【性别】 我们所发现的“狼群后代中的雌性在出生群内繁殖比例很高”这一现象,据我们所知此前尚未有文献记录。这个事实可能会推动黄石国家公园狼群中雄性偏向的扩散,以避免近亲繁殖;它也可能解释了为什么在预测扩散时,性别比繁殖者身份更有影响力。 尽管狼的性别偏向扩散率已在一些研究中被观察到(Ballard et al. 1987;Jimenez et al. 2017),但在若干种群中,两性扩散率是相等的(Gese and Mech 1991;Boyd and Pletscher 1999;Kojola et al. 2006;Sanz-Pérez et al. 2018),或者在不同年份之间表现出不一致的性别偏向(Peterson et al. 1984)。Ballard 等(1987)提出,在阿拉斯加中南部,致死性管理导致了雄性偏向的扩散;而 Peterson 等(1984)则指出,狼群较大的时期可能促进雄性扩散。 Jimenez 等(2017)报告称,1995—2008 年整个北落基山地区都存在雄性偏向的扩散,其中也包括我们所使用的黄石国家公园数据;不过,黄石样本在多大程度上推动了这种雄性偏向,并未被明确说明。Jimenez 等(2017)提到了黄石国家公园所具有的独特法律保护。黄石狼的死亡大多是自然死亡(Smith et al. 2010)。尽管仍有必要进一步研究人为致死与黄石狼扩散之间的关系,但黄石种群的其他特征很可能才是性别偏向扩散的主要驱动因素。
【繁殖者空缺】 尽管交配制度类型本身似乎不会影响扩散概率,但更多的狼会从存在繁殖者空缺的狼群中扩散出去,这可能是对狼群内部社会更替的一种反应。 在狼中,群成员因社会更替而发生扩散的案例已有记载,其原因被归因于狼群解体(Brainerd et al. 2008)以及剩余群成员所承受的压力增加(Molnar et al. 2015)。与灵长类和獴类不同,在后两者中,新近移入个体的攻击行为会导致从属个体扩散或被驱逐(Rood 1987;Pope 2000;Kappeler and Fichtel 2012);而在狼中,新繁殖者可能会因为需要维持从属个体以优化群体规模,而受益于保留这些从属成员(Kokko et al. 2001;Ausband et al. 2017),这反过来又可能提高狩猎成功(MacNulty et al. 2012;MacNulty et al. 2014)、繁殖成功(Stahler et al. 2013)以及领地防御能力(Cassidy et al. 2015)。从属狼可能会因自己与新繁殖者及其后续窝次之间关系动态的变化,而选择扩散;在这种情况下,扩散并不反映被新近移入者驱逐(Ausband et al. 2017)。 由于在野生狼群中收集群体动态数据非常困难,因此关于从属狼对繁殖者更替的行为反应分析非常少(Brainerd et al. 2008;Ausband et al. 2017)。在黄石国家公园,雄性的繁殖者更替率更高,这种更替可能促成雄性偏向的扩散。在我们的样本中,当面临雌性或雄性繁殖者空缺,或两者同时空缺时,按比例来看,更多雄狼发生了扩散(表6)。 相反,Ausband 等(2017)观察到,在他们研究的种群中,当雄性繁殖者被替换后,雌性从属个体比雄性更可能扩散。可能在该种群中,从属雌狼在雄性繁殖者更替后选择留下,是因为新的外繁殖机会出现了(Smith et al. 1997)。而在那种年轻雄狼几乎没有机会在出生群内繁殖的种群中,年轻雄狼可能会对任何繁殖者更替都以扩散作出反应,因为它们通过帮助后续窝次所能获得的包容适合度收益被削弱了。 在黄石国家公园,这种情形曾出现在 2015 年:当繁殖雄狼 925M 被杀死后,一支来自邻近狼群的雄狼联盟取代了他。925M 所在狼群中的一只 11月龄雄性幼崽(967M),在 929M 死亡后2周内发生扩散,但距离他的母亲 926F(她本人也是一只出生群繁殖者)开始与新雄狼接触,仅过了2天。(这些事件发生在同一个研究月内,因此在我们的分析框架中无法分开处理。)至少有 1只967M 的雌性同窝姐妹留在了 926F 和这些夺取领地的雄狼身边。在之后3年内,这只雌性与 926F 曾在同一狼群中同时繁殖,而这只女儿后来还继承了该领地。雄性 967M 则在 11月龄扩散后1年内死亡。 这个例子展现了:在一个复杂繁殖制度常见、且雄性繁殖者更替率较高的种群中,逐渐成熟的雄性和雌性所拥有的出生群内繁殖机会是不同的。年轻雌狼在不取代既有繁殖者的情况下获得繁殖地位,这在大多数狼种群中都很不寻常(Mech and Boitani 2003;Packard 2003)。这种现象在黄石国家公园出现,可能反映了猎物丰富以及大狼群在领地防御中具有优势,而这种优势又依赖于后代补充和/或成员增加(Kokko et al. 2001;Cassidy et al. 2015)。 按照我们的定义,繁殖者空缺并不能涵盖所有的社会更替,尤其无法很好地表示复杂交配制度狼群内部结构的变化。如方法部分所述,当某已知繁殖者消失,且群内没有同性交配者留下时,我们才会在对应的“狼-月”中赋值为繁殖者空缺。在这一框架下,一个一雄多雌制狼群如果在保留雄狼的情况下失去两只繁殖雌狼中的一只,就会被重新归类为单配制,而不是“存在雌性空缺”的狼群。这样的处理并不能完美反映该狼群社会结构的变化,也无法识别“繁殖者丧失是否与另一只群成员的扩散相对应”。 我们的繁殖者空缺变量,也可能无法捕捉到移民个体取代原繁殖者的情况,尤其当空缺发生在夏季或秋季时,因为那时社会动态最难被观察到。繁殖者空缺在 4月出生脉冲之后增加,而到 2月时减少(表7),这与可观察到的繁殖行为如交配和群内攻击相一致。夏秋季缺乏这些行为,使得研究者在冬季到来前很难识别新的繁殖者。因此,繁殖者空缺这一变量很可能对交配季之外出现的新繁殖者存在检出偏倚。在一年中的大多数时间里,这个参数只能表示“某个既有繁殖者的缺失”。 繁殖者空缺这一类别在纳入社会更替细节方面的局限,可能削弱了我们的分析识别“狼群结构扰动如何与扩散相连接”这一机制的能力。然而,这一变量与扩散增加之间的统计关系,仍然表明存在一种可能对狼的管理和保护具有重要意义的关联(Brainerd et al. 2008;Bassing et al. 2019)。如果未来能进一步评估这种关系,并纳入群成员任期长短、群内亲缘关系采样和/或攻击性指标,或许能够更深入地揭示:出生群社会更替如何影响狼的扩散与繁殖机制。
【狼群大小与组成】 尽管我们拥有足够的狼群大小数据,但这一变量与扩散并无显著关系。由于在大多数狼的一生中,我们都无法确定其所属狼群的具体组成,因此也无法将“狼群组成”这一变量纳入扩散模型。 我们所发现的“狼群大小与扩散无显著关系”,与其他狼种群中的研究结果不同;在那些种群中,扩散似乎通过缩小群体规模来缓解亲缘个体之间对有限资源的竞争(Messier 1985;Ballard et al. 1987;Peterson and Page 1988;Fuller 1989;Mech et al. 1998;Hayes and Harestad 2000)。 在我们的模型中,狼群大小之所以不显著,可能与检出偏倚、参数测量方式或种群内狼群大小的高变异性有关。 狼群大小的检出偏倚,源于研究者倾向于通过给那些最有潜力进行长期定位采样的个体佩戴项圈,来最大化每只狼所能提供的数据量,而这类个体通常就是最不可能离开种群的繁殖者。在黄石国家公园,被佩戴项圈的狼数量通常与狼群大小成正比。在大型狼群中,如果繁殖者已经佩戴了项圈,那么那些更可能扩散的从属个体就更有可能再被选择佩戴项圈。这很可能解释了“狼-研究月”与“群-研究月”数据集中狼群大小均值和标准差之间的差异(见结果部分)。这种偏倚可能导致狼群大小与扩散之间关系不显著,因为我们的样本不能准确反映整个种群中的狼群大小分布。 但是,如果像其他种群那样,狼群大小与扩散呈负相关,那么由“大于预期的狼群大小”带来的偏倚,本应降低扩散概率。因此,单纯的检出偏倚并不能解释为什么我们没有观察到这种关系。 若采用“按狼群而非按个体估计年度平均狼群大小”的方式来校正这种取样偏倚,则可以提高案例之间的独立性,并使平均成体:狼群值从 9.1 降低到 6.2。然而,这一估计在年度尺度上仍然与扩散不相关,这与 Hayes and Harestad(2000)所使用的检验方式相似。这种不显著,可能是因为基于佩戴项圈狼计算的年度扩散率仍然过度取样了大型狼群;也可能是因为在黄石国家公园中,狼群大小变异很大,而狼群保留或失去从属成员的策略可能会随群体大小而变化(Cassidy et al. 2015)。 大型狼群与小型狼群在同一时期并存(例如在 2001 年,最大的狼群有 26 只,最小的只有 4 只),这可能削弱了“平均狼群大小”作为竞争指标的价值。因为它没有考虑不同领地之间猎物可获得性差异所造成的影响,而在其他种群中,这一点是被测量或以其他方式加以控制的(Messier 1985;Ballard et al. 1987;Peterson and Page 1988)。 在黄石国家公园内,关于狼的食性和捕食行为已有很多研究(Mech et al. 2001;Barber-Meyer et al. 2008;MacNulty et al. 2009;Metz et al. 2012),其中也包括狼群大小的重要性。我们的样本中,狼群平均规模无论取“狼数据集”的 9.1只成体/群,还是“狼群数据集”的 6.2只成体/群,都超过了最有效猎捕马鹿所需的4只狼阈值(MacNulty et al. 2012)。这一事实表明,黄石狼群大小并不仅仅是猎物获取所需最低阈值的函数。 黄石国家公园内猎物密度差异很大,而季节性迁徙和景观异质性又会影响不同狼群领地内猎物的可获得性(Kauffman et al. 2007)。然而,按领地评估猎物可获得性的研究目前仅限于马鹿(Martin et al. 2018),而不能反映 野牛尸体在时间和空间上的可获得性;自大约 2003 年以来,野牛尸体已成为狼食谱中日益重要的组成部分(Tallian et al. 2017b;Tallian et al. 2017a)。此外,也没有任何指标能按领地衡量黄石狼其他猎物种类的可获得性。 我们没有发现扩散率与马鹿丰度(作为猎物可获得性的指标)之间存在显著关系。然而,这种缺乏相关性,可能反映的是:我们无法在相关时间序列上同时纳入野牛尸体和马鹿的可获得性,从而无法获得真正意义上的“按领地划分的资源可获得性”指标。由于我们无法控制野牛尸体可获得性的时空异质性,因此也无法将猎物可获得性纳入预测模型。这个问题也可能妨碍了我们利用狼群大小去评估“群内竞争对扩散率的影响”。 尽管如此,按领地划分的猎物可获得性某些方面,很可能仍然参与了“季节”和“区域”为何与扩散率显著相关的机制。 对于黄石狼群而言,秋季可能是一个群内资源竞争的关键时期,从而推动从属成员离群扩散(Messier 1985;Peterson and Page 1988;Mech and Boitani 2003)。随着幼崽体型增大、活动能力增强,它们对资源的需求也在增加(Van Ballenberghe and Mech 1975;Kreeger 2003;Packard 2003);与此同时,年轻有蹄类此时已较为成熟,而成年有蹄类则比一年中其他时候更健康,因此它们在这个时期更不易被捕食(Peterson and Ciucci 2003;Mech and Peterson 2003;Barber-Meyer et al. 2008;Metz et al. 2012)。 因此,在 9月和10月,大型狼群不断上升的资源需求,可能会在整个生态系统中的有蹄类尚未被压缩到越冬地(即北部范围区)之前,就已经加剧了狼群内部以及狼群之间的竞争。
【区域】 北部范围区(NR)狼群全年都以比内区狼群更高的密度存在(Smith and Bangs 2009),因此,“区域”作为一个预测变量,很可能捕捉到了下文将讨论的那种密度依赖性扩散效应。在这两个系统中,狼群大小都具有很高的变异性。与内区相比,北部范围区更高的狼群密度(Smith et al. 2010;Stahler et al. 2016),反映了这一生态系统部分区域内全年猎物的丰富性。 可能导致北部范围区扩散率更高的密度依赖因素包括: (1)更高程度的领地重叠,从而增加冲突并缩短繁殖者任期; (2)这些同样的冲突会导致移入狼扰乱社会等级,并驱逐从属个体; (3)狼群之间更高的疾病传播率(Almberg et al. 2009),从而形成后代补充较低的领地,进而减轻食物竞争。 与其他变量相比,区域对扩散概率的影响似乎较小(表11;图20、图21)。北部范围区与内区之间扩散个体的比例并无显著差异。尽管“区域”在最终模型中的显著性说明它确实会影响扩散概率,但这也可能是由于其他显著协变量——例如性别、繁殖者空缺等——所共同作用的结果。