细菌感染如何影响狼蛛求偶与择偶？研究揭示背后奥秘

为探究感染压力对狼蛛（Schizocosa ocreata）求偶及择偶影响，研究发现感染改变其行为，为理解动物繁殖行为提供依据。

　　

细菌感染对狼蛛求偶行为和择偶影响的研究解读

在动物的世界里，繁殖是一场充满挑战的 “游戏”，而感染风险就像隐藏在暗处的 “捣蛋鬼”，时刻影响着这场 “游戏” 的走向。对于许多动物而言，繁殖季往往也是感染风险剧增的时期，尤其是对于那些通过交配进行繁殖的动物，交配过程就像是打开了一扇通往病原体的 “大门”。比如狼蛛，在其复杂的求偶和择偶过程中，感染究竟扮演着怎样的角色呢？这一问题吸引着众多科研人员的目光。

此前，已有研究聚焦于亚致死细菌感染对狼蛛雄性求偶、雌性择偶和交配成功率的影响。像铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）这种自然存在的机会性细菌病原体，会影响狼蛛的发育以及雄性求偶展示的多个方面。例如，感染的雄性狼蛛在视觉信号特征（前腿毛簇）上会出现更高程度的不对称性，且前腿毛簇相对较小；其振动信号也会发生变化，幼年感染的雄性狼蛛的摩擦脉冲率、平均振幅和峰值振幅都显著低于对照组雄性。在一些研究中，通过视频回放搭配化学信号的实验发现，雌性对来自对照组雄性的化学信号更有接受度，但在与成年感染雄性的测试中，雌性却没有表现出明显偏好。这些复杂且不一致的研究结果，让感染与狼蛛繁殖行为之间的关系变得更加扑朔迷离。同时，以往研究还存在诸多未解答的问题，比如在现场试验中，雌性在感染和未感染雄性之间直接选择时会有怎样的结果？雄性感染状态是否会影响求偶活力？雄性能否识别雌性的感染状态并调整自身行为？为了深入探究这些问题，来自美国辛辛那提大学（University of Cincinnati）的 Olivia Bauer-Nilsen、Frank O’Toole 和 George W. Uetz 等研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Behavioral Ecology and Sociobiology》杂志上。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。首先是实验感染技术，他们选取了铜绿假单胞菌 PA - 14 菌株，对性成熟后的狼蛛进行感染处理。具体操作是，在狼蛛蜕皮至性成熟两周后，将其随机分为感染组和对照组，感染组的狼蛛在经历 24 小时脱水诱导口渴后，给予含有 600 菌落形成单位（CFUs）病原体的 1 微升无菌水滴，对照组则给予无菌水。其次是交配试验技术，在感染处理约 24 小时后，将狼蛛随机分配到三联交配组，即一只感染或未感染的雌性与一只感染雄性和一只未感染雄性配对，在圆形塑料竞技场中进行交配试验，并全程录像。最后是行为评分技术，利用 Behavioral Observation Research Interactive Software（BORIS）软件，对交配结果和雄性的多种行为进行量化评分，包括求偶展示行为（如每分钟的弹跳 / 急促敲击次数、腿拱起次数）、攻击行为以及一些行为状态的持续时间（如主动化学感知时间、求偶潜伏期、求偶回合平均持续时间）等。

研究结果

雌性择偶

研究人员分析了所有雌性的交配情况，发现雌性感染状态和季节与试验是否成功交配并无显著关系。在成功交配的试验中，进一步分析雌性的择偶情况发现，当将所有季节的数据合并分析时，雌性感染状态是影响择偶的显著因素。具体而言，未感染的雌性明显更倾向于选择未感染的雄性进行交配；而感染的雌性则对感染和未感染的雄性没有明显偏好，与两者交配的频率相当。这表明感染可能会降低雌性避免与感染雄性交配的能力。

雄性求偶行为

研究人员对雄性的求偶行为进行分析后发现，雄性求偶行为（以平均求偶率计算）并不呈正态分布，因此采用非参数统计方法进行分析。结果显示，雄性求偶活力（以急促敲击的速率，即每分钟弹跳次数衡量）会因雄性和雌性的感染状态而有所不同。总体上，未感染的雄性平均求偶率高于感染的雄性，但差异仅接近显著水平。当分别分析不同雌性感染状态下雄性的求偶行为时发现，在与未感染雌性配对的试验中，未感染雄性的求偶率显著高于感染雄性；而在与感染雌性配对的试验中，未感染雄性和感染雄性的求偶率在统计学上没有明显差异。此外，进一步分析发现，未感染雄性在面对未感染雌性时，求偶率会显著增加；感染雄性则在面对感染雌性时，平均求偶回合持续时间更长。

研究结论与讨论

这项研究清晰地表明，在三联交配试验中，感染状态对狼蛛的求偶和择偶行为有着显著影响。未感染的雌性更倾向于选择未感染的雄性，这体现了雌性在择偶时对感染风险的考量，可能是为了避免自身感染病原体以及减少后代感染的风险。而感染的雌性对雄性感染状态缺乏偏好，可能是因为感染影响了雌性处理信息的能力，或者感染带来的生理成本增加了雌性在面对两个同时求偶的雄性时出现 “感官过载” 的可能性，使其难以做出选择。

从雄性的角度来看，未感染的雄性能够识别雌性的感染状态，并根据这一信息调整自己的求偶行为。当面对感染的雌性时，未感染雄性会降低求偶活力，这可能是为了避免自身感染，或者是因为它们意识到与感染雌性交配会带来较低的繁殖收益。而感染的雄性在求偶行为上表现出与未感染雄性不同的模式，它们对不同感染状态的雌性求偶活力差异不大，但在面对感染雌性时求偶回合持续时间更长。这可能是感染雄性采取的一种 “孤注一掷” 的繁殖策略，试图抓住最后的繁殖机会；也有可能是感染导致雄性的感官功能受损，使其难以准确识别雌性的感染状态。

此外，研究还发现，感染对狼蛛行为的影响可能比预期的更为微妙。以往的研究采用不同的实验设计，得出的结果并不一致，而本研究采用的三联交配范式更直接地探讨了雌雄择偶问题，并引入了雄性竞争和三方互动的因素，为后续研究提供了新的思路。

综上所述，这项研究不仅证实了感染压力会对狼蛛的交配成功率和行为产生可观测的影响，还揭示了感染成本可能以更微妙的方式呈现。不过，目前仍不清楚感染导致雄性和雌性缺乏择偶偏好的具体机制，是感染引起的感官缺陷还是认知障碍，亦或是感染促使它们改变了繁殖策略以应对生理压力，这些都需要进一步的研究来解答。但无论如何，该研究为我们理解动物在感染压力下的繁殖行为提供了重要的线索，也为后续研究动物行为生态学和社会生物学奠定了基础。