大杜鵑(Cuculus canorus)與其寄主灰喉鴉雀(Paradoxornis alphonsianus)卵色的協(xié)同進化.pdf

1、通過構(gòu)建分子系統(tǒng)樹、光纖光譜分析、模擬寄生實驗、數(shù)學(xué)模型推理等方法，于2004～2009年的鳥類繁殖季節(jié)(4～8月)在貴州寬闊水自然保護區(qū)對大杜鵑與其寄主灰喉鴉雀的協(xié)同進化關(guān)系進行研究，內(nèi)容包括：鴉雀屬鳥類的系統(tǒng)發(fā)育與卵色進化、灰喉鴉雀的繁殖習(xí)性與卵色分析、大杜鵑對鴉雀的寄生與卵色模擬、灰喉鴉雀對卵色的識別能力與機制、灰喉鴉雀卵色的窩內(nèi)窩間變異、杜鵑的系統(tǒng)發(fā)育、多杜鵑系統(tǒng)下的寄主利用。對鴉雀屬鳥類的系統(tǒng)發(fā)育研究表明以往被認為應(yīng)該列入Co

2、nostoma屬的紅嘴鴉雀其實沒有分化，仍屬于鴉雀屬(Paradoxornis)，而橙額鴉雀(P.fulvifrons)的云南和西藏亞種之間存在分化，可以列為不同物種。對鴉雀屬卵色進化的分析表明，不同體型和卵色的鴉雀分化為比較明顯的三個分支，其中大型鴉雀產(chǎn)白色或淺藍色帶斑點卵，而中小型鴉雀產(chǎn)無斑點的藍色、淺藍色或白色卵。從卵色分析的結(jié)果得出的結(jié)論為：(1)鴉雀屬鳥類卵色最基本的差異，是由于選擇不同的生境類型而使得其卵色分化；(2)巢寄生

3、可能不會引起鴉雀卵色向特定的方向進化，但會增加卵色的多樣性，促使卵色分化成多態(tài)性，這種影響相對于巢生境的影響來說是次生性的。對灰喉鴉雀的繁殖習(xí)性和卵色分析表明，鴉雀營開放性杯狀巢于茶地、灌木、竹林和茅草等生境，產(chǎn)白色、藍色或淺藍色的多態(tài)型卵，其中絕大多數(shù)為白色和藍色型，同一鴉雀巢中僅發(fā)現(xiàn)其中一種色型卵，沒有發(fā)現(xiàn)有不同色型卵混雜的情況。藍色型卵的色調(diào)包含于白色卵范圍內(nèi)而使兩者沒有完全分化，但色度和亮度在兩種色型卵之間存在明顯差異。通過對藍

4、白二態(tài)型卵繁殖結(jié)果的長期監(jiān)測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者在被捕食率上無顯著差異，并不支持Wallace關(guān)于捕食影響卵色進化的假說。寄生鴉雀的杜鵑同樣分化出相應(yīng)的藍色、淺藍色和白色三種高度模擬的色型卵，其中大部分為白色和藍色型，結(jié)合形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)方法，確定寄生鴉雀的三種色型卵均來自大杜鵑，通過模擬寄生實驗和數(shù)學(xué)模型表明，鴉雀的多態(tài)性卵色的進化是由于受杜鵑巢寄生選擇壓力的影響，做為寄主，鴉雀的卵色識別能力強，敏感度高，其反寄生能力對杜鵑造成的選擇壓力

5、使杜鵑同樣分化出多態(tài)型卵色，這是首次通過實驗證據(jù)證明了巢寄生者和寄主之間在卵色上的分裂選擇。卵色識別機制實驗的結(jié)果顯示鴉雀存在“真認識”和“不一致認識”兩種卵色識別機制，其中前者占多數(shù)，根據(jù)資料我們推測雌鳥和雄鳥選擇不同的識別機制，并用數(shù)學(xué)模型進行模擬推理，表明雄鳥應(yīng)該采用“不一致認識”的卵色學(xué)習(xí)機制，以避免因錯誤的卵色印記而導(dǎo)致繁殖失敗的巨大代價。對鴉雀卵色窩內(nèi)窩間變異的研究表明鴉雀兩種色型卵在窩內(nèi)變異無顯著差異，但白色型卵的窩間變異

6、極顯著高于藍色型卵，增大卵色的窩間變異可能是對杜鵑巢寄生的一種適應(yīng)對策，對鴉雀二態(tài)型卵色比例變化的長年監(jiān)測結(jié)果支持此結(jié)論。對杜鵑的系統(tǒng)發(fā)育研究發(fā)現(xiàn)中國的大杜鵑與歐洲的大杜鵑存在明顯的分化現(xiàn)象，可能已經(jīng)分化為不同的物種，據(jù)推測這是因為兩者不同的遷徙路線導(dǎo)致基因流的隔離。對多杜鵑系統(tǒng)寄主利用的研究表明，杜鵑存在種間競爭而使其生態(tài)位分化，包括(1)寄主種類利用分化：同域分布的不同杜鵑物種各自利用不同的寄主，有些種類之間仍存在一些寄主利用的重疊