聪明是新的性感吗?|大象公会

大象公会Elephantia 大象公会 2019-08-15


多年来,学界一直在争论一个问题:性选择影响了智商的演化吗?如果有影响,性选择的方向是让生物变得更聪明还是更蠢?


支持性选择让生物变得更聪明的理论认为,雌性需要选择聪明的雄性以生下聪明的后代,聪明的雄性才能打败其他的雄性抱得美人归,或者聪明的雌性才能挑出质量高的雄性生下质量高的后代,总而言之,聪明的爹妈孩子生存能力更强。


反对性选择让生物变得更聪明的理论认为,大脑是个能量黑洞,人类大脑只占2%的重量,却要消耗20%的能量,为了供给大脑,只能四处挪用资源,搞得免疫力差一点、生殖能力差一点等等。所以如果想要保有性感的外形,充足的生殖细胞,就得牺牲一点脑细胞了(trade-off)


· 图片来源:The scientist magazine


一夫一妻制与多配制,谁智商更高?


为了研究这个问题,研究人员人工培育了强行一夫一妻制或多配制一百代以后的两组果蝇。强行一夫一妻制社会里,性选择已经不起作用,因为所有雄性都被分配了一个老婆,可以生孩子。多配制社会就要靠实力说话,性选择会让某些性状加速演化。


一百代之后,雄性果蝇的撩妹水平,一个天上一个地下。多配制的雄性显然很适合竞技场,生的孩子更多,更能够准确地辨别哪个雌性想交配(receptive),哪些完全没兴趣。


接着研究人员设计了一个认知能力测试,当然,所有的认知能力测试都是精简过的,只具有有限的指导意义,是为了使实验量化而不得不做的处理。


要测试的是果蝇的联想学习能力(associate learning):给果蝇闻一个气味,同时给它负面刺激,经过一段时间训练,撤掉负面刺激,果蝇闻到气味就会害怕。


结果发现,多配制的雄性学的比较快,一夫一妻制的雄性学的比较慢,雌性无区别。这个有限的实验支持了性选择让生物变得更聪明的假说(Hollis and Kawecki 2014)


可是在甲虫(C. maculatus)身上,重复这个实验却失败了。


甲虫分为两组,一组采取严格的一夫一妻制,另一组是乱交,可以自由地选择和哪些异性交配。35代之后,多配制雄性的生育能力更强。


· 图片来源:Wikipedia


为了分别对雌性和雄性做认知能力测试,研究人员根据两性的喜好设计了两个实验。对雄性最有吸引力的是性,所以雄性的认知测试是能不能又快又准确地找到对象,对雌性最有吸引力的是食物,所以雌性的认知测试是能不能又快又准确地找到产卵地。


雄性的测试在培养皿里粘了一只死甲虫,实验增加了一个变量,有的组粘的是死雌性甲虫,有的是死雄性甲虫,因为自然条件下,找不到对象的雄性也会和其他雄性交配。找到死甲虫的时间和正确地与雌性甲虫交配是两个指标。为了简单,这个实验不考虑同性恋。


实验结果显示,多配制的雄性找对象的速度显著更快,但是区分性别的认知能力却没有显著差别。


雌性的实验比较简单,雌性可以自由选择去一株高质量或低质量的植物上产卵,在高质量植物上孵化的后代食物更充足,然而,两类甲虫识别植物质量的认知能力并无显著差别,结论不支持性选择让生物变得更聪明这一假说(Baur, Nsanzimana et al. 2019)


行为学的假设通常正反面都能找到支持证据,如果还没有,那一定是没有被发现。另一则研究认为,生物会牺牲性行为换取智商。


多配制的雄性睾丸身体比例统计学上大于一夫一妻制雄性,因为精子竞争的强度较强。可惜生殖很耗能,脑子也很耗能,系统发育比较分析(phylogenetic comparative analysis)发现,多配制的脑子(和体型做过校正之后)比一夫一妻制小,雌性和雄性皆是如此,说明一夫一妻制有节制的生活让他们把更多的能量放在在发育脑子上(García‐Peña, Sol et al. 2013)


为了继续研究智商和性感是否是负相关,另一个研究分析了孔雀鱼(Poeciliareticulata)的性腺大小和相对脑子大小的关系,人为筛选了脑大鱼,和脑小鱼,解剖后竟发现性腺越大脑子越大,反之亦然。


这可能是因为,第一,聪明的鱼找到的吃的更多,所以身体发育更好,性腺也相应地发育更好,第二,脑子和性腺大的雄性本来就是高质量雄性,第三,不同系统之间的权衡通常在资源有限的情况下发生,这个实验可能没有控制食物量(Kotrschal, Corral‐Lopez et al. 2015)


· 图片来源:wikipedia

绝大部分研究都是基于某些假设开展的,然而假设很多时候也并未得到充分证实。比如一个基本问题是,脑子的相对大小可以反映认知水平吗?


不少研究的确是支持这个结论的,比如有实验发现,动物园里39种动物解决问题的成功率可以用相对脑大小预测(Benson-Amram, Dantzer et al. 2016)


可不同的声音一直存在,比如大脑皮层的复杂程度和学习能力的关系,有学者认为灵长类大脑皮质体积可以预测说谎能力,体积越大,说谎能力越好(Byrne and Corp 2004)。另一个针对灵长类的荟萃分析显示,脑子的绝对大小才是最好的测量方式,脑子越大越聪明,脑身比反而失去解释力,所以不需要用体型做校正,间接说明身体越大可能认知能力更好(Deaner, Isler et al. 2007)


争论持续了一个多世纪,这个问题没有办法获得确切答案,只能暂时悬置。


雌性喜欢有脑子的雄性


接下来的问题是,聪明的个体是如何被选择的?因为我更聪明,所以异性更喜欢我?还是因为我更聪明,我更能分辨谁是质量高的异性?


今年中科院在科学杂志上发表的一篇文章,支持了前一个假说,雌性虎皮鹦鹉喜欢看起来比较聪明的雄性。


该鹦鹉原产澳大利亚一个干旱贫瘠的地方,找食物可能是一项非常重要的技能。繁殖季雌性负责孵蛋养娃,雄性负责找食物养老婆,所以雌性找一个投喂能力比较强的老公具有适应性意义。


研究人员设计了严格对照的实验,有两个雄性摆在雌性面前任其自由选择,雌性选择和谁呆在一起的时间长就说明喜欢谁,实验结束研究人员就带走了不被青睐的雄性,并传授它们独门技能。

 

· 图片来源:wikipedia


实验人员在培养皿里放了一个盒子,盒子里有食物,但是盒子需要三步操作才能打开,经过训练,不受宠爱的雄性熟练地掌握了盒中取食技能,于是研究人员心满意足地把它放回了竞技场,当着雌性的面三下五除二就拿到了食物,留下一旁没有接受过训练的雄性在风中凌乱。


曾经的情场失意鸟成功地用自己做过弊的智商碾压了竞争对手,而雌性承认自己之前瞎了眼,于是从现在开始显著地更青睐那个会开盒子的雄性。看起来比较聪明的雄性会获得更多生殖机会,将认知能力强的基因传递下去(Chen, Zou et al. 2019)


脑大的雌性更容易找对象


另一方面,雌性的智商可能也很重要,人工筛选五代后,研究人员把雌性孔雀鱼分成了脑大组,脑小组和普通组,雌性孔雀鱼对雄性的颜色有偏好,分别给两个雄性挑选,一个雄性颜色好看,质量高,一个长得丑,质量低。


脑大组和普通组雌性显著地偏爱更迷人的雄性,但是脑子不够聪明的雌性则没有这种偏好,做出的决策并不是最优的,这可能是因为她不知道对方好看不好看(Corral-López, Bloch et al. 2017)


脑子是个好东西,找对象的时候多半用得着。


参考文献:
1.Baur, J., J. d. A.Nsanzimana and D. Berger (2019). "Sexual selection and the evolution ofmale and female cognition: a test using experimental evolution in seedbeetles." Evolution.
2.Benson-Amram, S., B. Dantzer, G.Stricker, E. M. Swanson and K. E. Holekamp (2016). "Brain size predictsproblem-solving ability in mammalian carnivores." Proceedings of theNational Academy of Sciences 113(9):2532-2537.
3.Byrne, R. W. and N. Corp (2004)."Neocortex size predicts deception rate in primates." Proceedingsof the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences 271(1549): 1693-1699.
4.Chen, J., Y. Zou, Y.-H. Sun andC. ten Cate (2019). "Problem-solving males become more attractive tofemale budgerigars." Science 363(6423):166-167.
5.Corral-López, A., N. I. Bloch, A.Kotrschal, W. van der Bijl, S. D. Buechel, J. E. Mank and N. Kolm (2017)."Female brain size affects the assessment of male attractiveness duringmate choice." Science advances 3(3):e1601990.
6.Deaner, R. O., K. Isler, J.Burkart and C. Van Schaik (2007). "Overall brain size, and notencephalization quotient, best predicts cognitive ability across non-humanprimates." Brain, behavior and evolution 70(2): 115-124.
7.García‐Peña, G., D. Sol, A.Iwaniuk and T. Székely (2013). "Sexual selection on brain size inshorebirds (C haradriiformes)." Journal of evolutionary biology 26(4): 878-888.
8.Hollis, B. and T. J. Kawecki(2014). "Male cognitive performance declines in the absence of sexualselection." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences281(1781): 20132873.
9.Kotrschal, A., A. Corral‐Lopez,S. Zajitschek, S. Immler, A. A. Maklakov and N. Kolm (2015). "Positivegenetic correlation between brain size and sexual traits in male guppiesartificially selected for brain size." Journal of evolutionary biology28(4): 841-850.

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