Department of Zoology, Stockholm University, 106 91, Stockholm, Sweden.
Evolutionary Biology Centre, Uppsala University, 752 36, Uppsala, Sweden.
J Anim Ecol. 2012 Nov;81(6):1244-1258. doi: 10.1111/j.1365-2656.2012.02010.x. Epub 2012 Jun 15.
如果生态因素限制了即时生殖输出,因为快速新陈代谢会危及自身未来的生存,那么高繁殖率可能代价高昂。拥有更多储备的个体需要更多的时间和机会来实现其生殖潜力。因此,理论预测,生殖率(定义为早期繁殖投资与总潜力的比例)应随物种内的体型而减小。
然而,新陈代谢对体型和温度依赖的生物率的限制可能会阻碍生物物理适应。此外,在个体发育过程中,资源分配给躯体组织与生殖组织的顺序方式可能会导致,当幼体在不可预测的环境中发育时,进一步导致成年生殖率的非适应性变异。
通过昆虫雌性产卵的模型,我们展示了在不同的生态情景下,个体的体型储备变化如何预测对生殖率的影响。小雌性总是有更高的生殖率,但寿命更短。然而,雌性宿主选择性的纳入会导致不同体型类别的雌性之间生殖率更加相似,并且产卵行为被预测会与生殖率共同进化,导致小雌性在选择时更加具有选择性,并从中相对获得更多收益。
我们用蝴蝶 Pararge aegeria 的数据来模拟喂食,以将模型预测与野生蝴蝶的生殖率进行比较。然而,模拟生殖的异速生长是对观察到的生殖率的一个较差预测。相反,生殖率更好地解释为卵成熟率的新陈代谢限制的产物,以及生殖潜力与体型之间的经验衍生的正异速生长。然而,当允许在模拟中共同进化产卵行为时,适应性适中偏离生殖率对适应度不敏感,这表明行为补偿可能减轻潜在的新陈代谢和发育限制。
需要更多的工作来理解生理学和发育如何与补偿行为一起塑造生殖的异速生长。实证研究应根据代谢理论的预测,优先通过研究生殖生理学与行为相结合,来评估适应性假设对适当的零假设的作用。相反,对生殖率的约束解释的推断必须考虑到适应性情景可能预测相似的异速生长指数。