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环境选择压力与性别比例失调:昆明动物所等研究揭示新机制

自然界中大多数物种的性别比例为1:1,但少数物种在进化过程中出现偏雌或偏雄的现象。这一科学问题长期未得到有效解决。1930年提出的Fisher定理认为性别进化是随机的,无法解释如蜜蜂等社会性昆虫的高度偏雌性比。上世纪60年代提出的基因遗传频率选择理论或资源分配理论虽有所解释,但仍难以说明相同环境下不同物种性别比例的差异,以及同一物种在不同条件下性别比例的变化。

中国科学院昆明动物研究所王瑞武研究员与云南大学李耀堂教授、王亚强博士等合作,将经济学中的弹性理论引入进化生物学。研究发现,r选择(多生少管)和K选择(优生优育)策略的差异本质上源于资源变化对幼崽存活率影响程度(即资源存活弹性系数)的不同。模型进一步揭示,环境选择压力与资源存活弹性系数共同决定性别比例的演化。对于采用K选择策略的物种(如老虎、人类),环境选择压力的增大将导致后代雌性比例增加;而对于采用r选择策略的物种(如老鼠、蚊子),环境选择压力的增大则导致后代雄性比例增加。若资源变化对存活率影响不大,性别比例则保持稳定。这种变化可能与个体激素水平的改变有关。

该模型有效解释了不同物种性别比例偏差的现象,以及同一物种在不同年龄阶段或环境条件下性别比例的动态变化,为理解包括人类在内的性别失调现象提供了新视角。研究成果发表于开源期刊《PLOS ONE》。

论文信息:Wang R-W, Wang Y-Q, He J-Z, Li Y-T (2013) Resource Elasticity of Offspring Survival and the Optimal Evolution of Sex Ratios. PLoS ONE 8(1): e53904. doi:10.1371/journal.pone.0053904.

(责任编辑:泉水)