疾病、保持身体健康的雄鹿,即使鹿角不算特别巨大,也可能在繁殖上更具优势。

4. 气候变化的影响: 尽管可能不是最主要的原因,但气候变化也可能间接影响鹿角大小。例如,如果气候变化导致某些地区植被发生改变,影响了鹿群的营养摄入,或者改变了它们对严酷天气的适应能力,这些都可能通过能量分配的权衡,间接影响鹿角的生长。

总结一下, 雄鹿鹿角变小,并非意味着它们在“衰退”或者“退化”,而是对当前环境压力的适应性反应。这背后是自然选择的强大力量在起作用,它是在生存和繁殖之间寻找一个最适合当前环境的平衡点。

能量和营养的权衡: 鹿角巨大的成本,可能让个体难以生存。
繁殖策略和配偶选择的变化: 雌性偏好的转移,或者雄性在其他方面的竞争优势。
人类活动的直接和间接影响: 狩猎、栖息地破坏、疾病等,都在改变着鹿群的演化轨迹。

因此,当我们观察到某些鹿类物种的雄鹿鹿角趋于变小,与其说是“趋势”,不如说是它们在不断变化的环境中,为了更好地生存和繁衍,而进行的“调整”。这是一个充满动态和复杂的演化过程,也是自然界精妙适应能力的体现。

网友意见

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鹿一般没有这种趋势。下图每一列是人们在北美洲猎杀的四代白尾鹿在相同年龄的鹿角:

影响鹿角大小的因素包括营养、遗传、年龄。以北美的白尾鹿为例,更暖和的冬季会造成鹿角更晚脱落、影响第二年的鹿角大小,更干旱的气候可以造成营养供应减少、限制鹿角的生长[1],这些鹿在理想条件下同样年龄时的鹿角大小跟过去相比不一定有变化。

  • 在北美洲的一些狩猎区,人会为鹿提供额外的营养物质,以便吸引喜欢大猎物的猎人。
  • 大部分猎人并不执着于取得最大的鹿角装饰品,而是对他们遇到的第一头鹿或“第一头让我满意的鹿”开火。
  • 超过 8 岁的白尾鹿的鹿角会变小。

Newsweek 于 2009 年 6 月 12 日刊登了一篇文章,声称人类偏好猎杀动物种群中体型最大、第二性征最发达的雄性,会影响该种群的雄性体型与第二性征的发达程度。这来自 2003 年针对加拿大艾尔伯塔省拉姆山的大角羊的一项研究[2],想推广到其他种群,需要以下的理想化条件:

  • 种群生活在地理上孤立的小区域,与其他种群隔绝或没有其他种群。
  • 种群被大量猎杀,第二性征最发达的雄性来不及留下更多的可育后代。
  • 猎人不但猎杀第二性征最发达的雄性,还将携带相关基因的雌性大量击毙。

现实中很少如此,你可以看到关于非洲象长獠牙的比例降低、獠牙尺寸下降的研究和新闻报道[3],鹿缺乏这方面的新闻。

大角羊方面,怀俄明大学的 Tayler LaSharr 于 2019 年发表的一项研究评估了从 1981 年至 2016 年美国九个州、加拿大一个省的 72 个狩猎区的 25000 头雄性大角羊猎杀记录,在调整年龄和环境的影响后,70% 的狩猎区的大角羊的角尺寸没有变化,8% 尺寸增大,22% 尺寸缩小[4]

参考

  1. ^ https://www.deerassociation.com/mild-winters-mean-smaller-antlers/
  2. ^ Coltman DW, O'Donoghue P, Jorgenson JT, Hogg JT, Strobeck C, Festa-Bianchet M. Undesirable evolutionary consequences of trophy hunting. Nature. 2003 Dec 11;426(6967):655-8. doi: 10.1038/nature02177. PMID: 14668862.
  3. ^ http://qnck.cyol.com/html/2019-02/28/nw.D110000qnck_20190228_1-16.htm
  4. ^ https://www.researchgate.net/publication/334424565_Hunting_and_mountain_sheep_Do_current_harvest_practices_affect_horn_growth

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