两栖动物是全球生物多样性的重要组成部分，其繁殖策略和适应机制直接关系到种群的长期生存力与生态系统的稳定性。两性异形（SSD, sexual size dimorphism）和操作性性比（OSR, operational sex ratio）是理解动物性选择与繁殖策略的核心参数。SSD体现了雌雄在体型上的差异，是性选择和繁殖投资的直接结果；OSR衡量了繁殖时刻中可交配雄性与雌性的比例，是交配竞争强度的核心指标。SSD与OSR的相互作用不仅影响种群的繁殖效率与性选择格局，也决定了物种在环境变动下的适应力和长期生存潜力。缺乏这方面的实证研究，会导致对两性异形演化机制的理解停留在理论推测层面，难以预测未来生态变化对物种的影响，从而为两栖动物的保护与管理提供科学支撑。

近日，西华师范大学西南野生动植物资源保护重点实验室联合国内外合作团队，基于对中国101种无尾两栖类的系统研究，首次在大尺度上发现了SSD与OSR的呈显著性正相关，支持“交配机会假说”。这一发现为理解两栖类两性异形演化机制和环境适应策略提供了坚实证据。研究论文以“Positive association between female-biased sexual size dimorphism and male-skewed operational sex ratio ina nurans”为题，发表于生态学知名期刊《American Naturalist》，见https://doi.org/10.1086/738328。

两性异形（SSD）指同一物种中雌性和雄性在体型上的差异。蛙类中常见的情况是雌性体型大于雄性，因为更大的体型通常意味着更强的繁殖力（可产下更多卵）；而在一些雄性竞争激烈的物种中，雄性可能更大，以在争夺配偶时占优势。操作性性比（OSR）指在繁殖季节，繁殖场所中可交配雄性与可受精雌性的比例。与总体种群性别比（ASR）不同，OSR更直接反映了实际的繁殖竞争压力：即当雄性远多于雌性（雄偏OSR）时，雄性竞争加剧；当雌性更多时（雌偏OSR），雌性间可能出现竞争，或雄性在配偶选择上更挑剔。SSD与OSR是一对“因果链”：OSR决定了交配竞争的强度，而SSD体现了这种长期选择压力的进化结果。长期以来，科学界提出了两种假说解释SSD与OSR的关系：交配竞争假说：雄偏OSR会加剧雄性竞争，推动雄性体型增大，形成雄性偏SSD；交配机会假说：雄偏OSR下，雄性更专注争取交配机会而减少育幼投入，从而推动雌性体型增大，形成雌性偏SSD（图1）。

图1总结了以往研究中SSD与OSR的理论关联路径

研究团队在2010–2023年间，于中国南方和西部58个采样点开展野外调查，对101种蛙类的体型、性别比例及繁殖系统进行了系统记录，并结合系统发育比较方法进行大尺度分析。分析结果显示雌性偏SSD随雄偏OSR的增加而显著增强；这种关系在单配制物种中最为明显，而在多雄配偶制物种中相对减弱（图2）。

图2  两栖动物SSD与OSR的关系

进一步的路径分析揭示了影响SSD与OSR的多因素网络：温度季节性变异对SSD与OSR均有负效应，繁殖窗口越窄，性二态性与性别比例的偏倚程度越低；捕食压力显著削弱雄偏OSR，可能因雄性在鸣叫或守候过程中更易遭捕食；繁殖系统不仅直接影响SSD，也通过调节OSR间接作用（图3）。

图3 路径分析揭示了SSD与OSR关系背后的复杂因果网络

研究首次在大尺度系统上验证了SSD与OSR的正向关系，为“交配机会假说”提供了有力支持。研究不仅解决了长期存在的理论争论，也揭示了生态因子和繁殖系统如何共同塑造性二态性的进化路径。西华师范大学生命科学学院本科生袁雨涵为论文的第一作者，北京林业大学博士研究生蒋莹和西华师范大学廖文波研究员为共同通讯作者。西华师范大学生命科学学院本科生邹雨伶，伍一鸣博士，长江大学生命科学学院李少斌教授和云南大学生物多样性研究员孙艳波研究员以及苏黎世大学Stefan Lüpold教授参与了该工作。本研究得到国家自然科学基金项目（32370456)，云南省基础研究计划项目（202401BC070011）和四川省自然科学基金重点项目（2022NSFSC0011）的共同资助。