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个人如何选择他们的伴侣？为什么一些人在吸引配偶方面比其他人更成功？
这些古老的问题与包括人在内的所有动物广泛相关。达尔文的自然选择理论提供了一种回答它们的方法。有时被称为“适者生存”，该理论也适用于配偶选择，预测选择最适合在其环境中生存的配偶是有益的 - 最快的跑步者，最好的猎人，收益率最高的农民。
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当然，作为人类性行为的总结，这有点过于简单，因为人们在复杂的社会规范和独特的人类性别角色的背景下配对。然而，像我们这样的研究人员确实认为，其他动物的配偶选择会受到这些感知适应性的影响。它符合科学家对进化的理解：如果雌性选择与适应良好的雄性交配，它们的后代也可能有更好的生存机会。优势特征最终传承下来，并在后代保存下来。
但是在许多物种中，雄性试图通过显示看起来非常不适应的特征来吸引配偶。这些信号 - 例如孔雀上的耀眼尾巴或来自鸣鸟的美妙曲调 - 最初是达尔文自然选择理论中的一个重要扳手。像这样的特征似乎与使动物更有可能在其环境中生存相反。华丽的尾部显示或华丽的旋律很麻烦，它会向你宣传掠食者以及爱的兴趣。达尔文对这种不一致感到非常不安，他说道：“每当我凝视它时，只看到孔雀尾巴上的羽毛，就会让我生病。”
考虑到这个难题，达尔文引领了另一个主要理论：性选择。如果女性在选择配偶时更喜欢这些特征，则男性可能需要产生昂贵的，非自适应的信号，而不是直接显示适应性。对于女性来说，这些信号可能会间接传达一个男性会成为一个好伙伴的原因，因为他能够生存并取得成功 - 尽管有装饰品，而不是因为它。在这种模式下，成本最高的特征是最具吸引力的。
但是，如果赌注增加，如同多种多样的物种，男性试图吸引并与多个女性形成联系，那该怎么办呢？这个理论的合乎逻辑的下一步可能预测产生美丽信号的压力会急剧增加，从而使具有精美装饰的个人的回报更加复杂。如果最成功的男性具有最特别的特征，那么随之而来的几代人的军备竞赛可能会使人口转向更极端的特征。这是一个直观的理论 - 增加对配偶的竞争将导致越来越精细的性选择特征 - 但它尚未经过生命之树的测试。
非一夫一妻制的交配系统真的会增加真实动物的性选择吗？随着性选择的力度增加，性选择的特征会变得更加极端吗？尾巴会变长吗？歌曲更漂亮？作为两位在计算方法，行为演变和鸣禽方面具有专业知识的生物学家，我们决定进行调查。
建立鸟类数据库
进化与生命本身一样复杂。新的计算能力使像我们这样的研究人员能够超越测试某些特征是否只是一起发生。相反，我们可以深入研究过去，并试图辨别物种在历史中走过的路径，以达到它们今天的位置。
为了验证男性试图吸引多个配偶的理论将放大性选择并推动日益复杂的展示的发展，我们需要新的数据集和创新方法。
鸣鸟是一个很好的系统，用来研究这个问题。首先，许多物种在社会上（虽然不一定是性别）是一夫一妻制的，这在动物王国中非常罕见，但在他们的历史过程中已经有许多独立过渡到一夫多妻制。这使我们可以轻松地将搜索单个伴侣的鸟类歌曲与寻找多个伴侣的歌曲进行比较。鸣鸟也有着令人难以置信的歌曲多样性，从麻雀的简单推文到模仿鸟的精致华丽。
通过搜索已发表的文献和实地指南，我们收集了近700种物种的交配系统数据和超过350种物种的歌曲数据，这是迄今为止最大的数据库。我们获得了最近发表的系统发育 - 基本上是一个“家谱”，一直延伸到所有鸟类的祖先 - 涵盖了所有鸟类进化史。这将作为我们通过鸣禽谱系的地图。
我们将我们的特征数据与系统发育相结合，以便及时追溯，估计每组鸣禽的祖先可能听起来和表现的方式。
这种方法有点像我们参加一个人类家庭聚会，并注意到绝大多数家庭成员都有金发，并且说瑞典语 - 我们猜想一个长期离家的女族长可能也有金发很可能说瑞典语。然后，我们可以访问另一个家庭团聚，第一个远房亲戚，找到大多数讲挪威语的金发女郎。在另一次聚会上，也许我们会看到棕发的人说西班牙语。通过这样做数百次，研究人员可以弄清楚这些家族的历史中头发颜色和语言之间是否存在任何关联。
使用与鸟类家族树类似的方法，我们不仅能够测试交配行为如何与生物物种的歌曲相关联，而且还能够测试这些行为如何在数千甚至数百万年的歌鸟进化历史中相互影响。通过估计现代鸣禽祖先的可能行为，我们可以计算出这些特征的演变速度，包括歌曲演变的速率如何受到交配行为的影响，反之亦然。
性选择，但不是一个方向
当我们进行深入分析时，结果让我们感到惊讶。我们没有发现歌曲在男性寻求多个配偶的物种中变得更加精致的预期关系。相反，我们发现了一种有趣的进化模式：歌曲似乎正在演变出更快的一夫多妻的血统，但不是在任何特定的方向。
而不是这些祖先的男性试图用更精致的歌曲相互竞争，歌曲似乎在简单和复杂之间摇摆，就像几代人摆动的钟摆一样 - 在瞬间迅速变化，但在长期内不是一致的方向。如果这些一夫多妻的歌曲太简单或过于复杂，他们就会开始向中间移动。
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这些结果挑战了我们对繁殖成功和进化压力的最初广泛直觉。通过研究进化树上许多一夫一妻制和一夫多妻的鸟类的歌曲，我们发现结果与流行的智慧形成对比：吸引多个配偶的物种整体上没有更复杂的歌曲，但他们的歌曲发展得更快。这是一个新的证据，可能会改变关于进化中非一夫一妻制和性别选择的经典假设。
我们的工作表明，当科学家在未来研究性选择时，我们不仅要考虑所研究的性状的大小，还要考虑它们变化的速度。
本文最初发表在Nicole Creanza和Kate Snyder的The Conversation上。阅读原文。