@ 2018.12.02 , 09:00

雌性动物也可以长出那啥吗

雌性动物也可以长出那啥吗

动物的世界里,很多物种的雄性进化得花枝招展、绚丽多姿。像羽毛艳丽的雄孔雀和极乐鸟,每天争奇斗艳,只为了博得“素颜”雌性的青眼。

同时,有些物种的雌性,则极其“阳刚”——甚至阳刚出了“阴茎”。

不同的动物,丁丁的形状和大小也不相同,但它们通常只出现在负责提供精子的性别侧。

在非洲和巴西发现了一种栖息在洞穴环境中的昆虫,它们则是例外,长有阴茎的是供应卵子的雌性——虽然它不是用来输送精子,但的确在性行为中起着至关重要的作用。

对它们来说,这显然是一个非常成功策略,因为在该生物的进化历程中,这一附属器官并没有被淘汰,反而得到了强化。

这些昆虫为Neotrogla属,学名叫pscoptera,但通常称之为:barkflies或书虱。

四年前,一队日本研究人员在巴西的一处洞穴中发现了这些昆虫,注意到了它们奇特的性器官。现在,研究人员对该属下的3个分支物种进行了系统的研究,好弄清楚它们各自的生殖方式。

雌性具有延伸出体外的钩状结构,形态和功能看起来就如同阴茎。相反,它们的雄性并没有通常该有的器官,却长出了生殖孔道。

在一场性别身份转换的大戏中,雌性用带钩的突出物刺入雄性,紧紧锁住对方并让其精子通过。挂钩式的设计是用于防止雄性逃离,因为它们交配一次可能需要40至70小时——是的,没打错,几十个小时。

为了科学上的严谨,研究人员将雌性的这种附属物称之为“雌核体” gynosome,以区别于其他物种中的雄性器官。

雌性动物也可以长出那啥吗
Dr Kazunori Yoshizawa, Hokkaido University

尽管它们分别出现在不同的性别之中,但这种棒状或狼牙棒状结构具有类似的基本功能:性细胞的结合通道。

另一方面,虽然拥有突出结构的雌性并非绝无仅有——例如在斑点鬣狗中,雌性延伸出的性器官附肢,看起来比雄性还要明显——但它们只是徒具形式,并没有履行生殖功能。

这使得Neotrogla成为独特的生物类型。唯一与之相似的是在南非发现的一种Afrotrogla属昆虫,雌性也长有功能性的雌核体。

但它们在解剖结构上也大相径庭。Neotrogla有一个坚硬的尖,在底部有一个可充气的气球状结构。相比之下,Afrotrogla中的雌核体具有硬化的边缘。

更奇怪的是,在亲缘上与Afrotrogla紧挨着的Sensitibilla属,则并没有这种器官,坚持传统的性别角色分配。

因此,研究人员想知道它们三种类型是分别进化后独立演化的结果,还是Sensitibilla倒退回了更古老的生殖方式。

经过仔细检查它们的解剖结构,现在研究人员确信——该结构确实是独立演化出来的。

这就遗留下了一个有趣的谜:是什么促使这两组昆虫逆转地球上几乎所有其他动物的性别大势?

或许,他们的栖息环境可以提供一些线索。洞穴,食物极端贫瘠,这意味着环境中的生物对营养的竞争异常激烈。

所以,雄性更加珍惜自己的播种机会,尽可能提高后代的成活率,而非冒着饿死后代的危险肆意分发精子。

但似乎那里的雌性不愿意被它们挑挑拣拣。由于精子成为了一种稀缺的生殖资源,因此雌性昆虫决定主动夺取。

Neotrogla的雌核体和雄性囊之间的结构演化,似乎支持这一点:雌性和雄性进化出相应的突出物和凹陷的形状以相互容纳。

在隔离环境发现的其他昆虫也出现过雄性和雌性之间生殖解剖结构共同演化的情况,例如在岛上繁殖的果蝇和日本单一池塘中的潜水甲虫。

虽然我们尚不清楚确切的过程,但似乎物种的雄性和雌性之间主/被动关系与环境密切相关。

并且,大自然给我们的教益是,当面对足够的压力时,有时不妨稍微改变一下——违反通常的性别规则。

该研究发表在《生物学快报》上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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