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性別二態性是指同一物種不同性別之間的差別。最基本的兩性異形是生殖構造（第一性徵），但因為所有有性別的生物都有生殖構造的差異；一般來說兩性異形主要用在指其他與生殖沒有直接關係的特徵（第二性徵），包括體型、顏色、用作求偶或打鬥的身體器官，如：裝飾羽毛、鹿角、犄角和獠牙等。在一些高等動物中，性別二態性十分明顯，有些表現在體重上，有些則表現在形態、結構或顏色上。

雌雄異體的動物，其外部所表現的性狀隨性別而異，稱為雌雄差異或性別二態性。其甚者，同種雌雄可誤認為是不同種別，鳥類就有這種例子，孔雀就表現的非常典型。另外，Bonellia屬螠蚊雄性寄生在雌性個體（雄性1毫米，雌性70毫米），看來好像是另一種動物。性別二態性有時也包括聲音、香味、發光性的有無等差異。在人類中，男女的差異雖不甚顯著，但身體的大小、身形輪廓、各部分的比例、皮下脂肪量、體毛等仍顯有差別。

演化機制

兩性異形最初源自性別的演化，造成第一性徵的差異。性別二態性的可能成因包括天擇、性擇和生殖選擇。大多數的兩性異形是性擇造成的。若雌性偏好具有特定特徵的雄性，會造成雄性演化出誇張的特徵，但雌性會因為環境選擇而保持原始樣貌，如孔雀羽毛、鬥魚的顏色。除此之外，有利於性別內競爭的特徵也可能在雄性間演化，如鹿角、象鼻海豹的體型。

異化作用

異化程度越高，單一性別的缺點便越多，逼使生物跟異性結合，以彌補缺點，加速生育。一些生物學家提出一個物種兩性異形的程度是和雄性參與養育孩子的程度成反比。高度兩性相異的物種，如雉雞，養育後代的工作都是由母雉雞負責，公雉雞是沒有參與養育的。這可以解釋為何人類的兩性異形情形相對地少，因為人類父親養育幼子的比例是靈長類中最高的。

在提出的兩性之間的區別之中是兩性相異行為， 特別是兩性競爭（同性之間和異性之間）和短、長期性戰略（David， M Buss 2007）。但是，在這些行為上在兩性之間有很大的程度的交疊。

體形區別

兩性異形的一個常見的例子是兩性體型差異（sexual size dimorphism）。許多哺乳動物和鳥類是雄性較大，一般認為是性擇造成，或是天擇中的性別間競爭和棲位分割現象造成。昆蟲通常是雌性較大，一般認為是生殖選擇造成。

具體來說，如果一個物種兩性之間體型相差較大，就稱為二態性較高；反之如果一個物種兩性體型接近，就被認為二態性較低。有關二態性的成因有這樣一種假說：過去是群婚群居的物種，由於雌性資源有限，種群中更高大強壯的雄性個體的基因更有可能得到遺傳，根據進化論，經過長時間的基因選擇，雄性的體型就會明顯大於雌性。而一夫一妻制的種群由於沒有經過此種基因選擇，雄性不需要通過更大的體型來保障基因延續，兩性之間的體型差別就會較小：長臂猿就是一例。

色彩差異

各類異形最常見和容易識別的是裝飾和色彩。一個給定的物種在兩性着色上的差別被稱為性二色，這在鳥類和爬行動物的許多物種中很常見。性別選擇導致了在色彩和紋飾的配合競爭中主要使用誇張的二形性狀。以裝飾來增加體健抵消其成本，以產生或維持暗示複雜進化的影響，但成本和進化的影響因物種而異。

誇張的二態性狀主要用於在競爭中超過隊友，這意味着性選擇。飾品可能產生或需要昂貴的維持，具有複雜的進化的影響，但成本和影響取決於裝飾的性質（例如顏色的機制）。

雄孔雀是色彩艷麗的物種，其華麗的羽毛構成了顯眼的視圖，用在求偶，吸引雌孔雀。這是兩性異形最典型的例子，雌孔雀柔和的棕色與雄鳥完全不同。孔雀鮮明的色彩在天敵面前增加了脆弱性，它比一般鳥兒顯眼，羽毛的規模也會阻礙其飛行能力。與孔雀的羽毛類似的例子很多，如在天堂鳥和大眼斑雉。

性兩色的另一個例子是藍山雀。雄鳥的羽色比雌鳥更黃。據認為，這是由綠色鱗翅目幼蟲，其中含有大量的類胡蘿蔔素、葉黃素和玉米黃質，由於雄鳥的攝取量大。這種飲食也影響到人類在可見紫外光譜的性別二態性的顏色。因此，雄鳥在人類視覺中就比雌鳥呈現出更多的着色羽毛。這羽毛被認為是雄鳥育兒能力的一個指標。因為表明它們善於獲取胡蘿蔔素等食物供應。尾部和胸部羽毛和身體狀況的色度之間的都與此有相關性。對許多動物來說，胡蘿蔔素在免疫功能中起重要作用的，所以類胡蘿蔔素相關的信號可能指示健康狀態，這也是雄鳥吸引雌鳥的重要指標之一。

人類性差

斯坦福大學生物學、神經學、神經外科教授羅伯特·沙波斯奇（Robert Sapolsky）在他的《從生物學看人類行為》這門課程中曾探討了這樣一個問題：性別的二態性。

有兩個族群，一個族群里，雄性比雌性體型大，兩性體型有很大差異。我們將這個族群稱為族群A。另一個族群里，雄性和雌性的骨架同樣大，雄雌之間的體型差距不大，稱之為族群B。這兩個族群里，雄性物種有怎樣的不同呢？

1、侵略性。族群A，兩性體型差異大，因此具有侵略性；而族群B中，兩性體型相當，雄性的侵略性小。

2、繁殖成功率。族群A里，雄性的侵略性使繁殖成功率產生很大的差別，95%的繁殖是由5%的雄性完成的，雄性之間繁殖成功率有非常大的差異；而族群B里，所有的雄性一生都有一到兩個孩子。

3、親職行為。族群A里，雄性從來不照顧孩子們；而在族群B里，雄性和雌性為撫養孩子付出的一樣多。

4、雙胞胎比例。族群A中，雄性不會照顧後代，沒有把精力花在親職行為上，因此雌性是個單親媽媽，如果她生了對雙胞胎，絕對沒有足夠的精力以及足夠的能力撫養兩個孩子。這樣的種群中出現雙胞胎的概率和人類生雙胞胎的概率基本相同，約為1%。而族群B中，很容易出現雙胞胎，因為這個族群中的雌性不是單親媽媽，有父親有母親，能夠較好的照顧後代。

5、預期壽命。族群A中雄性花大量精力鍛煉肌肉，而鍛煉肌肉需要消耗很多熱量，並且更容易飢餓。這些雄性有更多的對循環系統不利的睾丸激素，而且由於具有侵略性，這個種群的雄性更容易受傷。因此，體型上兩性差異大的種群A，兩性在壽命上也會有很大差異。而族群B中，兩性的壽命基本上無差別。

6、雌性的要求。族群A中的雌性，對高大強壯的雄性感興趣，這就是她追求的原則。為什麼？因為她不想從這個雄性身上得到其他任何東西，這個雄性只提供這個「禮物」，就是精子，品種好的精子，基因好的精子，能讓她有一個健康強壯的後代，增加她將優質基因傳遞到下一代的可能。因為她們想讓下一代擁有那些非常吸引人的性感特徵。

而族群B中的雌性想要的，是能夠陪她們一起撫養孩子的雄性，是一個最像雌性的雄性，可以掌控的雄性。她們不想要像族群A中那樣高大愚蠢的、只會不斷在鍛煉外形上浪費精力的雄性，而這些經歷原本可以用在生活中更多重要的事情。她們想要的是有能力的雄性，是一個好父親，可以和自己一起撫育後代。

這其中有一個有趣的問題，如果族群A和族群B中的一個雌性都遇到了一個非常性感的雄性，哪個族群的雌性更可能拋棄家庭和孩子，和這個性感的雄性交配呢？是族群B里的雌性，因為她知道，她離開之後，自己的後代還有父親會照顧他們。而族群A中，雌性如果離開了，後代就成孤兒了。

綜上，可以看到兩性體型差異不同的兩個族群，在很多方面都呈現着很大的差異，如果將族群A，也就是兩性體型差異較大的稱為競爭性物種，而將兩性體型差異基本相似的稱為結對性物種。

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