观点无论大小，价值决定高度
大家好，我是今天的讲者，来自兰州大学生命科学学院的张文雅，很荣幸来到《丝路大讲堂》分享我的科研故事。我是一名动物学家，经常会有人问，你一个女孩子怎么喜欢跑到野外去做动物学研究呢？我想我对于动物学的爱好起源于以前看的央视的一档节目——《动物世界》。在动物世界中，赵忠祥老师有这样一句经典名言：春天到了，万物复苏，又到了动物交配的季节。
我们今天的故事就从这样一张冒着粉色泡泡的图片开始。动物繁殖的第一步是要展开求偶，我们人类世界中，男孩子去追求女孩子的时候，肯定要使出浑身的解数，那在动物世界会有哪些花样百出的求偶技巧呢？我们来了解一下。
礼物似乎是动物和人类通行的一个代码，在动物世界送礼也是去求偶的不二选择。盗蛛先生在他的前方发现了一只非常肥美可口的苍蝇，它不急于下口去吃它，而是把它做了一个紧密的一个包扎，然后它举着这个猎物送到了它心爱的女神面前，而在女神享用猎物的同时，盗蛛先生就完成了他的交配环节。
但是有些动物对礼物不为所动，却是颜值至上。比如说我们看到的这只鸟叫安氏蜂鸟。大家现在看到的这个镜头是同一只鸟，在相同的镜头下它呈现出了非常多彩的颈部的羽色。当这个蜂鸟它去转动脖子的时候，我们的这个光线就会发生不同的反射、折射或者是衍射，这样我们就看到了非常 bling bling（闪闪发光） 的这样一个场景。而在我们视频的右边这是蓝角鲣鸟，大家可以看到蓝角鲣鸟的这个羽色看起来并没有什么耀眼的地方，但是它有一对非常漂亮的蓝色的大脚，那它在求偶的时候怎么办呢？它可以对着雌鸟这样展示自己非常美丽的大脚，以此来说，你看我的这个状态多好，多么的帅气。而雌鸟择偶的标准就是它这个大脚颜色的鲜亮程度。
如果说礼物也不行，颜值也不够，怎么办呢？我们可以技能来取胜。我们看到的这是两只黑琴鸡正在斗舞，那么这两只黑琴鸡都是雄性，它们在斗舞的时候，雌性就在不远处的树杈上在那趴着看，我看一看谁的这个舞姿更好，谁可能就是我的如意郎君了。有的时候有些动物喜欢直接上硬的，我们话不多说直接开干，像这两只袋鼠就直接以武绝技，而雌袋鼠就在旁边静静的观看，谁打胜了，谁就能获得今年的这个繁殖权。
通过以上的这些视频，我们会发现，好像动物世界的这个择偶方式都比较的简单粗暴，或者是颜值至上，我们就比较好奇，颜值是动物去择偶的唯一标准吗，怎么去验证呢？来自兰州大学的学者做了一个非常有趣的实验，这个实验的对象就是虎皮鹦鹉，我们可以看到虎皮鹦鹉的这个羽色也非常的鲜亮。那这个实验是这样设计的，把雌鸟放在这个实验箱的最中间的位置，在实验箱的两头分别放了两只公鸟，这两只公鸟有一只就属于我们所谓的这个高富帅，而另外一只颜值不太好，我们可以暂且称它为矮矬穷。这两只公鸟它是完全看不到对方的，因为中间有这个木栅栏是把它们挡死的。而雌鸟它可以穿过这个木栅栏到隔壁的观察箱中去看到底谁才是她的那个 MR right（白马王子）？我们可以看到在这个择偶过程中，很明显雌鸟在高富帅的这个观察箱中待的时间明显的偏长，那就是说它确实是颜值至上的。
但是颜值是不是唯一的选择标准呢？我们又进一步的把实验拓展了一下，我们知道动物想要活着，第一步得干啥？得吃，对吧？得获得食物才能生存，所以我们设计了这样一个小的一个训练模型，就是训练鹦鹉去获取食物。这里这个实验只对我们刚才说的矮矬穷展开，高富帅不接受任何训练，这个训练分两步，第一步是一个比较简单的培养皿的这样一个设计。鹦鹉只需要把上面的这个盖打开就可以在培养皿里面获取食物。在这个训练过了之后，我们的训练再加深一个难度，大家可以看到右手边的这个设计就更加的复杂了，想要获取食物，第一步把顶盖打开，第二步把侧门打开，第三步把食盒拉出来，这样才能去获取食物。那在经过一个周期的这个训练之后，我们的矮矬穷瞬间晋升成为技术男。接下来我们这个实验再一次展开，我们可以看到当高富帅面对这样一个复杂食盒的时候，显得有点手足无措，而来看我们的技术男，非常娴熟的123就打开食盒大快朵颐，这个时候雌鸟真的是舍不得挪开脚步了，再多欣赏一会儿吧。通过这个实验我们发现，虽然说颜值非常的重要，但是在有趣的灵魂面前，颜值也不是这么的重要了。
那鸟类或者是整个动物界如此苛责的求偶条件，背后到底藏着什么样的秘密呢？其实说白了就是生存的能力，亲本自身生存的能力以及亲本能够将这个生存的能力遗传给子代，让子代能够生存下去的这样一种能力。在我们专业里面，我们把这个称为适合度。说了这么多，大家可能会想，好像漏掉了一个非常重要的这个求偶展示的环节，现在大家走到我们的小区或者走到公园的时候，其实最容易听到的应该是虫鸣鸟叫，是吧？春天鸟的鸣声非常的动听，而鸟类的这些鸣声在这个时候大部分也是在展开它的求偶环节，所以今天我也想跟大家分享一种鸣声，我们来一起欣赏一下吧。这就是我们今天的主角，也是我的科研小伙伴花背蟾蜍。说到蟾蜍，大家可能经常会想到我们在这个大自然里面经常见到的那个癞蛤蟆，身上一块一块的大疙瘩，体型也比较的庞大，而我们的这个小伙伴花背蟾蜍，它的体型相对于大蟾蜍来说比较的娇小。一般来说成年的花背蟾蜍的体型大概就是在 5 厘米到 6 厘米的这样一个体长，而且我们可以看到它的这个体色相对来说也是蛮好看的，所以我可以称我的花背蟾蜍为癞蛤蟆界的颜值天花板。在展开我们今天的这个故事之前，先跟大家科普一个小知识，就是小小的蛙蟾类为什么能够发出这么大的声音？
那两栖类的这个鸣声都能传递什么信息呢？毫无疑问，最重要的一个肯定是为了召唤配偶，它在老远的地方拿着高音大喇叭开始鸣叫的时候，远处的这个雌蟾蜍就可以去静静的聆听，然后它可以就去选择我应该走向哪一只蟾蜍呢。那么在召唤配偶的同时，它必须在这个鸣声中很明确的告诉对方自己的信息。我叫什么名字？我今年大概多大年龄了？身强体壮、年富力强，来选择我吧。
大部分的蟾蜍它在这个求偶的时候，是在这个裸露的浅滩水域去鸣叫的，但是也有一些蟾蜍它会去宣告自己的房产信息，这个房产界的这个卷已经到了蟾蜍界和青蛙界，比如说仙琴蛙，它求偶的时候是在它的这个洞穴里面去求偶。所以它的这个鸣声除了去公告个体的这个特征以外，还会去传递我家的房子有多大，里面有什么什么豪华布置。那么雌性在择偶的时候既要考虑房产资源，还要考虑雄性的个体质量。但是有的时候蟾蜍会发出完全不同的声音，我们来听一下。这种时候他发出的不再是求偶鸣叫，而是警告音。另外我们在野外的时候也发现，当两只雄蟾蜍抱在一起的时候，被抱住的那只也会发出咯咯咯咯咯的这种叫声，哥们，放开，抱错了。所以说这个不同的情景之下，它的鸣声会传递完全不同的信息。蛙蟾类的求偶是怎么展开的呢？通常会在一个浅水滩，我们把它称为这个求偶场。
雄性首先到达求偶场，然后开始大声鸣唱，紧接着雌性在远处静静的聆听，然后去判断，慢慢的去走向它心仪的对象。然后这个过程就发生了抱对，抱对成功之后它们就可以转移到一个相对来说比较安全，也比较适合产卵的地方，在这个抱对的刺激下，共同去排精、排卵，然后精卵在体外完成受精，再去孵化成小蝌蚪的这样一个过程。但是我们也说了，这个属于正常情况，非正常情况是什么样的呢？在野外的时候，我们通常会看到好几只雄性蟾蜍纠缠在一起去抢夺一只雌性伴侣。那这种情况下要比拼什么？谁的前肢抱得更强、更有力，谁的后肢蹬得更有力，能把那个竞争对手给踹开，所以在这个竞争环节中，我们发现两栖类要面临很多的竞争。
我们说现在这个环境污染已经成为全球都不可避免的一个现实问题，对于两栖动物也好，对于我们所有的这个生存在这个地球上的生物也好，大家或多或少都在面临着不同的环境威胁。比如说栖息地碎片化，本身它的这个生活场地有这么大，伴随着我们不停的去进行建筑的过程，它的一个非常完整的栖息地就被分成了一个一个的小碎片，那么这个时候它的这个生存就会受到一定的影响。
另外全球变暖，伴随着全球变暖随之带来的可能还有干旱等等的问题 对两栖动物来说也是一个非常严峻的威胁。还有我们的生活垃圾污染，我们扔到环境中的这些塑料制品，它经过风吹日晒，经过各种摩擦会不断地去变成小的、更小的碎片。这些碎片也可以通过饮食、饮水等途径摄入到动物的体内，在动物体内进行积攒，去影响它们正常的一个生存过程。还有工业污染，伴随着我们工、农业的一个快速的发展，化学污染对于水、空气、土壤也造成了非常严峻的影响。
我们团队的研究主要集中在化学污染这一块，我们关注的是化学污染如何去影响两栖动物的求偶繁殖以及它的生活史的过程。我们非常惊奇的发现在污染地区通过这个漫长的这个环境污染胁迫 花背蟾蜍的跟繁殖相关的这些特征，比如说它的这个鸣声特征，比如说它的这个前肢的这个抱对力量、前肢的长度都变得更加的突出了，而且是在低龄个体，比如说2龄个体里面变得格外的突出，反而是到了高龄个体之后，这个性状就不是那么的明显了。那说到这里好像觉得环境污染对于动物的这个生存或者是繁殖好像是有一定的促进作用，那事实真的是这样吗？我们通过一个指标来说话，这里我们做了一个简单的分析，这个分析叫做臂长和波动性不对称的一个关系。什么叫波动性不对称呢？我们绝大部分的生物都属于左右两侧对称的个体，我们的这个左右对称是相对而言的，而不是绝对对称的，就是每一个个体在成长的过程中，它都会存在这个轻微的这个不对称性。但是在野外研究过程中，我们认为它的这个左右两侧的不对称性越严峻，我们就可以认为它在这个生长过程中受到环境的胁迫越大。
而在我们的这个研究中，我们发现来自于污染地区的个体前臂越长的，它的这个波动性不对称越长，也就是说前臂越长的个体好像健康状况反而是不太乐观的。而相对的无污染地区的个体，它就是体长越长的个体，它的波动性不对称越低，就是说它的健康状况确实是良好的。与此同时我们也去分析了它的这个前臂长，它的鸣声跟它的个体的健康状况之间的关系。我把它总结为一句话，在污染地区，雄性长得壮不如唱得亮，就是说它的这个鸣声已经不能够如实的反映它的个体的健康状况，可能是一种急功近利的虚假信号。
另外我们说繁殖的最后一步就是精子和卵子的结合，所以污染会对精子质量产生什么样的影响呢？各种动物的精子通过快速的精子游动来争取第一个到达卵子完成受惊。我们发现在我们的花背蟾蜍的精子中来自于污染地区的个体，它的这个直线运动速度或者是曲线运动速度都是占优势的，就是说它的精子的这个活力更高，竞争性也更强，但是有没有付出什么呢？答案是肯定的。
我们发现在这个污染地区经常会有静子呈现各种的畸形，比如说头比较钝，或者是没有尾，或者是没有头，尾巴比较短，或者是尾巴整个折叠了，污染地区的精子它的这个畸形率和死亡率是明显偏高的，也就是以高的这个畸形率和死亡率去保证了健康精子的这样一个受精的这样一个可能。另外我们也去关注了它们的这个整个种群的这个年龄结构和配偶之间的年龄的配比度。大部分的动物，它在这个成长的过程中，一旦到了性成熟的时候，它的身体就停止长了，但是像我们的这个两栖动物、爬行动物，它们是能够在整个的这个生活史过程中不停的生长的。所以我们就可以通过它的这个体长数据去侧面判断它的年龄。
再有我们也做了它的这个年龄的直观认知。通过我们的各种综合的方式分析，我们发现污染地区的这个花背蟾蜍，它不管是整体的平均年龄，还是参与繁殖个体的年龄，明显的都低龄化。另外在配偶选择的时候，我们也发现来自于污染地区的这个雌性，它非常偏赖于低龄的，就是刚刚投入繁殖的2龄的雄性个体，而在无污染地区，它更偏向于选择3龄的，就是相对来说更加成熟的雄性个体。
以上我们分享的都是雄性花背蟾蜍它的一些响应或者是改变，那雌性会做什么样的变化呢？中间这张图足以说明问题。这个是花背蟾蜍，它所产的卵，它的卵是呈这个带状的，所以我们可以把它的这个卵带整个收起来，然后排在这个观察盘上，就可以方便计数。上下这两张图片是两个不同的雌性个体它所产的卵，上面这个图片中不到 800 个卵，而下面这个图片中是 3000 多只卵，就是说对于两栖类而言，我们看它的这个雌性的体长好像没有太大的差异，但是它的产卵量却有如此巨大的一个差异。影响产卵量的最直接的因素是什么？就是它的母体的腹腔大小，当母体腹腔大小固定的情况下，产卵的数量越多，那么卵的相对大小就会受到影响。我们发现在这个环境污染地区，雌性总是倾向于产数量更多但是质量更小的卵，而在无污染地区总是倾向于产数量比较少，但是每一个卵的这个大小都更加大的卵，那这些更大的卵在接下来的这个发育过程中，包括后期的这个变态过程中，它能够更快地去完成这个过程，能够更快地去进行变态。也就是说对于污染地区的这个雌性而言，它采取的一个措施是什么呢？“蟾”海战术，不求质量，只求数量，只要有后代能够存活下去就可以了。
通过以上的故事，我们发现，对于雄性也好，对于雌性也好，在繁殖的这个投入中，它们都投入了非常非常多的能量。我们说任何事情在伴随着收益的同时，一定要付出一些代价，那么两栖动物在这个过程中它付出的代价是什么呢？我们做了一个分析，就是我们发现在这个相对无污染的地区，蟾蜍个体不管是雌性还是雄性，它更加倾向于均衡发展，要健康、要质量、要营养。而在污染地区来源的这些个体，它可能更关注我是不是长得足够胖，我的这个营养水平是不是够高？但是健康忽略不计，所以我们在右图就能看到污染地区来源的个体，它的免疫水平非常非常的低，也就是说一切都向肥满度看齐，牺牲健康。还有什么影响呢？我们去统计它的这个年龄结构，我们可以看到在左边就是我们无污染地区的，不管是雌性还是雄性，它都呈现了一个很好的一个正态的年龄结构分布，而来自于污染地区的个体。它 2龄、3龄 的这个数量很多，但是到了这个4龄 就很少了，5龄基本上看不到了，但是我们在无污染地区我们会碰到5龄甚至是6龄的蟾蜍，它还在参与繁殖。那就是说它（污染地区）整个的这个寿命是缩减了的。
除了寿命缩减之外，还有一个现象，在这个花背蟾蜍的这个求偶场中，正常情况下雌性和雄性的比例应该是 1: 1.12， 1.13的这样一个比例，就是说雌和雄基本上是比较均衡的。但是随着环境污染的一个加剧，我们会发现雌性个体的比例减小了，而雄性个体的比例加重了。伴随着性比失衡，繁殖竞争会进一步的加剧，这样就形成了一个恶性的循环过程。记得前几期我们兰州大学的肖洒老师也在咱们的丝路大讲堂以《我命由我不由天》分享了极地生物面对严寒的一个生活史的应对策略。其实通过我们刚才的分享，我们也看到，我们的花背蟾蜍面对环境污染也在非常非常的努力想要去蟾命由蟾不由天。但是当这个天是握在人类的手中，当我们对于环境的压迫，或者说我们对于环境的这个改造超过它能够承受的这个幅度的时候，会发生什么呢？根据咱们国家最新公布的生物多样性名录，我们可以发现我们国家现有的两栖动物物种数达到 4700 多种，而在整个脊椎动物中受威胁的这个比率占到了22.4%。从这个深棕色一直到浅黄色，就是受到威胁比较严峻的这些个体，去看这个脊椎动物的整体的比率，觉得也还好。但是两栖动物是怎样一个状况呢？这个是两栖动物的生存状况，我们发现在咱们国家两栖动物受威胁的比率高达了43.1%，这个比率远高于全球的平均水平，30% 的这样一个平均水平。
经常会有人问，你们去野外做这些调查，去了解动物的这些特征能有什么用呢？我想今天的分享或许能给我们提供一些答案。只有当我们知道我们人类的行为到底能够对动物造成什么样的影响，又是如何去影响它的，我们才能够知道我们该去如何采取有效的措施去保护生物和广大的动物、植物所有的生灵一起共享这片美丽的蔚蓝星球。以上就是我今天的分享，谢谢大家。
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