摘要：约翰·罗杰·斯彼克曼（John Roger Speakman），中国科学院深圳先进技术研究院研究员、首席科学家，中国科学院外籍院士、美国科学院外籍院士、英国皇家学会院士、欧洲科学院院士、爱丁堡皇家学会院士，主要研究方向为能量平衡，以野生动物、实验室动物和人群为

约翰·罗杰·斯彼克曼（John Roger Speakman），中国科学院深圳先进技术研究院研究员、首席科学家，中国科学院外籍院士、美国科学院外籍院士、英国皇家学会院士、欧洲科学院院士、爱丁堡皇家学会院士，主要研究方向为能量平衡，以野生动物、实验室动物和人群为研究体系，集中研究能量收支个体差异的影响因素及其调控机制。

张丽娜，动物生态学博士、科普作家、丹麦诺和诺德制药公司全球临床开发部医学写作专家，主要工作为利用科学专业知识驱动药物临床开发相关、清晰且有影响力的沟通，包括主导药物研发相关各种类型注册文件，支持与药监部门的沟通交流，以达成高质量的新药递交申请并加速药品获批。

2017 年在《功能生态学》（Functional Ecology）期刊上发表的一篇论文，研究的核心动物是豆娘。这项工作是由卡琳·诺德斯特姆（Karin Nordstrom）主导、瑞典乌普萨拉大学和澳大利亚弗林德斯大学的研究者合作完成的。豆娘就像是小号的、更秀气的蜻蜓，在除南极之外的所有大陆上都很常见。在夏天，如果你到任何缓慢流动或静止的水边，几乎都能看到它们——至少能看到雄性。

雄性色蟌属豆娘（图片来源：Photo by enginakyurt on Unsplash）

豆娘有一对半透明的翅膀，着陆时翅膀会收起在背上。豆娘的体型细长，像是一根小棍子，因此着陆时不太容易被发现。例外的是，有几种豆娘的雄性个体的翅膀上有大块的深蓝绿色区域，破坏了它们的伪装。不同种之间，翅膀上深蓝绿色斑块的大小也不同。有的只在翅膀末端有个小斑点，有的则几乎覆盖整个翅膀。因此当这些雄性飞行时，显得非常显眼。对雄豆娘而言，翅膀上的深色区域及其展示性的飞行是吸引雌性的重要元素，雌豆娘没有这样的深色翅膀区域。但是，在开展这项研究的斯堪的纳维亚半岛，这种特征也会引起一种鸟类捕食者——白鹡鸰的注意。此外，这种翅膀还会影响雄豆娘捕食双翅类昆虫（如果蝇）等猎物的能力。

2016 年夏天，我在法国的一条小河边花了半个小时观察色蟌属（Calopteryx）的豆娘，那些在河岸边飞行的豆娘正是这篇论文的研究对象。当然，站在人类的视角，我们所观察到的情景很可能与另一只豆娘或一只小鸟、果蝇看到的很不一样。豆娘所看到的也许尤为不同，因为最近有研究发现，它们的近亲——蜻蜓可能有多达30个不同的感光色素基因。所以，诺德斯特姆研究小组的第一步就是探索豆娘的翅膀在鸟类、豆娘和果蝇的不同色彩视觉系统中的反射特性，然后分别将其与雄性和雌性豆娘翅膀的光谱反射系数进行比较。研究结果显示，雄豆娘翅膀在光谱蓝色端410 ～450 纳米部分具有很高的反射率。然而，雌豆娘却不具有类似的反射高峰区域，它们的反射率随着波长的增加而平稳增加，到光谱的红色端达到最高。对豆娘眼睛反应的记录表明，雌性和雄性个体的光谱响应非常相似。进一步解析光谱响应的形状后发现，大概有4 种感光色素参与了豆娘的视觉，分别在波长366 纳米、480 纳米、552 纳米和640 纳米处具有最高的敏感性。也就是说，豆娘能看见紫外光的区域。而令人惊讶的是，雄性个体翅膀的反射特性却并没有利用这一点。

交配中的豆娘（上方是雄性，颜色更艳丽，图片来源：Photo by enginakyurt on Unsplash）

随后，论文作者利用一个受体噪声模型模拟了自然背景下豆娘的翅膀在另一只豆娘、鸟类捕食者，以及猎物果蝇的视觉中所呈现出来的样子。实验数据非常清晰地显示，雄豆娘更容易被天敌从背景中识别出来，比识别出雌豆娘的可能性要高出约10 倍。实际上，雌豆娘很难从背景中被区分出来。因此，从视觉效果上看，雌豆娘是非常隐蔽的，而雄豆娘则很容易被发现。理论上，这意味着鸟儿更有可能捕食雄豆娘而非雌豆娘。研究人员能够验证这一点，因为白鹡鸰会把捕到的猎物带回“饲养站”，在那儿把豆娘的翅膀去除掉。因此，通过观察和统计“饲养站”中雌雄豆娘翅膀的数目，就能推断出被捕食的雄性和雌性个体的数量。与鸟儿的视觉辨识能力的差异相一致，雄豆娘更显眼，意味着更高的被捕食风险，计算表明，被捕食的雄豆娘要比雌豆娘多3 倍。

豆娘识别其他豆娘也表现出同样的差异特征，尽管不如鸟儿识别雄豆娘的辨识度那么高。不管怎样，雄豆娘翅膀上的深色斑点确实起到了吸引异性的作用。让人吃惊的是，根据上述模型的推测，其他豆娘几乎无法把雌豆娘从环境背景中区分出来。这似乎与求偶成功的目标背道而驰，但论文的作者认为，雌性个体对雄性个体而言相对隐蔽是有潜在优势的，因为它们一旦被雄性发现，就有可能成为攻击性交配的目标。最后，果蝇也表现出相同的趋势，只是对它们来说，雄豆娘和雌豆娘的区别看上去更小。这说明，一方面雄豆娘更容易被天敌捕食，另一方面，从它们的猎物的角度来看，雄豆娘和雌豆娘也存在一些差异。这个差异对其捕食效率造成的确切后果，还需要进一步量化研究。

总的来说，这项研究是一个非常好的实例，展现了雄豆娘个体的翅膀图案如何根据雌豆娘个体的选择进行演化，但这种性选择使雄豆娘对鸟类捕食者来说变得更加显眼，从而面临更高的被捕食风险。另外，雄豆娘对其猎物来说也变得更明显，这也可能会施加一种与性选择相反的选择压力。这说明，与性选择所对立的自然选择也许不仅来自捕食事件。为了看起来“性感”，雄豆娘真是付出了高昂的代价。

本文摘编自《进化有终点吗》[（英）约翰·罗杰·斯彼克曼（John Roger Speakman），张丽娜著. 北京：科学出版社，2025. 6]一书“性感的代价”，略有修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7 -03 -081957-4

责任编辑：王亚萍

《进化有终点吗》是一部关于动物生态学的科普作品集，以动物为引，“拆解”进化机制。本书通过一系列与科学论文相关的故事，探讨进化的奥秘与多样性。作者从达尔文的自然选择理论出发，讲述了物种如何适应环境、新物种的诞生，以及某些物种可能因人类活动而灭绝的原因及过程。书中还有许多关于进化和适应的故事，包括有关青藏高原上生活的一种类似兔子的小动物如何通过进食牦牛粪便生存、鳄鱼如何使用树枝作为诱饵来捕捉鸟类、鼹鼠如何在其交流中发展出群体特定的“方言”，以及为什么雌性哺乳动物通常比雄性的寿命更长，而在鸟类中的情况却相反，等等。希望您在阅读本书时能找到自己喜欢的故事。

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来源：科学出版社一点号