雄性羽色快速进化驱动鹟属(Ficedula)鸟类的性别二色性演化

本研究针对鸟类性别二色性演化机制这一经典问题，通过系统发育比较分析32种鹟属(Ficedula)鸟类的羽色复杂性及性别二色性程度，结合生态特征与生活史性状，揭示了雄性羽色快速进化是驱动性别二色性的关键因素，并发现迁徙行为、分布纬度等自然选择压力共同塑造了该性状的演化格局。研究为理解性选择与自然选择的协同作用提供了新证据，论文发表于《Avian Research》。

　　

在鸟类缤纷多彩的世界里，雌雄个体羽色差异（性别二色性sexual dichromatism）一直是进化生物学研究的焦点。自达尔文提出性选择理论以来，科学家们普遍认为雄性鲜艳的羽色是性选择驱动的结果，但越来越多的证据表明，自然选择同样在塑造这一性状中扮演重要角色。然而，性选择和自然选择如何协同作用？不同生态背景下性别二色性演化有何规律？这些问题仍有待解答。

北京师范大学生命科学学院生物多样性与生态工程教育部重点实验室的研究团队以广泛分布于欧亚大陆的鹟属(Ficedula)鸟类为研究对象，通过系统发育比较分析揭示了性别二色性的演化规律。研究发现，鹟属鸟类的性别二色性具有显著的谱系保守性，且雄性羽色的快速进化是驱动性别二色性增强的关键因素。该研究于近期发表在《Avian Research》上，为理解性选择与自然选择的协同作用机制提供了新的证据。

研究人员采用了多学科交叉的研究方法：首先从Birds of the World数据库获取32种鹟属鸟类的雌雄个体图像，使用colorZapper软件包测量11个身体部位的RGB值；其次通过系统发育比较分析(PGLS)评估羽色复杂性与性别二色性的相关性；然后利用最大似然法进行祖先状态重建；最后结合AVONET数据库的生态特征数据，比较迁徙与非迁徙物种的差异。

研究结果部分，《3.1. 颜色复杂性的进化动态》显示，雄性羽色复杂性(C_m)的进化速率显著快于雌性（Z = -1.98, P < 0.05），且最佳拟合模型为Ornstein-Uhlenbeck（OU）模型。祖先状态重建表明，鹟属共同祖先已具有中等程度的性别二色性（D = 6.27），而该性状的丧失主要集中分布于东南亚岛屿的D分支物种中。

《3.2. 颜色复杂性与性别二色性》通过PGLS分析发现，雄性羽色复杂性与性别二色性呈显著正相关（P < 0.01），而雌性羽色复杂性(C_f)则无此关联。这一结果支持了"雄性驱动"假说，表明性别二色性的增强主要源于雄性羽色的快速进化。

《3.3. 性别二色性与生态特征》揭示迁徙物种的性别二色性显著高于留鸟（Z = -2.60, P < 0.05）。与单色性物种相比，二色性物种具有更高分布纬度（P < 0.05）、更广分布范围（P < 0.05）和更强飞行能力（手翼指数HWI更高，P < 0.01），但在体型大小和鸣声特征上无显著差异。

讨论部分指出，该研究首次在鹟属鸟类中系统验证了性选择与自然选择的协同作用：一方面，性选择通过雌性偏好加速了雄性羽色进化；另一方面，自然选择通过迁徙行为、分布范围等生态因子塑造了性别二色性的地理变异格局。特别值得注意的是，东南亚岛屿物种的性别二色性丧失，可能与迁徙行为丢失和配偶制度转变有关。研究还发现，高纬度地区强烈的季节性可能通过压缩繁殖期来强化性选择压力，这与前人关于繁殖季节性与性信号进化的理论预测一致。

这项研究的创新之处在于：首次在鹟属鸟类中量化了雌雄羽色的进化速率差异；揭示了生态特征与性别二色性的关联模式；为岛屿物种性信号退化提供了新案例。未来研究可结合稳定同位素分析等技术，探究非繁殖期两性分布差异对羽色进化的影响，这将有助于更全面地理解自然选择的作用机制。该成果不仅丰富了鸟类性征进化理论，也为保护生物学提供了重要参考——具有复杂羽色的迁徙物种可能更易受气候变化影响，需要特别关注。