捕食与寄生中失败代价不对称的原则

自私的基因

“捕食与寄生中失败代价不对称的原则”是一种进化解释,用来说明当利用者与被利用者面对的失败后果不同时,利用为何能够持续。在杜鹃与宿主的军备竞赛中,杜鹃雏鸟必须成功操纵养亲,否则就会死亡;而宿主鸟即使失去一窝雏鸟,仍可在之后的繁殖季节繁殖。由于失败对杜鹃的代价更大,针对操纵失败的选择压力也相应地更强;由于抵抗本身可能给宿主带来代价,利用便不一定会消失。

失败代价的不对称性

这一原则从双方利害不同这一点出发。每只杜鹃雏鸟都承袭了祖先的基因,而这些祖先曾成功获得养亲照料;雏鸟一旦失去对宿主的控制,哪怕只是暂时失去,也会死亡。宿主鸟的进化史则有所不同——许多祖先从未遇到杜鹃;而遇到杜鹃的祖先,有时在遭受寄生后仍能于下一个繁殖季节再育一窝。因此,与未能抵抗杜鹃有关的基因仍可能在知更鸟或褐顶雀鹛的世代中传递;而与未能奴役养亲有关的基因,则较不可能通过杜鹃传递下去。

伊索寓言中兔子与狐狸的故事形象地体现了这种反差——兔子跑得更快,是因为它在为性命奔跑;狐狸奔跑,则只是为了得到晚餐。约翰·克雷布斯与作者将这种差异称为“捕食与寄生中失败代价不对称的原则”。其要点并不只是某种动物更有决心;失利代价的差异,决定了作用于双方的进化压力。

操纵及其代价

这一原则有助于解释宿主为何会作出看起来并不符合自身利益的行为。杜鹃鲜红的口腔裂隙可以成为强烈的刺激,促使养亲给另一种鸟巢中的雏鸟喂食,甚至把原本要喂给自己幼鸟的食物也转给它。书中探讨宿主是否只是还没有足够的进化时间来形成抵抗能力,但作者认为,失败代价的不平衡提供了更深层的解释。

抵抗在理论上即使可行,也仍可能受到负向选择。如果抵抗杜鹃需要更大的眼睛或更大的脑,这些特征就会带来额外的维持代价。因此,即使具有抵抗倾向的遗传特征能让鸟类避免遭杜鹃利用,携带这些特征的鸟仍可能留下较少后代。宿主看似容易受骗的状态之所以能够持续,并非因为操纵没有危害,而是因为保护自身的代价可能超过偶尔失败的代价。

以基因为中心的解释

这一原则也使分析不再仅仅依据个体生物的直接利益来评判行为。杜鹃通过行为操纵宿主,其作用方式类似于体内寄生虫通过化学物质或激素影响宿主。书中的讨论将巢寄生与一些寄生虫改变宿主发育或繁殖的例子联系起来,其中包括Nosema微孢子虫阻止赤拟谷盗幼虫发育为成虫,以及Sacculina寄生虫使蟹阉割,同时将资源从繁殖转移出去。

这些例子并不能证明宿主的每一种变化都是寄生虫的适应;书中将某些解释表述为推测或可检验的主张。书中更广泛的论点是,基因的效应可以延伸到携带这些基因的身体之外,因此应从扩展表型的角度考察宿主操纵。“捕食与寄生中失败代价不对称的原则”为这一论点提供了一种具体的进化机制——失败后果的不平等,可以使利用者持续施加影响,即使宿主原则上能够抵抗。