上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类课程号：B引906 班级号：F1301004 姓名：胡青青学号：5130109080专业： 土木 阅读与理解 题目编号 得分 号 阅读文章名称 1 A new hominin foot from Ethiopia shows multiple Pliocene bipedal adaptations 2 Additive threats from pathogens,climate and land-use change for global amphibian diversity 3 Causes,consequences and ethics 4 Changing Arctic Ocean freshwater pathways 5 Clonal evolution in relapsed acute myeloid leukaemia revealed by whole-genome sequencing 6 Comparing the yields of organic and conventional agriculture 7 Consequences of changing 8 Ecology drives a global network of gene exchange connecting the human microbiome 9 Emerging fungal threats to animal,plant and ecosystem health 1 Evolution of increased complexity in a molecular machine 0 1 Genetic contribution to stability and change in intelligence from childhood to old age 1 1 2 Getting the measure of biodiversity 1 Global patterns in biodiversity 3 1 g Global warming preceded by increasing carbon dioxide concentrations during the last deglaciation 1 Insights into hominid evolution from the gorilla genome sequence Prediction mutation outcome from early stochastic variation in genetic interaction partners 6 1 Rapid evolutionary divergence and ecotypic diversification of germination behavior in weedy rice 7 populations 1 Recent contribution of glaciers and ice caps to sea level rise 8 Regeneration of whole fertile plants from 30000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称： 生物技术与人类 课程号： BI 906 班级号： F1301004 姓名： 胡青青 学号： 5130109080 专业： 土木 阅读与理解 题目编号 得分 序 号 阅读文章名称 1 A new hominin foot from Ethiopia shows multiple Pliocene bipedal adaptations 2 Additive threats from pathogens, climate and land-use change for global amphibian diversity 3 Causes, consequences and ethics 4 Changing Arctic Ocean freshwater pathways 5 Clonal evolution in relapsed acute myeloid leukaemia revealed by whole-genome sequencing 6 Comparing the yields of organic and conventional agriculture 7 Consequences of changing 8 Ecology drives a global network of gene exchange connecting the human microbiome 9 Emerging fungal threats to animal,plant and ecosystem health 1 0 Evolution of increased complexity in a molecular machine 1 1 Genetic contribution to stability and change in intelligence from childhood to old age 1 2 Getting the measure of biodiversity 1 3 Global patterns in biodiversity 1 4 Global warming preceded by increasing carbon dioxide concentrations during the last deglaciation 1 5 Insights into hominid evolution from the gorilla genome sequence 1 6 Prediction mutation outcome from early stochastic variation in genetic interaction partners 1 7 Rapid evolutionary divergence and ecotypic diversification of germination behavior in weedy rice populations 1 8 Recent contribution of glaciers and ice caps to sea level rise 1 Regeneration of whole fertile plants from 30000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost
9 2 0 Reversal of cocaine-evoked synaptic potentiation resets drug-induced adaptive behaviour 2 1 Stability and complexity in model ecosystems 2 2 Stability criteria for complex ecosystems 2 3 Systematic conservation planning 2 The diversity-stability debate 4 2 5 The Medicago genome provides insight into the evolution of rhizobial symbioses 2 6 Twenty-first-century warming of a large Antarctic ice-shelf cavity by a redirected coastal current 2 Will a Large Complex System be Stable Sex-specific demography and generalization of the Trivers-Willard theory Susanne Schindler,Jean-Michel Gaillard,Andre Gruning,Peter Neuhaus,Lochran W. Traill,Shripad Tuljapurkar&Tim Coulson NATURE14968,249-252|08OCT20151 Nature526,249-252(080 ctober2015)Idoi:10.1038/nature14968 母亲状况与后代性别比例 胡青青
9 2 0 Reversal of cocaine-evoked synaptic potentiation resets drug-induced adaptive behaviour 2 1 Stability and complexity in model ecosystems 2 2 Stability criteria for complex ecosystems 2 3 Systematic conservation planning 2 4 The diversity–stability debate 2 5 The Medicago genome provides insight into the evolution of rhizobial symbioses 2 6 Twenty-first-century warming of a large Antarctic ice-shelf cavity by a redirected coastal current 2 7 Will a Large Complex System be Stable Sex‐specific demography and generalization of the Trivers–Willard theory Susanne Schindler,Jean‐Michel Gaillard,André Grüning,Peter Neuhaus,Lochran W. Traill, Shripad Tuljapurkar& Tim Coulson NATURE 14968，249-252| 08 OCT2015| Nature526, 249–252 (08 October 2015) I doi:10.1038/nature14968 母亲状况与后代性别比例 胡青青
船舶海洋与建筑工程学院200240 前言 1973年，Robert Trivers和Dan Willard发表了一篇关于生命史策略的有影响的论文， 在其中他们预测，身体状况比较好的母亲所生儿子会比较多，而身体状况比较差 的母亲所生女儿会比较多。虽然这一理论被以各种方式进行了延伸和改进，但它 却几乎没有得到经验支持。在这篇论文中，Susanne Schindler等人显示，这可能 是因为以前的研究没有将该理论针对的一雄多雌的、二态性的物种典型的雄性较 高的死亡率考虑进去。他们对原始理论进行了延伸，以捋两性之间在死亡率、年 龄特定性生殖策略和生命史策略上的差别考虑进去，发现根据母亲状况与后代性 别比例之间的关联性这一个因素还不足以得出母亲从适应角度会调整后代性别比 例的结论。 一、背景知识 进化生物学在子代性别偏好上提出的第一个理论，是特里弗斯一威拉德假说， 它是在1973年由生物学家罗伯特·特里弗斯（RobertTrivers)和计算机科学家丹· 威拉德(Dan Willard)在既缺乏经验证据也不清楚微观机制的情况下，完全从特里 弗斯的亲代投资理论推导出来的。该假说认为，在父母能够帮助子女增进繁殖机 会的条件下，那些资源条件优厚的父母，将偏爱雄性后代（TW effect)。理论依 据是缺乏的，但有很多经验证据支持这一假说，人类学家威廉·艾恩斯（Wiam Irons)在研究了土库曼约穆特(Yomut)部的婚育资料后发现，土库曼各部流行一 种基于部落等级的嫁娶模式，女性要么嫁给本部落男性，要么嫁往更高等级部落。 而在所研究时段，约穆特部处于该体系顶端，只有外娶没有外嫁，部分富裕男性 娶多妻，导致男性的总和生育数（10.6)比女性（7.74)多出2.86，结果该部的性 别比远远偏离正常水平。然而这些证据都不足以使这一理论完善或者更具有说服 力，于是文章的作者利用IPM(integral projection models)来探索特里弗斯一一威 拉德效应（即TW效应）的正确性，通过调整男女在人口中的比率，男女死亡率和 男女体重来证明。结论是，当评估一个特定条件下母亲是否产生男性或女性的后 代时需要考虑其整个生活史：和个别差异在生活史特征，尤其是在第一次繁殖的年龄， 这可以影响男性和女性的后代的RV(reproductive value)。所以这TW效应 (Trivers-Willard effect)不是完全正确的
船舶海洋与建筑工程学院 200240 前言 1973 年，Robert Trivers 和 Dan Willard 发表了一篇关于生命史策略的有影响的论文， 在其中他们预测，身体状况比较好的母亲所生儿子会比较多，而身体状况比较差 的母亲所生女儿会比较多。虽然这一理论被以各种方式进行了延伸和改进，但它 却几乎没有得到经验支持。在这篇论文中，Susanne Schindler 等人显示，这可能 是因为以前的研究没有将该理论针对的一雄多雌的、二态性的物种典型的雄性较 高的死亡率考虑进去。他们对原始理论进行了延伸，以将两性之间在死亡率、年 龄特定性生殖策略和生命史策略上的差别考虑进去，发现根据母亲状况与后代性 别比例之间的关联性这一个因素还不足以得出母亲从适应角度会调整后代性别比 例的结论。 一、背景知识 进化生物学在子代性别偏好上提出的第一个理论，是特里弗斯－威拉德假说， 它是在 1973 年由生物学家罗伯特•特里弗斯（RobertTrivers）和计算机科学家丹• 威拉德（Dan Willard）在既缺乏经验证据也不清楚微观机制的情况下，完全从特里 弗斯的亲代投资理论推导出来的。该假说认为，在父母能够帮助子女增进繁殖机 会的条件下，那些资源条件优厚的父母，将偏爱雄性后代（TW effect）。理论依 据是缺乏的，但有很多经验证据支持这一假说，人类学家威廉•艾恩斯（William Irons）在研究了土库曼约穆特（Yomut）部的婚育资料后发现，土库曼各部流行一 种基于部落等级的嫁娶模式，女性要么嫁给本部落男性，要么嫁往更高等级部落。 而在所研究时段，约穆特部处于该体系顶端，只有外娶没有外嫁，部分富裕男性 娶多妻，导致男性的总和生育数（10.6）比女性（7.74）多出 2.86，结果该部的性 别比远远偏离正常水平。然而这些证据都不足以使这一理论完善或者更具有说服 力，于是文章的作者利用 IPM（integral projection models）来探索特里弗斯——威 拉德效应（即 TW 效应）的正确性，通过调整男女在人口中的比率，男女死亡率和 男女体重来证明。结论是，当评估一个特定条件下母亲是否产生男性或女性的后 代时需要考虑其整个生活史;和个别差异在生活史特征,尤其是在第一次繁殖的年龄, 这可以影响男性和女性的后代的 RV（reproductive value ）。所以这 TW 效应 （Trivers –Willard effect)不是完全正确的
二、文章亮点 亮点1：这篇文章《母亲状况与后代性别比例》在NATURE杂志本身就是近期十大 亮点文章中的一篇，它的题目就足以吸引人去了解背后的事实真相。就我搜索到 的少之又少的资料也可以看出这个课题研究的人很少，国内几乎没有什么相关的 文章，就其研究的领域而言，也是一大创新。也算是给1973年提出的TW效应一 个具有说服力的论证。 亮点2：文章从一开始详细阐述了特里弗斯-威拉德理论的内容，并且指出该理论 的疏漏之处一一只考虑了单胎和后代无交叠的物种。由此带来的理论和经验的落 差引起了人们的争议，原因大致可归为：一，女性决定后代的性别从生理上说是 不可能的，二，试验和现实发生的系统是不完全一致的，三，数据质量不高。接 着引入Leimar一篇著名论文上的观点，适宜的实验条件要求男女V的对照而不 是生产成功率的对照，生产成功测量的是后代的数量，而V描述的是未来人口的 结构。有了这些参数之后，作者开始了自己的3个实验。第一个（如图)，蓝色 代表男性RV,红色代表女性RV,X轴代表孕妇的状况，y值代表RV,图a是正常 的TW效应，状况好的母亲有更高的男性RV,状况差的母亲有更高的女性RV,人 口参数的改变引起TW效应加强（图b),TW效应的减弱（图C)甚至逆TW效应（图 d)V的改变又分为U型（图e)和N型（图f)，总之，实验允许评估性别差异在 生活史策略上的改变模式，因此人口的性别差异影响了对给定条件的孕妇后代性 别比例的选择
二、文章亮点 亮点 1：这篇文章《母亲状况与后代性别比例》在 NATURE 杂志本身就是近期十大 亮点文章中的一篇，它的题目就足以吸引人去了解背后的事实真相。就我搜索到 的少之又少的资料也可以看出这个课题研究的人很少，国内几乎没有什么相关的 文章，就其研究的领域而言，也是一大创新。也算是给 1973 年提出的 TW 效应一 个具有说服力的论证。 亮点 2：文章从一开始详细阐述了特里弗斯-威拉德理论的内容，并且指出该理论 的疏漏之处——只考虑了单胎和后代无交叠的物种。由此带来的理论和经验的落 差引起了人们的争议，原因大致可归为：一，女性决定后代的性别从生理上说是 不可能的，二，试验和现实发生的系统是不完全一致的，三，数据质量不高。接 着引入 Leimar 一篇著名论文上的观点，适宜的实验条件要求男女 RV 的对照而不 是生产成功率的对照，生产成功测量的是后代的数量，而 RV 描述的是未来人口的 结构。有了这些参数之后，作者开始了自己的 3 个实验。第一个（如图），蓝色 代表男性 RV，红色代表女性 RV，X 轴代表孕妇的状况，y 值代表 RV，图 a 是正常 的 TW 效应，状况好的母亲有更高的男性 RV，状况差的母亲有更高的女性 RV，人 口参数的改变引起 TW 效应加强（图 b),TW 效应的减弱（图 C）甚至逆 TW 效应（图 d)RV 的改变又分为 U 型（图 e)和 N 型（图 f），总之，实验允许评估性别差异在 生活史策略上的改变模式，因此人口的性别差异影响了对给定条件的孕妇后代性 别比例的选择
a b TW effect(type 1) Strengthened TW Poor Good Poor Good d Weakened TW Reversed TW(type 2) 金 Poor Good Poor Good e TW type 3 TW type 4 Poor Good Poor Good Matemal condition
第二个是发表过的哥伦比亚松鼠实验，可以证明通过改变生育女性的平均年龄， 随着女性平均年龄的增长，逆特里弗斯-威拉德效应降低直至消失，如果增加女性 死亡率，人口增长率低于1，女性V早期的繁殖优势消失，女性可以通过生男性 获得V的增长，这是逆特里弗斯-威拉德效应就变成了特里弗斯-威拉德效应。第 三个是大角羊实验，和哥伦比亚松鼠实验有相似也有差异，总之，当评估一个特 定条件下母亲是否产生男性或女性的后代时需要考虑其整个生活史：和个别差异在 生活史特征，尤其是在第一次繁殖的年龄，这可以影响男性和女性的后代的V。这三 个实验从实验对象，不同参数的改变（男女死亡率，人口结构等环境因素）来从各个 角度去阐述母亲状况与后代性别的相关性，毫无疑问，这里面的复杂性是变化多 端的，实验的亮点就在于考虑了完善准确的实验变量进行对比，足够证明特里弗 斯威拉德效应是不完全正确的。 亮点三：实验的最后是强大的理论支持，文章列出了与实验等幅的公式计算，已 经超出了我的理解范围，感兴趣的话可以阅读一下原文。但是还是足以慨叹其严 谨性！这个解答是完美而又无懈可击的，才能令所有质疑的人信服！ 三、读后感 事实上觉得自己在理解和阐释上可能做得不是很好，毕竟在知网或者搜索引擎 里面都几乎没有搜到相关的文章，英文的理解多少会有一些偏差，但是还是希望 以完整的形式呈现出来。 特别想把这篇文章的实验都详细写下来，还有很多数据处理后的图片，可以看 到每一步都是有理有据，先破后立。而其实女性在子代偏好的问题上更多是环境 基因选择的结果，也不是人的意愿可以改变，只是说这里面有一种微妙的趋势。 就像说男性更偏好女孩，因为男性传给女儿的是X染色体，传给儿子的是Y,而Y 染色体比X短很多，儿子携带的来自父亲的遗传物质比女儿少4%（按碱基对算) 或3.2%（按基因数算），所以生女儿更合算；不过还没有经验证据说明这种偏向 确实存在，也不无一定道理，希望有一天又能看到一篇专业的文章告诉我们真相 究竟是怎样的。有时候我们提出一个看似无厘头的问题，解决起来又是相当复杂 感觉无从下手，可总有人能想到一个尽可能接近实际的模型，进行繁复而又庞大 的计算，告诉我们结果是什么，即使这结果是这个不完全对，但也不是毫无道理 这种似乎想想就能得到的答案，可是背后的理论支持是科学研究的成果，比我们 的随便想想却能在科学前沿立足一席之地
第二个是发表过的哥伦比亚松鼠实验，可以证明通过改变生育女性的平均年龄， 随着女性平均年龄的增长，逆特里弗斯-威拉德效应降低直至消失，如果增加女性 死亡率，人口增长率低于 1，女性 RV 早期的繁殖优势消失，女性可以通过生男性 获得 RV 的增长，这是逆特里弗斯-威拉德效应就变成了特里弗斯-威拉德效应。第 三个是大角羊实验，和哥伦比亚松鼠实验有相似也有差异，总之，当评估一个特 定条件下母亲是否产生男性或女性的后代时需要考虑其整个生活史;和个别差异在 生活史特征,尤其是在第一次繁殖的年龄,这可以影响男性和女性的后代的 RV。这三 个实验从实验对象，不同参数的改变(男女死亡率,人口结构等环境因素）来从各个 角度去阐述母亲状况与后代性别的相关性，毫无疑问，这里面的复杂性是变化多 端的，实验的亮点就在于考虑了完善准确的实验变量进行对比，足够证明特里弗 斯-威拉德效应是不完全正确的。 亮点三：实验的最后是强大的理论支持，文章列出了与实验等幅的公式计算，已 经超出了我的理解范围，感兴趣的话可以阅读一下原文。但是还是足以慨叹其严 谨性！这个解答是完美而又无懈可击的，才能令所有质疑的人信服！ 三、读后感 事实上觉得自己在理解和阐释上可能做得不是很好，毕竟在知网或者搜索引擎 里面都几乎没有搜到相关的文章，英文的理解多少会有一些偏差，但是还是希望 以完整的形式呈现出来。 特别想把这篇文章的实验都详细写下来，还有很多数据处理后的图片，可以看 到每一步都是有理有据，先破后立。而其实女性在子代偏好的问题上更多是环境 基因选择的结果，也不是人的意愿可以改变，只是说这里面有一种微妙的趋势。 就像说男性更偏好女孩，因为男性传给女儿的是 X 染色体，传给儿子的是 Y，而 Y 染色体比 X 短很多，儿子携带的来自父亲的遗传物质比女儿少 4%（按碱基对算） 或 3.2%（按基因数算），所以生女儿更合算；不过还没有经验证据说明这种偏向 确实存在，也不无一定道理，希望有一天又能看到一篇专业的文章告诉我们真相 究竟是怎样的。有时候我们提出一个看似无厘头的问题，解决起来又是相当复杂 感觉无从下手，可总有人能想到一个尽可能接近实际的模型，进行繁复而又庞大 的计算，告诉我们结果是什么，即使这结果是这个不完全对，但也不是毫无道理 这种似乎想想就能得到的答案，可是背后的理论支持是科学研究的成果，比我们 的随便想想却能在科学前沿立足一席之地
参考文献 1.Trivers,R.L.Willard,D.E.Natural selection of parental ability to vary the sex ratio of offspring.Science 179,90-92(1973) 2.Hewison,A.J.M.Gaillard,J.M.Successful sons or advantaged daughters?The Trivers-Willard model and sex-biased maternal investment in ungulates.Trends Ecol.Evol.14,229-234(1999) 3.Sheldon,B.C.West,S.A.Maternal dominance,maternal condition,and offspring sex ratio in ungulate mammals.Am.Nat.163,40-54 (2004) 4.Clutton-Brock,T.H.Isvaran,K.Sex differences in ageing in natural populations of vertebrates.Proc.Biol.Sci.274,3097-3104(2007) 5.Williams,G.C.Question of adaptive sex-ratio in outcrossed vertebrates.Proc.Biol. Sci.205,567-580(1979) 6.《男女关系之五：生男还是生女》，大象公会，2015,07
参考文献 1.Trivers, R. L. & Willard, D. E. Natural selection of parental ability to vary the sex ratio of offspring. Science 179, 90–92 (1973) 2.Hewison, A. J. M. & Gaillard, J.‐M. Successful sons or advantaged daughters? The Trivers–Willard model and sex‐biased maternal investment in ungulates. Trends Ecol. Evol. 14, 229–234 (1999) 3.Sheldon, B. C. & West, S. A. Maternal dominance, maternal condition, and offspring sex ratio in ungulate mammals. Am. Nat. 163, 40–54 (2004) 4.Clutton‐Brock, T. H. & Isvaran, K. Sex differences in ageing in natural populations of vertebrates. Proc. Biol. Sci. 274, 3097–3104 (2007) 5.Williams, G. C. Question of adaptive sex‐ratio in outcrossed vertebrates. Proc. Biol. Sci. 205, 567–580 (1979) 6.《男女关系之五：生男还是生女》，大象公会，2015,07