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    你没听过的精液用处:能吃、能防天敌,乃至可能延伸寿命

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    2022-5-8 06:02:52 41 0



    叶片上的Hemiandrus pallitarsis沙螽 | Darryl Gwynne/University of Toronto
    多年当前,面对昆虫性选择的话题,行动生态学家达里尔·格温(Darryl Gwynne)将会回忆起他第一次在亲戚家看到沙螽交配的阿谁边远的下昼。
    撰文 | 二七
    审校 | clefable
    吸引了格温留意力的是一种沙螽,拉丁名为Hemiandrus pallitarsis。它属于直翅目,次要糊口在新西兰,形状相似咱们相熟的蟋蟀(同属于直翅目)。二十多年前,格温第一次在亲戚的花园里第一次视察到了这类沙螽的交配行动,就被深深地吸引了:格温发现雄性沙螽会额定筹备一些精液,作为“礼物”放到雌性的腹部。
    在交配前,成年的雄性沙螽和雌性沙螽会在叶片上敲击腹部,这个行动的意思是“我筹备好交配了”。交配时,两只沙螽头对头、尾对尾地“摞”在一同,雄性在下,雌性在上。
    十分特别的是,雌性沙螽的腹部有一个凸起的构造,格温称之为“第二生殖器”。单方开始交配时,这个“第二生殖器”就会勾住雄性生殖器的根部。这不会影响雄性生殖器末真个“正常”交配。然而,当雄性顺利实现交配,伸长的生殖器从雌性生殖道中拔出后,却会被“第二生殖器”固定,无奈当即分开。


    雌性的“第二生殖器” | D. T. Gwynne, 2005
    此时,雄性会将生殖器的末端向前弯到雌性腹部的正面,留下两个黏稠的“水滴”作为“结婚礼物”,雌性才会放雄性分开。这些作为“礼物”送上的精液其实不含有任何精子。对雄性来讲,这能够防止挥霍贵重的精子;而对雌性来讲,这些精液富含少量蛋白质。交配后,雌性会将这些精液拉进嘴里,迅速吃掉。
    格温置信,雌性要靠这些精液来撑持接上去6个月的生存——她将钻上天下,产卵并精心孵化。在此期间,为了时辰守护在昆裔身旁,雌性将不会摄取任何食品。反对它出产、孵化的整个养分物资,都来自雄性留下的精液


    交配实现后,雌性迅速吃掉了雄性留下的精液,图中SPX所指即为雄性在雌性腹部一侧留下的精液 | D. T. Gwynne, 2005)
    进攻天敌
    这类沙螽并非独一一种拓展了精液用处的生物,事实上,许多昆虫都会将精液作为“结婚礼物”,这些精液的成果也不单单是增补养分,有的能够维护昆裔,有的乃至可能延伸雌性的寿命。
    好比,另外一种鞘翅目的昆虫——赤翅甲科的Neopyrochroa flabellata就会在精液中参加一种化学武器“斑蝥素”。在欧洲,传说中的“催情秘药”——“西班牙苍蝇”(Spanish Fly)就是斑蝥素。不外据记录,使用这类“秘药”的人虽然确实能勃起一段时间,但也伴有着十分激烈的疼痛,基本无心顾及其余。
    事实上,斑蝥素是一种拥有至关强毒性的化合物,摄取10毫克就可以够杀死一个成年人。但这类毒物却成为了赤翅甲虫的无效武器,雄性甲虫会专门吞食含有斑蝥素的猎物,并经过精液将斑蝥素传递给雌虫。再由雌虫在生殖时传递给卵,作为维护下一代的“维护壳”


    “西班牙苍蝇”其实指的是一种鞘翅目芫菁科的昆虫(Lytta vesicatoria)。再次提示:斑蝥素有剧毒,所谓的“催情”成效实际是斑蝥素的中毒症状,请勿随便使用 | Franco Christophe/wikipedia
    钻研显示,有斑蝥素的卵更不易遭到天敌的攻打。雄虫乃至会专门在头部提供大量斑蝥素的“试吃”,在交配前,雌虫会在雄虫的头部品味这一点点斑蝥素,借此判别雄虫的“资本”。
    交配的代价
    假如说赤翅甲虫的雄性精液礼物是借雌性之手送给昆裔,那末豆象的礼物就更像是为了讨好雌性了。钻研者发现,许多豆象的精液中除精子外,还含有品种丰硕的养分物资,会随射精一同提供应雌性豆象。
    以豆象科中最着名的四纹豆象(Callosobruchus maculatus)为例。四纹豆象常出世在大豆内,以豆子为食,一旦成年,就再也不需求摄取额定的食品或水份,只“全心全意”繁衍昆裔。
    在这类状况下,雌性要如何包管本身产卵时的养分和水份供给呢?也是要靠雄性的精液。雄性豆象会将少量的水份和养分物资集中到精液内,在交配时一同提供应雌性。昆虫学家估量,雄性初次射精的量能够达到本身体重的6%-10%,其中大部份都是水份和养分物资——这着实是一份大礼。
    说瞎话,假如你见到过雄性豆象的生殖器,就会知道这份“结婚礼物”拿得着实不易。雄性豆象的生殖器顶端长无数百根坚固的刺,承受这样一根生殖器绝对会给雌性带来不少创伤。但即便在这样的状况下,雌性仍然违心承受交配,也许恰是“结婚礼物”的功勋。


    雄性豆象交配时的生殖器 | L. R. Dougherty & L. W. Si妹妹ons, 2017
    2009年的一项试验就发现,假如在四纹豆象性成熟后仍然报酬提供糖分和水份,那末比拟那些“有吃有喝”的雌性,养分匮乏的雌性更偏向于承受配偶的交配申请,而且承受的速度也更快。不只从雌性的选择上能看出礼物的份量,还有钻研发现,四纹豆象中实现更屡次交配的雌性,也会产下更大的卵,从而孵化出更强健的昆裔。乃至在雌性初次交配后,寿命均匀延伸了2%-4%。钻研者提出,或许是精液提供的养分对消了雌性伤口愈合和繁衍进程的损耗。
    另外一种演变机制
    对咱们来讲,这些昆虫的繁衍“小技能”也许只能看个乐子,但关于演变学家来讲,这些禀赋异禀的昆虫可以帮忙他们探讨一个首要的话题:性选择。在著名的《物种发源》问世十多年后,达尔文出版了另外一本著述——《人类的由来及性选择》。就是在这本书中,达尔文提出了一种独立于天然选择的演变机制,那就是性选择
    通常来讲,卵子的数量比拟精子更少,而且繁衍对雌性是一项本钱昂扬的投入,因此雌性往往更有“选择权”:例如在鸟类中,雄性需求依托标致的外观或花狸狐哨的求偶举措,向雌性展现本人的魅力;雌性往往也会偏好有特定特点的雄性——好比那些色彩最为艳丽或是鸣叫最为嘹亮的个体。


    雄鸟标致艳丽的羽毛通常被以为是性选择的后果 、 Public Domain
    但在这些有着“结婚礼物”传统的物种中,雄性出产精液的本钱变得极其昂扬,而雌性获取精液的收益又很大。在这样繁衍本钱反转的状况下,雌雄单方在性选择中的身份也会反转吗?
    谜底是:颇有可能。格温和多伦多大学的共事杰西卡·布朗(Jessica Browne)做了一个试验。他们采集了58名雌性沙螽,并经过它们贮存精子的DNA,来判别其“交配史”。数据显示,“雄性可能更喜爱与第二生殖器较长的雌性交配,由于这标明它们品质更高,可以更好地孵化,从而抚育出更多的昆裔。”,格温表现,“拥有较长第二生殖器的雌性也可能可以更好地固定住雄性,并延伸交配时间,以获取更多的精液礼物。”这项钻研已公布于BioRxiv预印本网站上(未通过同行评议)。
    格温失掉了令他欣慰的钻研后果,但对雌性沙螽来讲,她将迎来一个“可怜”的终局。“雌性在不吃货色并努力于关照昆裔的6个月里并无失掉太多集体的报答。一旦昆裔孵化出来,雌性就会当即死亡。”布朗引见道,“对这些沙螽来讲,假如孵化的昆裔低于50只,将是一个微小的就义。”
    参考文献
    http://www.annualreviews.org/doi/full/10.十一46/annurev.ento.53.103106.093423
    http://www.newscientist.com/article/2314636-female-weta-insects-have-two-sets-of-genitals-and-eat-male-ejaculate/
    http://www.biorxiv.org/content/10.十一01/2022.03.26.485942v1.full
    http://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2017.0550
    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003347206001862
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