成都生物研究所揭示化學線索對雌蛙配偶選擇的影響
作者:鄧可
時間:2022-04-14
雌蛙的配偶選擇主要依賴于聲音信號,雄蛙求偶鳴叫的音節數量越多、鳴聲越復雜,越受雌蛙青睞。在實際的擇偶過程中,除聲音信號外,其它類型的感官信號也會影響雌蛙的行為決策,如雄蛙鳴叫時產生的視覺信號或振動信號。近年來,越來越多的研究發現,蛙類分泌的化學物質也具有吸引配偶、向同類傳遞危險信息的作用。目前,關于化學信號是否影響雌蛙配偶選擇的研究仍然缺乏。
近期,中國科學院成都生物研究所動物行為與仿生項目組以鋸腿原指樹蛙 (Kurixalus odontotarsus) 為對象,通過3個行為學實驗探究了雄蛙的氣味線索如何影響雌蛙的行為決策,研究人員分別以未受干擾的雄蛙 (undisturbed males) 和受干擾的雄蛙 (disturbed males) 作為氣味線索的提供者 (圖1)。實驗一的目的是檢驗單獨的氣味線索是否引起雌蛙的行為回應;實驗二的目的是檢驗在不同鳴聲環境下,雌蛙的行為決策是否受氣味線索的影響;實驗三的目的是檢驗受干擾雄蛙的氣味能否改變雌蛙對聲音信號的選擇。
結果表明:1. 雄蛙的干擾氣味 (disturbance odors) 能顯著引起雌蛙的回避行為,表明這種氣味線索能起到警戒作用 (圖2);2. 當鳴聲吸引力較低時 (2音節或4音節),雌蛙依然表現出對干擾氣味的回避,當鳴聲吸引力較高時 (5音節),雌蛙的行為決策不受干擾氣味的影響,表明氣味線索對雌蛙行為決策的影響存在局限性;3. 當4音節鳴聲一側具有干擾氣味時,雌蛙傾向于選擇吸引力較低的2音節鳴聲,表明干擾氣味能改變雌蛙對鳴聲信號的選擇;4. 不論鳴聲信號是否存在,未受干擾雄蛙的氣味 (undisturbed odors) 均不影響雌蛙的行為決策。總的來說,本研究反映了雌蛙在擇偶過程中利用多感官信號的重要性,揭示了氣味線索在蛙類個體交往中的重要作用,增進了人們對無尾兩棲類化學通訊的理解。
研究結果以“Conspecific disturbance odors act as alarm cues to affect female mate choice in a treefrog”為題,發表于動物行為學著名國際期刊Behavioral Ecology and sociobiology。中國科學院成都生物研究所的鄧可博士為論文第一作者,崔建國研究員為通訊作者,海南師范大學的王同亮博士、汪繼超教授和荷蘭阿姆斯特丹自由大學的Wouter Halfwerk博士為合著者。本研究得到國家自然科學基金 (31772464, 32000313)、四川省科技創新項目 (2022JDTD0026)、中國科學院青年創新促進會 (2012274)、中國科學院“西部之光” (2017XBZG_XBQNXZ_B_013)、生態環境部生物多樣性調查評估項目 (2019HJ2096001006) 和熱帶島嶼生態學教育部重點實驗室開放項目 (HNSF-OP-202002) 的資助。
圖1. (A) 一只正在鳴叫的雄蛙,(B) 5音節廣告鳴叫的波形圖 (上)和頻譜圖 (下), (C) 實驗裝置示意圖。
圖2. 氣味線索對雌蛙行為決策的影響。
圖3. 鳴聲環境下,氣味線索對雌蛙行為決策的影響。