母鸡不受精就下蛋是一种很浪费能量的生存策略吗?为什么进化会保留这种性状呢?

母鸡不受精就下蛋是一种很浪费能量的生存策略吗?为什么进化会保留这种性状呢?

母鸡不受精就下蛋难道不是一种很浪费能量的生存策略吗,为什么进化会保留这种性状呢?

一个男人在流浪,数不尽的人张望

你理解偏了,不是鸡演化出了这种不合逻辑的策略,而是驯化饲养它的人有意无意的利用了鸡的其他演化策略,导致鸡表现出这种不合逻辑的现象。

不断下蛋确实是“不定数产卵(indeterminate layer)”的直接结果。

包括泠姐 @赵泠 在内的其他答主也介绍过了,一部分鸟类会根据巢穴内卵的数量变化,不断补充新卵来应对自然的损耗(被吃掉的、意外破损的、或者也有被人拿走的),保持巢穴内的卵在一个整体稳定的数量上。具体到家鸡身上,就是人家刚下的蛋就被你拿走,巢穴总是空的,数量不够,就再下新蛋补充数量,这实际上解释了为什么它会不断下蛋的问题。

但是。

不受精就开始下蛋,甚至从未受过精还一直坚持下蛋,就不是“不定数产卵”能彻底解释的通了。

即便是不定数产卵的鸟类,也有明显的繁殖期,只有经过繁殖期外界条件刺激、激发体内性激素变化之后,它才会开始产卵,也只有在开始产卵之后,才会体现不定数产卵、不断补卵的习性。

其次,蛋用鸡的持续产卵周期似乎长的不可理喻,下蛋频率高到不可思议。没错,有些不定数产卵的鸟也可以持续不断的产下不少卵,比如目前实际试验过的北扑翅鴷Colaptes auratus可以在人为干预(不断拿出巢中鸟蛋)的情况下,在连续 73 天内补充 71 枚卵,但这一切还是在北扑翅鴷的繁殖期内(4-7 月间)发生的,一旦超过繁殖期,大多数鸟类受到外界温度、光照时长变化的影响,体内性激素不可避免的发生变化,繁殖活动也就缓慢结束。

北扑翅鴷

但家鸡就不是这样,目前的蛋用鸡产蛋世界纪录为连续 371 天内下了 364 个蛋(此后它也在持续下蛋,只不过频率有所降低而已)——已经超过了一个完整的年度周期,也就是说,长达一年的环境温度、光照时长等影响动物繁殖节律的因素变化,对它的繁殖(虽然没受精)并没有带来明显影响。当然这个成绩很可能是来自工厂化的室内笼养,光照和温度条件可以人工控制,但普通农村散养的家鸡就放在户外,它们受到的环境条件变化和野外没有本质区别,但它们也能在一年四季不断下蛋(只是没有商业化养殖场产量那么高罢了)。

说得通吗?

所以,不定数产卵或许能解释鸡为什么会在短期内不断下蛋的现象,却不能解释鸡为什么不需要受精就可以直接开启下蛋的过程,也不能解释为什么这个过程可以持续这么久。

家鸡之所以变成这样,肯定还有别的因素作祟。

咱们得到家鸡的老家去看看。

家鸡的驯化祖先是谁?达尔文的爷爷(字面意思,伊拉斯谟斯·达尔文,博物学家)依据形态上的相似大概划定了范围——生活在东亚、南亚和东南亚地区的至少 4 种原鸡,也就是红原鸡、绿原鸡、灰原鸡和斯里兰卡原鸡。关于家鸡究竟是从哪种原鸡驯化而来、又是在哪完成驯化的讨论持续至今。而在 2020 年,由中科院昆明动物所和农科院牵头的联合研究团队确认,家鸡主要是由生活在中国西南部、泰国北部和缅甸等地的红原鸡滇南亚种驯化而来。

拓展:一度有观点认为,中国北方是家鸡驯化的源头之一,因为在中国北方的河北磁山文化、山东北辛文化、河南裴李岗文化遗址里都出现了疑似鸡的骨头,这些遗址所处的年代距今约 7500~8000 年左右, 比其他国家出土的家鸡证据(譬如印度河流域的莫哼约·德罗遗址和哈拉帕遗址)都要早得多。但在 2018 年由社科院考古所、日本北海道大学和京都大学的联合研究中,学者们发现中国北方和中部地区 18 个遗址里出土的 429 份“疑似鸡”的骸骨,没有一份可以明确认定就是家鸡,在我国境内能明确通过头骨特征确定是鸡的案例,还是安阳殷墟小屯一号灰坑里出土的。2020 年,中科院昆明动物所的这项研究进一步确认,家鸡的驯化源自中国西南、泰国和缅甸一带
红原鸡

当然,这个研究基本不影响咱们的讨论,因为不管家鸡是从哪种原鸡、哪个亚种驯化的,它们生活的环境都大差不差——亚洲热带和亚热带林地,尤其是一些竹林里。

竹林是一个非常特殊的环境,尽管不同竹种的周期不同,但大多数竹子都会在一定周期内开花 - 结果 - 死亡。竹子开花还遵循同步性,也就是一个大种群的同种竹子在短期内同步开花 - 结果 - 死亡。这就对生活在竹林环境中的动物带来了一些挑战,譬如直接以竹子为食的竹鼠、熊猫,就出现过因成片竹子同步死亡导致的食物短期匮乏。

Melocanna baccifera 竹的花

但是,对于另一些竹林动物而言,竹子开花反倒是个优势。

有个活生生的例子可以说明。在印度东北部米佐拉姆邦,有一片主要由Melocanna baccifera竹构成的竹林环境,每隔 48~50 年,这片竹子就集体开花 - 结果 - 死亡,与此同时,本地的啮齿动物数量迅速暴增。1959 年,老鼠爆发产生的饥荒和瘟疫让当地村落坟头林立,2008~09 年间,同样的灾难又再次重演。

竹子虽然高大,但本质上还是一类禾本科的“大草”,竹子果实的营养成分和禾本科的稻米、小麦等谷物并没有本质上的不同。如此来看,竹米是十分适合啮齿类动物营养需求的食物,突然爆发式出现的竹米使得原本就生育力旺盛的啮齿类能养活更多的后代,它们也快速进入到一场争分夺灭的“造鼠计划”中,母鼠以更快的频率繁殖小鼠,小鼠以更快的速度性成熟并参与繁殖,在竹米腐烂之前,鼠口规模急剧扩大,这样一来,即便竹林因开花死亡而必然凋零,新生的竹林又需要一定的时间重新生长,老鼠也能凭借“鼠口优势”,硬生生的扛过这段环境崩坏的空窗期。

可这和我们要讨论的鸡有什么关系呢?鸡又不是老鼠。

哎?在东南亚地区的不少原住民口里,鸡的称呼,正是竹鸡。

没错,我们再熟悉不过的鸡,是一种典型的适应竹林环境的生物,它们和竹林的羁绊,甚至比熊猫还要强烈。当东南亚地区的竹林周期性的开花死亡时,原本按照每年繁殖一窝、每窝 6~12 枚鸡蛋的频率慢条斯理繁殖的红原鸡,突然就因为海量的竹米供应进入到了疯狂超生模式。

需要注意的是,在正常情况下,温度和光照时长的物候变化是影响大部分动物进入繁殖期的外部刺激,这些物候变化代表着接下来的一段时间内温度适宜,食物充足,是生养孩子的好时机。被这些物候条件刺激,动物体内出现系列内分泌变化,使它们的性器官变得活跃,也就是进入了繁殖期。

原鸡也是这样,外界环境变化使原鸡进入繁殖期,此刻公鸡母鸡还没有进行交配,但体内的精子和卵子制造过程已经预先启动,在随后而来的求偶交配过程里,公鸡通过倾倒的方式把精子送入母鸡泄殖腔,并储存在母鸡的储精囊里。交配刺激进一步引起卵子发育,并和储精囊里的精子结合完成受精,然后就是包裹蛋壳,下蛋孵化的过程。

拓展:这里需要着重说一下,像我们人类一样,女性在适龄阶段不断排卵,男性在适龄阶段不断产生精子的情况,并不是自然界里所有动物都通用的。很多动物在非繁殖季节不仅不排卵、不产生精子,极端的甚至会为了节省资源而干脆把性器官萎缩掉,直到下一轮繁殖期到来后才重新激活发育

但在此时此刻,“大量出现的竹米”成为了压倒一切的外部刺激,仅依靠这一种刺激也足够完成鸡的内分泌的充分变化。此时,如果公鸡母鸡可以相遇,当然也会和正常情况一样求偶 - 交配 - 精子进入母鸡体内储精囊 - 产下受精卵,当然,它们也不会无限制的生下去,只是生满一窝就赶紧孵化,哺育完成后就开启下一窝,小鸡也依靠竹米滋养快速长大。

这时的原鸡实质上进入了一种高效生殖的“战时状态”,一切都是为了在尽量短的时间内(竹米腐烂或者耗净之前)生下更多后代,所以原鸡出现了一些非自然的繁殖特性——比如一定程度上无视原本需要的繁殖期光照和温度条件,只要有竹米出现就立刻启动;繁殖期长度也远超正常情况,只要竹米不空就繁殖不息。

再比如,压缩繁殖的整体周期,卵子会源源不断的产出、在体内发育并生出来。这一点也不影响原鸡的正常受精,因为理论上母鸡交配一次就能储备足够的精子给卵子受精,压缩这个流程的确是提高生殖效率的好办法。

但如果公鸡来不及给它交配,或者周边根本没有公鸡(比如养殖场里的情况)呢?那就回出现我们在养鸡场看到的情况了——母鸡未受精就直接开启下蛋、还维持一个超长的下蛋周期。

前文里提到的 Melocanna baccifera 竹的颖果
一种典型的竹米形态

原鸡的这个机制是怎么产生的,实际上今天的我们也还没找到特别确切的答案。有研究认为,似乎是鸡肝脏中的脂肪酸代谢因为得到了充足的竹米营养而发生变化,影响了卵巢中的脂肪酸代谢过程,继而诱发了激素产生。把红原鸡驯化为家鸡的那些古代当地人群肯定也不知道这个机制背后的原理。

但他们应当不止一次见识过这样的自然盛况。

巧合的是,驯化动物的过程一般都需要满足农业生产比较成熟、已经拥有富余农作物作为饲料供应的条件,而用作这些驯化家鸡饲料的,可能就是麸皮这样的谷物下脚料,或者干脆就用谷物喂养。

而正像我们刚才提到的那样——竹子虽然高大,但本质上还是一类禾本科的“大草”,竹子果实的营养成分和禾本科的稻米、小麦等谷物并没有本质上的不同。

原本需要几十年一遇的竹米才能激发的生蛋密码,就这样被一把普通的鸡饲料触发了。

以后的故事我们就都知道了,谷物饲料的使用让家鸡时刻处于“战时状态”,每天拿走蛋的过程又触发了它们“不定数产卵”,两者结合使驯化后的家鸡出现了不需受精就能下蛋、常年持续下蛋的行为。又经过漫长的人工选育挑选出性状最突出的鸡种,发展出许多更高产的蛋用鸡。

时至今日,鸡因为生长迅速、饲料转化率高、肉蛋产量稳定而成为人类养殖规模最大、传播最广的驯化物种,不仅为我们提供了丰富的蛋白质供应,也在疫苗生产领域贡献颇丰,还为“疯狂星期四骚文案创作大赛”、“鸡你太美歌舞大赛”这样的文化现象提供了土壤(狗头)。

而这一切的一切,都是从一把谷子饲料开始的……

拓展:和家鸡的情况类似,另一种蛋用驯化鸟类——家鸭似乎也有类似的情况,也是由充足食物触发了“饱和式繁殖”,但这种关键性的饲料是什么还有待确认。
此外,鹅的情况和鸡鸭是不同的,蛋用鹅在家养状态下也有明显的“休产期”,它的高产主要还是受到“不定数产卵”因素驱动。