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性别和繁殖 有性繁殖的代价 为什么要进行有性繁殖？ 红皇后假说 性比的进化 性选择 有性生殖的代价 为什么要进行有性繁殖？ 增加了后代的遗传变异 什么自然力量有利于这样的变异？ 取得的好处是否能抵消付出的代价？ 少数动物进行无性繁殖 高等动物类群中只有昆虫、某些蜥蜴、鱼进行无性繁殖 鸟类、兽类没有无性繁殖 一些种类的无性繁殖是在较近的进化时间产生的，是从有性生殖的祖先分化而来的。 红皇后假说 环境的变异包括两个方面： 物理环境：物理条件的时空变异。 生物环境：生物条件的变异，如病原体 假说认为物理环境的变异很难发现有性生殖的变异。 物种之间处于协同进化的系统。 进化中的改变是使生物保持其生存地位的必要条件。停止变化意味着灭绝。 遗传变异的好处在于它使生物的适应性胜于可能影响其生存的对手，特别是协同进化的寄生虫、病原体。 相互作用的有机体各自以自身的变异来适应对方的变异。 选择往往有利于稀有的基因。如病原体总是在高频基因的种群中产生高毒性。 蚜虫和卵寄生者 蚜虫在夏季孤雌生殖，冬季有性生殖 一些寄生蜂在其体内产卵 问题：寄主是否有抵抗寄生的遗传变异？ 寄生虫是否有提高寄生能力的变异？ 一些蚜虫的群体具有对寄主的抵抗力，寄主的卵在其体内不能发育。 不同寄生虫父亲的后代也表现出不同的寄生的能力。 性选择 为什么雄性总是色彩鲜艳 为什么雄性总是配有武器 在有性繁殖的生物存在一个基本的不对称规律： 雌性的繁殖成功取决于其产卵的能力 大的雌配子需要大量的资源 雌性获得资源的能力决定其繁殖力 雄性的繁殖力取决于其能使多少卵受精 小的雄配子需要较少的资源 与更多雌性交配决定了雄性的繁殖力 性别不对称的结果 雌性关心要与谁交配的问题 雄性却不关心此问题 因此 雄性将与其他雄性争夺更多配偶 雌性则争夺与优势雄性交配的机会 混交婚配制 动物界最普遍的交配制度 雄性和尽可能多的雌性交配以获得最多的后代和后代变异 不形成长久的配对 多配制：一个性别的个体与多个异性形成固定的配对关系 通常是一夫多妻制 一个雄性占有大量的资源而吸引更多的异性 一个雄性可在行为上控制多个异性 单配制：一雌一雄形成固定的配对。 配对关系在哺育后代期间维持 配对关系持续到一方死亡 在雄性提供亲本抚育时可形成单配制。 单配制在哺乳动物很少见，在 鸟类常见，但最近的分子生物学研究表明鸟类的单配制并不严格。 多配制阈值：多配何时取代单配？ 对领域性的动物: 雌性通过选择具有丰富资源的领域可增加其繁殖力 雌性在与其他雌性共享一个雄性领域的繁殖成效高于单配时 多配阈值发生在单配与共享的繁殖成效相等时 多配仅发生于雄性领域的质量有较大差异时 红翅乌鸫和多配制阈值：在沼泽地筑巢，领域质量存在较大差异春季雄性先于雌性到达繁殖地，抢占领域先到的雌性占据最好的领域后到的雌性多数选择在资源丰富的领域中做雄鸟的第二个配偶，而不愿选择在资源缺乏的领域做第一配偶。 在多配或混交制中，雌性选择潜在的配偶 如果雄性间的差异影响到选择雌性的机会，而该差异又是遗传决定的，此时就发生了性选择。 雄性间争夺配偶的竞争 雄性特征的选择是有利于在争夺配偶的 战争中获胜。 性选择的结果： 性二型现象 达尔文在1871年第一次提出性二型现象是性选择的结果。 产生性二型现象的过程： 一些物种的雌性大于雄性（如蜘蛛），因为产生后代的数量与雌性个体的大小有关。 雄性间的争斗 雌性的选择效应 雌性的选择 性选择的偏离效应 无论雌性是出于怎样的原因选择了雄性的第二性征，但雌性的选择使这种特征得到进一步的夸张，使两性的特征差异越来越大。 两种“优良基因”假说 （1）第二性征可能成为一种“不利”，而只有强壮的个体才能承受这样的负担。 （2）寄生虫介导的性选择。好的羽毛外形特征可能与抵抗寄生虫的优良基因有关。 * 减数分裂的代价 雄性亲本抚育可以提高生殖力，但许多动物的雄性无亲本抚育 有性生殖的可能产生过多雄性后代，从而减少了产生卵的几率。 蓝锥嘴雀 红顶侏儒鸟 天堂鸟 红翅乌鸫 多配制阈值 *