狼的捕食如何塑造麋鹿鹿角的进化？

当你把研究甲虫角的生物学家和花时间探索捕食者-猎物动态的科学家混在一起时，会发生什么？你可以更好地理解为什么麋鹿比任何其他北美物种的雄性更晚切断鹿角。

蒙大拿大学的研究人员和他们的合作伙伴最近发表了一项关于自然生态和进化的研究，记录了狼和鹿角脱落的麋鹿之间的进化关系。

作者是美国大学博士候选人马特梅茨，美国大学联合作者道格埃姆伦和马克赫布莱怀特，国家公园管理局的丹斯塔勒和道格史密斯，以及犹他州立大学的丹麦克努蒂。

他们发现，黄石国家公园的狼会优先猎捕那些在深冬有鹿角但仍有鹿角的公牛。这一发现表明，鹿角不仅用于与奶牛竞争——它们还有助于阻止食肉动物——这可能有助于解释为什么公牛在发情后很久才取下鹿角。

“因为狼经常喜欢这些系统中的麋鹿，所以雄性麋鹿可以在冬天的大部分时间里独立保留鹿角，”Metz说。“在我们的研究系统中，驼鹿说其他物种在12月份开始减少。我们认为麋鹿的进化可以使鹿角比其他任何北美鹿都长，因为它们用鹿角作为对狼的有效威慑。”

鹿角的进化是为了提高繁殖成功率。鹿角越大，公牛就越有可能在秋天成功繁殖奶牛。在许多物种中，这些类型的武器也被用于次要目的，但这些原因并不总是容易理解，就像麋鹿一样。

每年冬天结束时，公牛开始去掉鹿角，并立即开始种植另一套。尽快去掉鹿角，可以消除沉重的负担，让个别公牛明年在车辙里生长。

但总体来说，与其他北美鹿种相比，麋鹿在几个月后就失去了鹿角，在3月的前两个月，它们的蜕皮交错进行，说明可能还有其他原因让鹿角保留一段时间。

梅茨说：“鹿角是性选择的产物，雄性在秋季短时间内争夺繁殖机会。“在这里，我们表明鹿角的进化也受到麋鹿环境中其他事物的影响，比如狼的捕食，次要功能也有助于塑造这种结构的特征，比如鹿角何时脱落。"

梅兹是黄石狼的长期研究员。他分析了黄石狼项目十多年的数据，这是一项记录狼与猎物互动的长期研究。

黄石国家公园的狼在冬天经常会杀死公牛和麋鹿，但梅斯和他的合作者发现，狼强烈反对杀死失去鹿角的人——尽管它们通常比仍然有架子的公牛状态更好。结果表明，鹿角确实是麋鹿的重要捕食威慑物——这是一种辅助功能，可以帮助解释温带气候下不同物种之间鹿角保留时间的变化。

梅茨说：“这些先失去鹿角的男人更容易被狼杀死，尽管他们的营养状况更好。“状态最好的人，为了在下一季得到更大的鹿角，最先放弃自己的鹿角，从而达到最大的繁殖成功。狼主要针对非常年轻、年老或贫穷的人的营养状况，这使他们容易受到伤害。在这里，我们发现了一个新的意想不到的弱点——早期鹿角脱落。

这项研究强调了进化的第22条军规：武器的好处和代价。早年放弃鹿角的公牛，来年可能会长出更大的鹿角，赢得更多的奶牛，但它们成为晚餐的风险也更大。

对于年轻的公牛来说，这种风险太高了，它们即将到来的发情期不太可能成功。这些雄性是最后铸造鹿角的。

梅茨拥有密歇根大学野生动物生物学学士学位，自2002年以来一直在黄石国家公园研究捕食者-猎物动力学。

他说：“这项研究最早是我在21世纪初作为黄石狼项目季节性现场技术员观察得出的。“我们通常在三月底看到鹿角铸造。但2004-05年的冬天很温和，公牛队更早地掉了鹿角。”

一天，他和另一名研究人员发现了一头被狼杀死的麋鹿。

梅斯说：“我们走进去，它是三月初的无蚁雄鸟。”“我们没见过没有鹿角的活牛和麋鹿。我们想，‘这有点意思。’我们才刚刚开始注意到这种关系。我们会观察到，狼会遇到公麋鹿，它们似乎会把注意力集中在那些脱了鹿角的人身上。用了13年的数据才真正验证了这个想法。"

在这个过程中，梅茨吸引了其他合著者，包括密歇根大学教授赫布莱怀特和埃姆伦。

“对我来说，这个项目最酷的事情之一是它是如何开始的，”密歇根西弗兰克林业和保护学院野生动物生物学教授Hebblewhite说，他专门研究大型哺乳动物捕食系统。“它始于马特只是观察，注意到大自然中的一些东西，然后偷偷摸摸地进入其中十年，找出原因。这是科学过程的核心。”

赫布莱怀特研究狼及其猎物已经有四分之一世纪了，但这是他第一次停下来思考是什么让鹿角变成鹿角。“很多时候，我们研究自然的原因是为了控制或管理它，让它为我们做点什么，”他说。ldquo

;这是一个奇迹最好的案例。”

Emlen是一位进化生物学家，也是生物科学部的教授。他说，该项目最有趣的是合作的性质，这种合作跨越了各个部门和学科。

“马特是一位狼生物学家。而Hebblewhite是一名麋鹿生物学家，但他并不专注于鹿角，”Emlen说。“我研究犀牛甲虫，我研究动物武器 - 甲虫角。我大部分时间都在思考为什么武器如此之大。对鹿角工作是一次爆炸，因为那些是巨大的武器。它是狂野的研究武器的甲虫生物学家可以与麋鹿和狼生物学家合作，为这个故事添加了一个有趣的转折。“

该研究的部分资金来自国家科学基金会的环境生物学长期研究计划，该计划旨在帮助维持持续10年或更长时间的研究项目。

“这是对复杂行为的一种非常复杂的看法，”NSF项目主管Kendra McLauchlan说。“由于经过13年的仔细观察，他们能够做出这一发现。有时候观察这些长期记录非常重要。”