尾羽逆变化----性选择和自然选择权衡的假说及验证

Tails are vital for Aves to survive and reproduce. Most birds will moult longer or more beautiful tails in breeding season. Inversely, some pecies in Prinia will moult shorter tails, which we call inverse-changed tails.Among more than 9000 avian species in the world, only above ten species own these tails. Until now,this phenomenon is still under a mystery..Basing on the clues of our researches, we propose a hypothesis on the evolutional mechnism of the inverse-changed tail, in which different trade-offs between sexual selection and natural selection occur in different stages of annual life history, respectively. To test the importance of sexual selection and natural selection in different stages, we apply multiply metholds with control tests,ourdoor experiments.and model stimulation and design three types of experiments with Prinia flaviventris: the existence of sexual selection in non-breeding season, the urgency of tail moulting after copulation and the necessity of shorter tail in breeding season. Hence, we will uncover the evolutional mechanism and survival strategies of the species with inverse-changed tailes and replenish new knowledge and contents on.species evolution and survival strategies.

尾羽在鸟类的繁殖中起重要作用。多数鸟类会在繁殖期换上更长更艳的尾羽，而山鹪莺属一些种类却换上更短的尾羽，我们称之为逆变化尾羽。在全球 9000 多种鸟类中，已知有这种尾羽的仅十多种。至今对此现象机理的研究仍是空白。. 本团队根据多年研究积累，提出山鹪莺逆变化尾羽的进化机制假说：山鹪莺为满足繁殖育幼的需要，在繁殖期和非繁殖期对性选择和自然选择作出了不同的权衡，导致了逆变化尾羽的出现。为验证该假说，我们以黄腹山鹪莺（Prinia flaviventris）为模式种，采用室内控制实验、野外观测实验和模型模拟等手段，对三个关键问题进行验证，即非繁殖期性选择作用的存在性、交配后更换短尾羽的迫切性以及繁殖期短尾羽存在的必要性，检测生活史不同阶段性选择和自然选择作用的差异，从而揭示尾羽逆变化现象的进化机制及其对应的生存对策，为物种进化的认识与理论发展提供新知识。

尾羽在鸟类飞行和繁殖中起重要作用。受性选择影响，多数鸟类会在繁殖期换上更长更艳的尾羽，同时增加了自身生存的压力。与之相反，山鹪莺属一些物种却在繁殖期换上更短的尾羽，即逆变化尾羽。至今对此现象机理与进化对策研究仍是空白。本项目对此提出并验证以下假说：山鹪莺为满足繁殖育幼的需要，在繁殖期和非繁殖期对性选择和自然选择作出了不同的权衡，导致了逆变化尾羽的出现。..项目中，我们以黄腹山鹪莺（Prinia flaviventris）为模式种，采用个体选择实验、影视记录、分子测试和能量消耗模拟等手段，验证了三个关键性问题：1）长尾羽被用于性选择，但性选择只发生在非繁殖期，交配后个体更换短尾羽且性选择不再发挥作用；2）野外观测、遗传实验和激素测定等结果表明，交配是长尾羽向短尾羽转化的关键性因素，而且雌雄双方表现出高度忠贞度，说明长短尾更替在交配后具有迫切性；3）从日活动节律能耗模拟证明繁殖期短尾羽可节省出能量以提高喂养效率，从而有效降低自然选择压力。..为此，我们得出以下结论：在非繁殖前期性选择发挥主导作用，导致长尾羽的存在，而在繁殖期自然选择发挥主导作用，导致短尾羽的出现。这是一种还未被认识的生存对策，即通过尾羽逆变化，相关物种平衡性选择和自然选择压力，有效地利用时间差将性选择与自然选择有机分离，从而提升种群进化上的适宜度。