大熊猫的性选择的遗传学机制

性选择一直以来是生态学和进化生物学研究的热点问题，阐明性选择的机制有助于从进化的角度理解动物如何通过性选择来提高个体的适合度与物种的进化潜力。大熊猫是我国特有的数量稀少、野外极难直接观察的大型濒危哺乳动物，目前仅见少量大熊猫繁殖行为观察的研究，而大熊猫性选择的机制尚不得而知。本研究拟在陕西佛坪与长青国家级自然保护区，将跟踪观察佩戴GPS颈圈的野生大熊猫的繁殖行为与非损伤性遗传学相结合，应用动物行为学与分子生态学的理论和方法，检验基于微卫星数据的个体杂合度假说与遗传亲缘关系假说、基于MHC免疫基因的优质基因假说与遗传相容性假说在野生大熊猫的性选择中的作用，以期从两个方面即雄性间竞争和雌性配偶选择，全面理解大熊猫性选择的遗传学机制。进而探讨性选择这一进化动力在提高大熊猫个体适合度、维持其遗传多样性和进化潜力上的意义，同时也从繁殖角度为大熊猫的栖息地保护与廊道建设提供科学依据。

本研究以秦岭山系陕西佛坪与长青国家级自然保护区为研究基地，建立了将野外观察大熊猫的求偶交配行为与非损伤性遗传学方法相结合的方法体系，研究了遗传亲缘关系假说在大熊猫性选择中的作用。共收集到14个较完整的大熊猫繁殖场的行为数据和遗传样品，应用15个大熊猫微卫星位点和SRY性别鉴定引物，对121份粪便和48份毛发样品成功进行了个体识别与性别鉴定。整合行为观察数据和遗传分析数据，发现分子方法鉴定发现的繁殖场雄体数目多于行为观察发现的雄体数目，说明有部分来过繁殖场的雄体未被观察到，反映了直接行为观察的时空局限性，而非损伤性遗传学方法可以弥补这一局限。从遗传学角度揭示了大熊猫的繁殖策略：雄体可以在繁殖季节参与多个繁殖场以获得交配机会；正常繁殖年龄的雌体可以连续多年发情交配，直至成功产仔；参与大熊猫繁殖场的雌体与雄体在空间分布上相对很固定，即在佛坪三官庙区域、佛坪西河区域和长青华阳区域等3个区域分别发现的繁殖场中的雌体与雄体没有重复出现的情况。遗传亲缘关系假说的检验显示，整体来看大熊猫繁殖场中发情雌体与优势雄体、发情雌体与从属雄体、及雄体之间均具有相对较高的亲缘系数值（平均值分别为0.1262，0.1298和0.1657），说明在大熊猫配偶选择过程中近交避免机制并没有完全发挥作用，雌性大熊猫并没有回避与有较高亲缘系数值的雄体进行交配。分析上述结果的原因，可以从近因和远因两个角度来解释。近因是，参与繁殖场的雌体与雄体在非繁殖季节在空间上相邻分布，因此在繁殖季节当雌体发情时，分布在其周围的雄体便容易地聚集在一起。远因是，在种群数量稀少、且每两年育一仔的繁殖周期下，为了不浪费繁殖机会确保基因的传递和种群的维持，因此大熊猫并没有采取近交避免策略来选择交配对象。大熊猫这种繁殖策略确保了这种k繁殖对策的动物能成功获得繁殖机会，这种策略可能是和近距离有亲缘关系的个体进行交配的繁殖收益与进行长距离繁殖扩散带来的繁殖代价间博弈的结果。