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为什么年轻力壮的父母能生出最好的后代
【字体: 大 中 小 】 时间:2022年02月17日 来源:Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences
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受采采蝇的启发,科学家们开发了第一个数学模型来解释个人的年龄和经历如何影响对后代的投资。
父母们面临着一种权衡,是将资源投入到后代身上,还是使用资源来提高他们的生存机会,从而拥有更多的后代。资源的最佳配置取决于年龄。经验丰富的父母更善于获取食物,所以它们可以把更多的食物传给后代。然而,需要资源来对抗“磨损”,所以在年老时,能传递的就少了。
这种分配给后代的增减模式在许多哺乳动物、鸟类和昆虫中都可以看到。布里斯托尔大学的科学家们,以及埃克塞特大学和牛津大学的同事们,在一种重要的携带疾病的昆虫——采采蝇身上发现了这种模式。采采蝇产下的幼蝇几乎和它们的母亲一样大。
与利物浦热带医学院的同事们一起,研究小组在实验室中研究了采采舌蝇母亲的一生。现在,该团队已经建立了一个数学模型,并发表在《英国皇家学会学报B》上。该模型表明,随着母亲年龄的增长,这种模式可以通过母亲经历的变化来解释。
采采蝇靠血液为生,血液供应丰富,但很难获得。这些昆虫必须飞很长的路才能找到动物,并避开它的防御,比如猛击的尾巴。采采鸟可能会通过经验来更好地获取食物,但它们飞行所需的能量会随着翅膀的磨损而增加。采采鸟母亲在将脂肪传给后代时,已经进化到对这些影响做出反应。
该研究的主要作者Antoine Barreaux博士说:“我们希望父母已经进化出了资源分配的最优模式,以最大限度地提高他们的繁殖成功率。”他是布里斯托尔大学的副研究员,现在是法国Cirad大学Intertryp的讲师。“我们的工作考虑了许多因素对年龄的依赖,比如喂养能力、精力消耗和死亡率。”
布里斯托尔大学生物科学学院的西尼德·英格利希博士是该研究小组的负责人,他补充说:“我们的模型首次预测了父母对子女资源分配的初始增加和随后减少的趋势。”
这个数学模型适用于所有一生中有一个以上后代的动物。
它预测个体会根据生态环境做出什么样的战略选择。有些物种会在每一次繁殖活动中分配几乎所有的资源,而另一些物种则会积累自己的资源,并且很少繁殖。解释这种多样性是项目的一个目标。
“我们希望这一理论能够启发未来的测试,这些测试的数据来自于对马鹿、野牛或燕鸥等野生种群的长期研究。这将使科学家们得出一个关于父母一生投资的一般理论。
该团队正在开发包括采采蝇传播的寄生虫的模型。人们希望通过对这些重要昆虫的更好了解来减少诸如昏睡病等疾病对人类和牲畜的传播。