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贮精囊里的卡位之争--昆虫也懂公交车哲学-转载

 埃尘一粒 2010-09-28

贮精囊里的卡位之争--昆虫也懂公交车哲学

本文引用地址: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=227308

最近看朱耀沂老师的《情色昆虫记》重新了解了一些有关于昆虫求偶、交配的知识!

 

                                              图: 两只眼斑芫菁在交尾 (这是我们通常所能看到的,看不到的看下面的文字)

        在对昆虫交配行为的观察中,人们或许会发现,有些雄虫为什么一直盯着并跟自己交尾过的雌虫,注意它的一举一动?昆虫也像人类一样会吃醋吗?其实那不单纯是感情上吃醋的问题,而是雄虫深怕“它的”雌虫与其他雄虫交尾,让自己的精子白白被糟蹋。

      更令人惊讶的是,雌虫能够控制自己后代的性比(即雌虫与雄虫只数的比率),因为对后代性比的控制,几乎不可能发生在哺乳类等高等动物身上。事实上,这种昆虫特有的现象,与昆虫雌性生殖器的特殊构造有密切的关系。

       一般如鸟类等卵生高等动物的雌性生殖器,是由卵巢、输卵管及产卵口形成。但雌性昆虫在输卵管旁,还具备了贮精囊(spermatheca),用来贮藏雄虫精子。雌虫与雄虫交尾后,就把所得到的精子暂时存放在贮精囊中。贮精囊的开口在输卵管中间,当卵子通过时,必会经过贮精囊的开口,与精子结合成受精卵,这种特殊的生殖器构造对雄虫的生活有很大的帮助。虽然昆虫中也有像粪金龟类的雌虫一生产不到10粒卵,但是一般昆虫的产卵数都多达数百粒。

       但事难两全,贮精囊虽然有利于雌虫的生殖行为,但对雄虫却造成很大的困扰。高等动物没有贮精囊,精子一进入雌体,便承幐精液与卵子结合;然而昆虫在精子贮藏期间却可能状况百出,其中最大的问题便是,交尾后的雄虫不能确保自己的精子在雌体内被用于受精。

        当一只雌虫与雄虫A交尾后,又与雄虫B交尾时,雌虫贮精囊内会发生什么情况呢?本来在贮精囊中待得好好的雄虫A的精子,会被后来的雄虫B的精子挤到贮精囊的深部,贮精囊开口附近就被雄虫B的精子所占。好比一辆公交车,先上车的人被后上车的人挤到里面,下车时后上来的人反而得以先下车。当雌虫排卵在贮精囊开口时,优先与卵子结合的必是雄虫B的精子。这当然不为雄虫A所乐见,因此雄虫除了有交尾竞争,在交尾后昜有保嗣之争,防止别只雄虫精子在雌虫的贮精囊中后来居上。因此,某些昆虫的雄虫交尾后仍会盯着性伴侣的一举一动。以正当方法得不到交尾机会的弱势雄虫,为了留下自己的后代,尤其会想尽办法投机取巧。

        此时,雄虫所采取的措施之一,便是在自己的精液中动一些手脚。昆虫的精液中不全是具有受精能力的有核精子,还包括不少没有细胞核的无核精子。无核精子虽然没有授精功能,却可占据空间,防止别只雄虫的精子挤进贮精囊,就像上公交车时带了一堆行李,阻止其他客人上车一样。其实这种无核精子仍然富有蛋白质,可被雌虫吸收成为营养,促进卵细胞的发育,无形之中成了礼物。

        至于雌虫对后代性比的控制,也与贮精囊有密切关系。某些社会性的昆虫及寄生蜂的雌虫,不但能调整后代的性比,更可控制产下雌性卵及雄性卵的顺序。因为这类昆虫的雄性卵是未与精子结合的未受精卵,也就是说这些后代雄虫没有爸爸,而雌性卵则是与精子结合的受精卵。母虫想产雌性卵时,就开放贮精囊的开口,让精子与通过输卵管的卵子结合;母虫想产雄性卵时,就封闭贮精囊的开口,不让卵子与精子结合。因为控制贮精囊开口的肌肉是一种随意机,母虫可凭它的本能知道该以怎样的比率产下雄性卵及雌性卵对它后代的繁衍最有利。

        尽管雌性生殖器中贮精囊的存在为雄虫带来很大的困扰,然而对雌虫而言,贮精囊相当于精子仓库,有了它雌虫只要交尾一次,即可备妥一生所需的精子。如此看来,昆虫今日的繁衍地位,跟贮精囊也是息息相关的。



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