性别反转的昆虫

在动物界中,演化最快的部位便是生殖器官,同时其在动物间的差异性也是最大的。它们形状大小各异,生殖器还会长有刺、钩子、甚至锯齿。鸭子有螺旋状的阴茎,雄性海马有一个育儿袋,可以接收配偶的卵细胞并繁育后代。雌性菜粉蝶的生殖道内有一个有铰链式的窄口。自然界充满了奇特的生殖器官,在大多数情况下,男女都保有各自特征的生殖器官。

但是在2014年,一种啮虫目的小型昆虫打破了这一规律。研究人员发现,在巴西窟窿中四种啮虫目的昆虫,雌性都演化出了gynosome(其“雄性生殖器官”,现在还没有规范译名),这是一种可以勃起的、基部膜质而端部骨化的插入式构造。雌性昆虫在交配过程中,凭借这个穿透雄性昆虫的生殖器官。因而,雄性生殖器也有相对的互补变化,形成了膜状的“阴道样”腔。

这一发现获得了2017年搞笑诺贝尔奖,还引发了这一器官是否可以称为 “雌性阴茎”的争辩。一些专家反对这样命名,他们认为gynosome只担任收集精子,而不是输送精子。

现在,研究人员有了进一步发现。《生物学快报》(Biology Letters)近日陈述称,gynosome在两个不同种属的啮虫目昆虫中阅历了两次独立演化,包含南美洲的Neotrogla和非洲的Afrotrogla。

科学家企图更深入地了解这些啮虫目动物中为什么出现生殖结构的逆转,这对于了解性别选择理论将有很大协助,此外他们还能在此基础上探索性别角色的选择压力,评价环境和生态在生殖器进化中的作用。

什么决定性别?

从演化的视点来看,决定性别的是配子,而不是生殖器。雄性发生大量小的、可移动的精子,雌性则发生数量相对较少而体积更大、代谢耗费更多的卵细胞。因为男女配子供给的数目不同,雌性的繁殖资源更有限。这也让男女动物会选择更有利的繁殖战略。一般,雌性会对伴侣十分挑剔,以防止糟蹋宝贵的卵细胞。同时,雄性会尽可能企图通过展示特征(如雄性孔雀开屏)、击败竞争对手或为雌性提供营养丰富的食物来招引尽可能多的配偶。在自然界,雄性生殖器也有类似于脊柱的结构,可以防止雌性在交配过程中逃脱,或让参与竞争的雄性无法与雌性交配。

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