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在世界各地，许多鸟类为了避免为人父母的成本，在其他物种的巢中产卵。这种被称为“产卵寄生”的生活方式有很多优点，但也带来了挑战，比如如何说服其他物种接受外来的卵。许多幼虫寄生物通过模仿寄主卵的颜色和图案来达到这一目的，但也有一些利用了几种不同寄主的照顾，这些寄主的卵看起来都不一样。

那么，一种育雏寄生鸟类如何能同时模仿几种不同鸟类的卵来诱骗它们抚养它们的后代呢?这些寄生的伪造者是如何将这种能力传递给它们的后代的，尽管它们在不同的宿主饲养的鸟类之间进行了杂交?

这些问题已经困扰了科学家们一个多世纪。现在，由剑桥大学动物学系和开普敦大学菲茨帕特里克非洲鸟类研究所的Claire Spottiswoode教授领导的一个国际团队取得了重大突破，他们的发现可能对鸡蛋伪造者来说是个坏消息。

这项研究发表在今天的《美国国家科学院院刊》(pNAS)上，重点研究了杜鹃雀(cuckoo finch)拟态卵细胞的遗传学。杜鹃雀是一种采用产卵寄生的生活方式，并利用了非洲许多种类的莺。研究表明，雌性杜鹃雀通过雌性特有的W染色体(类似于人类特有的Y染色体)从母亲那里继承了模仿宿主卵子外观的能力。

这种“母性遗传”使杜鹃雀能够避免从不同宿主抚养的父亲那里继承错误的模仿基因的风险，因此使得不同的母杜鹃雀谱系能够进化出几种不同宿主物种的专门的卵形模仿。这种模仿行为欺骗了宿主父母，让她们接受寄生蛋，而不是把它扔出巢外，这对这些非洲鸟类的成功至关重要。

但研究人员认为，这种长期存在的母性遗传的“基因结构”可能会反过来困扰杜鹃雀。Spottiswoode博士说:“在这种特殊的物种间共同进化的军备竞赛中，自然选择创造了一把双刃剑。

“虽然母性遗传让杜鹃雀能够利用多种宿主物种，但随着它们的宿主进化出新的防御机制，它们进化出反适应能力的速度可能会放缓。特别是寄生蛋面临着一项艰巨的挑战，因为一些寄主物种反过来进化出了惊人的鸡蛋颜色和图案‘签名’多样性，这有助于寄主将自己的蛋与模仿寄生虫的蛋区分开来。”

现场数据是在赞比亚南部的一个研究地点收集的，合作者包括剑桥大学的Wenfei Tong博士和Gabriel Jamie博士，以及来自赞比亚周边社区的Ailsa Green、Silky Hamama、Ian Taylor和Collins Moya。这一地区的杜鹃雀会欺骗四种不同种类的草莺，以达到毁灭性的效果:如果寄主父母不能发现并取出寄生在它们巢中的蛋，那么幼杜鹃雀通常会与寄主自己的幼鸟竞争，后者很快就会饿死。

该团队从属于四种草莺物种的141个巢中收集了196只杜鹃雀的DNA样本，并通过对它们的基因组的数千个短片段进行测序，研究了大多数杜鹃雀。

在对伪造者的反击中，草莺已经成为熟练的质量控制者，拒绝与自己颜色和图案不同的蛋，所有这四个物种都进化出了在自己的蛋上沉积独特“特征”的能力，以增强对入侵者的探测能力。例如，Tawny-flanked prinias产卵时，会在蓝色、白色、红色或橄榄绿的背景上覆盖各种图案。

杜鹃雀的反应不仅是进化出对几种寄主物种卵的模仿，而且还进一步多样化，模仿至少一些在每种寄主物种中不同雌性物种的卵中看到的特征样变异。该团队确定了这两种能力都是通过母体遗传传递的，最终验证了鸟类学家在1933年首次提出的假设，他们思考了欧洲常见的杜鹃是如何类似地能够模仿几种不同宿主的卵的。

伪造者面临不确定的未来?

研究人员认为，杜鹃雀现在面临着一场艰苦的斗争，因为它们无法重组由各自家族进化而来的不同伪造特征。例如，两种不同血统的杜鹃母亲都进化出了背景为蓝色或红色的卵，这是对它们的Tawny-flanked prinias宿主的相似多样性的进化反应，但是，没有证据表明它们能够精确地制造出产生橄榄绿卵所需的色素混合物，而一些寄主雌性可以产生这种卵。

在之前的一项研究中，Spottiswoode教授发现，越来越多的Tawny-flanked prinias所产的蛋是橄榄绿的，这表明这是一种加速进化反击的一部分。正如预期的那样，研究小组发现，这些宿主鸟通过一种不同的遗传过程(双亲遗传)将它们的反欺诈“蛋签名”能力传递给杜鹃雀。

Spottiswoode说:“杜鹃失去了一个强大的进化新颖性来源，这可能会在这场正在进行的军备竞赛中代价高昂。它们遗传的模仿宿主卵的能力有一个缺点，可能会使草莺的防御更有效，并限制了寄生蛋的反应能力。

“我们可能会看到无法伪造的卵标记的出现，这可能会迫使杜鹃雀转向其他更容易模仿的寄主物种。或者，寄生鸟类可能会越来越依赖年轻的宿主个体，这些宿主还没有学会自己的特征，不善于发现不匹配的蛋。”

该研究认为，至少在200万年前，“来自宿主防御的选择促使杜鹃雀将卵外观的控制权转移到母体遗传的基因组中”。

Claire N. Spottiswoode, Wenfei Tong, Gabriel A. Jamie, Katherine F. Stryjewski, Jeffrey M. DaCosta, Evan R. Kuras, Ailsa Green, Silky Hamama, Ian G. Taylor, Collins Moya, and Michael D. Sorenson. Genetic architecture facilitates then constrains adaptation in a host–parasite coevolutionary arms race. pNAS, April 11, 2022