美国北卡罗来纳大学教堂山分校的进化生物学家卡琳·芬尼格(Karin Pfennig)与行为生态学家凯瑟琳·陈(Catherine Chen)经过多年研究发现,为了让后代更健康、生存能力更强大,美国草原黑头蟾蜍中的雌性会主动选择与不同物种中的雄性杂交。

这与传统观点形成了鲜明对比,传统观点认为跨物种杂交会影响后代的适应能力和生存能力,甚至产生更少的后代。比如马与驴杂交产生的骡子,它们通常会丧失繁殖能力。

但芬尼格和凯瑟琳·陈发现,在遭遇生存压力时,雌性草原黑头蟾蜍中的会主动选择与雄性墨西哥黑头蟾蜍杂交,以生出更健康的后代。这些跨种族后代可能比其同类发育得更快,从而增强生存能力。特别是当这些蟾蜍栖息在沙漠浅水池塘时,在蝌蚪成熟之前就可能干涸。

凯瑟琳·陈指出,从历史上看,约有25%的植物和10%的动物物种杂交,而且通常都是雄性发起的,但基因组技术的进步显示物种之间的杂交比之前想象的更普遍。至少有些物种可能会杂交,并产生适应性更强的后代。

芬尼格和凯瑟琳·陈对20多对雌性美国草原黑头蟾蜍与雄性墨西哥黑头蟾蜍进行杂交后发现,雌性的体型可以很好地预测后代的健康状况,但雄性叫声和后代的适应性之间的关联似乎更强。

研究显示,那些“脉动率”更低的雄性会生出更大、更重、发育更快的杂交后代。研究人员利用“脉动率”遗传优势,想要找出求偶的声音是如何影响雌性选择配偶的。因此,他们为雌性草原黑头蟾蜍提供了不同脉动率的求偶叫声。

研究人员将这些雌性蟾蜍置于不同的环境中(浅水和深水),以观察环境如何影响它们的选择。水的深浅是雌性选择的决定性因素,浅水区的雌性蟾蜍更喜欢脉动率较低的雄性蟾蜍。但那些在深水区的蟾蜍似乎并不介意。