雄性Antechinus stuartii——一種棕色、體型如老鼠大小、以昆蟲為食的有袋動物,眼睛較大,尾巴和老鼠一樣沒有毛——生命短暫而絕望。在出生大約10個月後,進入澳大利亞的冬季,這些小動物停止產生精子,並進入一個為期兩週的緊張交配季節,它們擁有的傳遞自身基因的手段有限。在這個季節裡,這些有袋類老鼠會進行5到14小時的交配,並且儘可能與更多的雌性交配。當它們到達繁殖季節末期時,壓力荷爾蒙會導致免疫系統崩潰、內出血、感染和不可避免的死亡。在它們的第一年末之前,Antechinus雄性就會死亡。現在一項新的研究證明,這些風流浪子的大部分努力可能都是徒勞的——只有那些擁有最強壯精子的雄性才能生育後代。
堪培拉澳大利亞國立大學的動物學家戴安娜·費舍爾和她的同事研究了這種瘋狂的雄性有袋動物,以瞭解為什麼該物種的雌性會選擇與多個伴侶交配,考慮到卵子繁殖的高成本以及這種史詩般的交配所造成的損失。在昆蟲中進行的類似研究表明,這種濫交行為,更專業地稱為多偶制,或多個父親,會產生更好的後代——在這種情況下,更好是指後代的存活率。一些人認為,擁有更具競爭力的精子的雄性會產生更有活力的後代,但這一假設尚未得到明確的證明,這主要是因為很難區分這種存活率是來自更好的父親還是來自雌性更多的母性行為。
但是,由於雄性Antechinus在交配過程中會自殺——而且大多數雌性只活一年——研究人員可以在實驗室和野外研究多偶制的影響。2003年,動物學家將36只雌性棕色袋鼩分為兩組:17只與多隻雄性交配,19只只與一隻雄性交配。在多個交配者中,每窩幼崽存活到斷奶的比例是單配偶同齡鼠的三倍。“精子競爭是使卵子被最好的雄性受精的一種方式,”費舍爾說,“如果有些雄性的基因質量比其他雄性更好,並且優秀的雄性擁有效能更好的精子,那麼雌性可以透過與許多雄性交配,然後讓它們的精子在內部為受精而戰來為它們的孩子找到最好的父親。”
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這種交配策略意味著每窩棕色袋鼩都包含來自多個父親的幼崽——根據先前在野外進行的研究,通常是三到四個——並且在2004年,研究人員計算了特定雄性的父系份額與其後代成功之間的關係。根據11月2日《自然》雜誌發表的結果,事實證明,最多產的雄性——以及那些擁有最佳競爭精子的雄性——確實生育了最好的後代,即使是單配對也是如此。“這意味著與一個優質雄性交配和與許多不同質量的雄性交配對雌性棕色袋鼩有相同的效果,”費舍爾指出。“這意味著她為她的一窩幼崽找到了最好質量的父親或父親們。”
在這種特殊的有袋動物中發現的結果可能不具有廣泛的適用性,但它們確實為解釋多次交配的“好精子”理論提供了支援。而且沒有人知道小棕色袋鼩如何在野外忍受如此史詩般的交配。“這對雌性來說一定是精疲力竭和困難的,她們要安排好時間才能吃飽,”費舍爾觀察到。“另一個好的做法是保留多代雄性,並研究精子競爭的遺傳性和機制。”無論如何,表現不佳的袋鼩雄性的生活是短暫而悲慘的。“我們發現,很多雄性在爭奪受精方面都很差,”她補充道。“因此,如果雌性與幾隻其他雄性交配,很多雄性就無法生育後代。”