海洋哺乳动物作为次生性水生哺乳动物，在进化上有着特殊的地位，是动物水生适应性演化研究中的关键类群。母性投资是哺乳动物繁殖策略中至关重要的部分，一方面决定了后代的生长、发育及健康状况，另一方面也会影响雌性的繁殖潜力，这使得其成为探究水生环境对海洋哺乳动物生活史影响的一个重要切入点。本研究从母性投资相关的生活史性状入手，对海洋哺乳动物不同类群间的产前投资、母性投资的时间模式及其与陆生近缘物种的生活史性状异速性的差异现象分别进行探究，旨在揭示水生适应性演化对其繁殖策略的影响。本研究的主要内容和结果如下：
（1）为研究海洋哺乳动物整体产前投资模式，我们选用 75 种海洋哺乳动物的 6 个生活史性状数据，包括成年雌性体重、出生体重、妊娠期、繁殖间隔、寿命、产前生长速度。首次将自组织映射神经网络应用于海洋哺乳动物生活史的聚类分析，发现其整体上具有 2 种不同类型的产前投资策略，最主要的影响因素为体型。这两种策略又可以进一步细化为了 4 种模式，其代表性物种分别为：小体型齿鲸、鳍足类动物、大体型齿鲸、须鲸及喙鲸。对这 4 种模式下物种的生活史性状进行 Kruskal-Whintey 非参数检验和两两 nemenyi 检验，发现除体型外，不同模式下物种的妊娠期和繁殖间隔之间存在显著差异，是决定不同产前投资模式的次要区分点。基于这种产前投资模式的差异，我们认为应针对不同产前投资模式的海洋哺乳动物采取差异性的保护策略：对于种群恢复能力较强的小体型齿鲸和鳍足类动物，应优先保护其栖息地并尽量减少人类干扰；对于大体型齿鲸和须鲸及海牛类，因其产前投资较高种群恢复速度较慢，应重点防范种群数量的大幅下降，杜绝直接捕杀并尽量降低渔业误捕等致死因素影响。
（2）为研究鲸类和鳍足类这两个水生依赖程度不同的类群在母性投资策略上的差异，我们收集了 29 种鳍足类和 44 种鲸类的 9 个母性投资时间类生活史变量，新增了哺乳期、雌性对单个后代的抚育时间、性成熟年龄参数。考虑到系统发育关系对生活史性状的进化存在影响，除了采用常规的主成分分析，我们还首次将系统发育主成分分析方法应用到海洋哺乳动物生活史研究中，对 9 个母性投资参数进行降维分析。结果显示，鳍足类和鲸类的母性投资策略具有相似的权衡机制，基本可以由两个主成分进行解释，其中第一主成分主要代表寿命、单个后代投资在生活史中所占比例，表征物种的母性投资潜力，第二主成分则主要代表妊娠期、抚育时间等参数，表征对单个后代的投资量。物种得分显示，鲸类对单个后代的投资量远高于鳍足类，而在投资潜力上则无明显优势。考虑到体型对物种母性投资策略存在强烈影响，我们使用体型对时间性状进行了校正。校正后的结果显示，海洋哺乳动物母性投资性状间有着强烈的系统发育信号，且须鲸不再具有显著的繁殖潜力优势。
（3）为了研究水生适应性演化对海洋哺乳动物母性投资策略的影响，我们进一步收集 113 个食肉目物种（29 种鳍足类）和 109 个鲸偶蹄目物种（42 种鲸类）的 7 个生活史性状数据进行异速性分析。考虑到可能存在系统发育关系的影响，我们采用三种不同的线性模型对性状的异速性了进行分析。结果显示，在各类群中，性状的异速性都存在强烈的系统发育信号，系统发育广义最小二乘法的结果优于普通最小二乘法和布朗运动模型。同时，鲸类与陆生偶蹄类、鳍足类与陆生食肉目动物间性状的异速性都有着十分显著的差异，这表明进化关系的差异不能完全解释母性投资策略的区别，水生适应性演化在其中也发挥着重要的作用。
与先前研究结果不同，对鲸偶蹄目物种的分析显示，虽然整体的异速性趋势相似，但是鲸类对单个后代有着较高的投资，而在后代数量上则具有劣势，这表明这些物种采取减少数量增加单个后代存活率的母性投资策略适应水生环境。食肉目物种中，鳍足类的异速性并不显著，与陆生近亲物种呈现截然不同的进化趋势，这表明水生适应性演化可能促使其形成了受体型影响较小的母性投资策略。
通过以上研究，我们阐明了不同海洋哺乳动物类群母性投资策略的权衡机制，并通过与陆生近亲物种的对比，为探究水生适应性演化对生活史策略的塑造作用提供依据。总体而言，本研究提供了海洋哺乳动物的母性投资策略的演变和其影响因素的重要见解，并为这些标志性物种的下一步研究和保护工作提供了宝贵建议。