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携带休眠卵的水蚤。
为什么食肉动物有时会产下休眠的卵？这些卵生命力虽然很强，但需要很长时间才能孵化，且繁殖成本较高。传统的认识是这些卵有助于种群在严酷的环境条件下生存。然而，这并不能解释为什么非季节性生境条件下也会有休眠卵。
通过与国立卫生研究院的高级研究员Eugene V. Koonin博士合作，新加坡科技设计大学助理教授Kang Hao Cheong领导的研究小组发现了另一种解释：休眠是对过度捕食的自然响应。在非季节性生境，被捕食者会大量繁殖。这使得它们的捕食者的种群数量也迅速增加，最终导致过度消耗。随着藻类数量的锐减，大量浮游动物面临食物匮乏的困境，进而因饥饿而死亡。
正是在食物短缺的这段时期，休眠才有了意义。如果浮游动物提前产下生命力强的、缓慢孵化的休眠卵，那么这些卵很可能在食物数量恢复后才孵化，使它们得以生存和繁殖。另一方面，如果浮游动物只产下正常卵的话，这些卵很可能在饥荒期中孵化，对浮游动物的种群恢复没有多大帮助。
在提出这种解释的过程中，研究人员受到帕隆多悖论现象的启发。该悖论指出，在一对失败的策略之间交替转变是可能的：比如在一次赌博中输掉，但最终还是会胜出。研究人员意识到，在食物充足时，休眠似乎也面临同样的悖论。
“当竞争对手通过产正常卵来节省能量时，你为什么还要花费额外的能量来产休眠卵呢?”竞争对手产下的卵能够快速孵化、发育为成体，为什么你要投资那些需要更长的时间孵化的卵呢？这就是我们需要解释的。”主要作者Zhi-Xuan Tan说：“就像帕隆多悖论一样，我们有两种失败的策略：一种是产下休眠的卵，另一种是维持休眠卵状态而不孵化。”
正如研究人员所发现的，在这两种失败的策略之间进行转换，可以确保动物在过度捕食造成的食物短缺中生存下来。
这项研究的意义可能不仅仅是解释食肉动物为什么会产休眠卵。“帕隆多悖论的第一个应用实际上是解释一个生物学过程：我们肌肉中的分子马达如何产生持续的定向运动。”助理教授Kang Hao Cheong说，“我们认为，帕隆多悖论与生物学的关联可能远不止此。”例如，研究人员认为，帕隆多悖论也可以解释为什么细菌感染的病毒经常在休眠的溶原阶段(病毒将其DNA整合到细菌基因组中)和活跃的传染性溶原阶段(杀死细菌)之间交替。
“我们甚至可以进一步解释多细胞生物的进化。”Cheong说，“当欺骗和利用其它细胞通常可以产生更好的结果时，单细胞生物是如何开始充分合作形成多细胞生物的？在这种情况下，合作是一种失败的策略，我们猜测或许有一天，帕隆多悖论会给出一些答案。”
科界原创
编译：灯丝
审稿：alone
责编：雷鑫宇
期刊来源：《尖端科学》
期刊编号：2198-3844
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-02/suot-tpo021420.php
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