这个情人节,来见见那些有着比你更复杂爱情生活的动物吧。
热恋中的有袋动物正在执行一项艰巨的任务
与袋獾有亲戚关系的北方袋鼬是一种小型食肉有袋动物,是生物学的神秘主题。雄性在一个交配季节后就会死亡,没有人知道原因。
现在,研究人员在最近的一篇科学论文中提出了一种解释:雄性袋鼬对性非常狂热,以至于它们会死于疲惫。
袋鼬并不是唯一在一个交配季节后死去的动物——这种现象是一种被称为半胎的繁殖策略,在鲑鱼和螳螂等动物中都存在。
澳大利亚阳光海岸大学的博士生Joshua Gaschk和他的同事们给澳大利亚北部的野生袋鼬配备了追踪器,以研究它们的移动方式。(事实证明,给每只袋鼠背上一个小型追踪器背包很困难——加什克形容袋鼬是“一种咬人很厉害的好斗动物”。)
在释放了这些袋鼬之后,研究人员在42天后将它们重新捕获,以收回追踪设备——这段时间与袋鼬的交配季节重叠。研究小组发现了一些令人惊讶的现象:雄袋鼬的活动时间远比雌袋鼬多,休息的时间只有7%,而雌袋鼬的休息时间为24%。
该研究的主要作者加什克说:“从本质上讲,它们试图长途跋涉来寻找更多的配偶,而这样做的代价是休养和休息时间。”该研究发表在《皇家学会开放科学》杂志上。根据研究人员的说法,在性狂热的驱使下,这种行为可能是雄性袋鼬在一个交配季节后死亡,而雌性袋鼬可以存活到四个交配季节的原因。
追踪器的数据似乎解释了雄性袋鼬的死亡,但关于为什么一种动物会进化成半半胎,相互竞争的理论存在分歧。一些科学家认为,这可以释放资源,而另一些科学家则认为,在一个交配季节后,雌雄一方或双方死亡,有助于确保它们在传递基因时“全力以赴”。
雄性琵琶鱼是最会粘人的
为了在没有阳光充足的浅水资源的情况下生存,深海生物进化成了,用查尔斯·达尔文的话来说,最怪异的无尽形态。以琵琶鱼为例——你可能还记得它在电影《海底总动员》(Finding Nemo)中出现过,它的生物发光诱饵和咬牙切齿。你可能不知道的是,那个可疑的恶棍一定是女性。
这是因为在深海琵琶鱼中,雄性只不过是“一个充满精子的小袋子,对雌性成熟的卵巢做出激素反应,”华盛顿大学水生和渔业科学学院的荣誉教授特德·皮耶奇说。“雌性负责捕猎和喂食。雄性,它们一生唯一的目标就是找到雌性。”
在某些物种中,雄性的长度只有雌性的六十分之一,它们有超大的眼睛和鼻孔,以便更好地寻找配偶。雄性一旦找到雌性,就会用钳子般的牙齿紧紧咬住。有时,雄性琵琶鱼只会停留足够长的时间来释放他的精子并使雌性的卵子受精。在其他情况下,雄性会留下来。
皮耶奇说:“雄性和雌性在一起的时间越长,雄性和雌性的组织融合的可能性就越大。”“真正的细胞融合在一起,就像被焊接一样。”这些伴侣有时甚至共享血液,这有助于维持雄性的生命。皮耶奇说,琵琶鱼可能已经进化出这种奇怪的交配策略,以在食物稀缺的深海中生存。
多年来,科学家们只能从深海打捞上来的死亡标本中了解这些鱼。葡萄牙Rebikoff-Niggeler基金会于2018年发布了第一个现场琵琶鱼夫妇的视频,他们在北大西洋亚速尔群岛海岸深处漂流。身材娇小的雄蛛被挂在雌蛛的肚子上,在她那拖着的闪亮卷须中几乎看不出来。
火甲虫用有毒粘稠物赢得伴侣
今年情人节,你可能希望收到巧克力。雌性火色甲虫有一个不同的礼物:来自潜在追求者头部的有毒粘稠物。
一种叫做斑蝥素的化学物质会吸引雄性新食腐甲虫。威斯康星大学麦迪逊分校的昆虫学教授丹·杨说:“雄性像吃糖果一样吃这种东西。”“然后它们把它隔离在体内,然后在交配时转移给雌性。”
雄性通过从头部的腺体分泌斑蝥素来吸引潜在的配偶,以供雌性取样。“她正面接近雄性,尝了尝味道,她基本上是在问,‘你能吐出来吗?你有足够的斑蝥素来满足我的欲望吗?”如果他不这样做,她就不会和他交配,”杨说。
吃了粘稠物后,雌甲虫屈服于他的求爱,并在雄甲虫的精子包裹中获得了更多的斑蝥素,然后她能够将其分泌在卵的涂层上,使它们对捕食者来说不那么美味。(这种毒素也被称为西班牙苍蝇,曾被用作春药,但高浓度时对人体也会致命。)
虽然在世界其他地方的水泡甲虫生产斑蝥素,但在N. flabellata生活的野生环境中似乎没有。杨说:“我想知道,从甲虫的角度来看,自然界中是否还有另一种化合物看起来像斑蝥素,它们是伪造出来的。”
当科学家们试图解开甲虫对一种它们在自然界中无法生产或找到的物质的热爱(以及似乎适合于这种物质的适应)的奥秘时,与此同时,看看TikTok上的这段耳朵虫,它戏剧化了N. flabellata奇怪的交配行为。
蜗牛交换交配角色,发射“爱情飞镖”
对于无数物种来说,性别并不是简单的雌雄二元性,如果不包括昆虫,30%的动物在某种程度上是雌雄同体的。阿姆斯特丹自由大学(Vrije University in Amsterdam)的生态学副教授约里斯·科涅(Joris Koene)研究了陆地蜗牛和淡水蜗牛的繁殖实践,他将其描述为“雌雄同时存在”,每个个体都能产生卵子和精子。
产生卵这样的大细胞需要大量资源,但让每只蜗牛准备好承担任何一种交配角色是一个关键的好处。Koene说:“一旦你遇到另一个成年个体,它就是一个潜在的交配伴侣。”
当一对合适的蜗牛相遇时,它们会悄悄靠近彼此,开始忙碌起来。在交配过程中,提供精子的蜗牛将其阴茎从头部的一个称为生殖器孔的洞中伸出,并将其插入伴侣的生殖器孔中以转移精子。一部分被转移的精子继续使卵子受精,但其余的精子被转移到接受者蜗牛的消化道。
为了鼓励更多的精子用于受精而不是食物,精子捐献者蜗牛还有另一个妙计。
爱情飞镖是一种细小的尖刺,由与蜗牛壳相同的钙晶体制成。在某些物种的交配过程中,提供精子的蜗牛用这些飞镖射击它的伴侣。这些飞镖被包裹在含有蛋白质的粘液中,这些蛋白质作用于接受者蜗牛生殖道的肌肉组织,最终导致更多的精子留在原地,而不是被转移到消化系统。
关于丘比特之箭的神话还有一个有趣的转折:“储存的精子数量(用于受精)取决于这个人射出箭的质量,”科尼说。
全雌性蜥蜴靠自己繁殖
有性生殖提供了遗传多样性,可以使整体人口更健康,但这很难实现,尤其是在配偶稀缺的情况下。当无法进行交配时,一些动物会选择一种不寻常的无性繁殖方式。
在孤雌生殖或“处女生育”中,雌性能够通过自己DNA的重组使自己的卵子受精。对于包括斑马鲨在内的一些生物来说,当没有配偶时,这可能是“万福玛利亚”。
但是少数动物,包括几种鞭尾蜥蜴,已经进化到完全没有雄性,孤雌生殖是唯一可能的繁殖方式。
加州州立大学多明格斯山分校(California State University, Dominguez Hills)生物学副教授索纳尔·辛格尔(Sonal Singhal)说:“有些物种可以无性繁殖,但雄性仍然发挥着一些作用,无论是刺激排卵还是受精,但在这些蜥蜴中,它们根本不需要雄性。”
这些鞭尾鱼是100%的雌性。
不过,鞭尾鱼缺乏有性生殖并不意味着它们没有性行为。科学家们观察到一些物种进行“假性”活动,比如雌性与雌性交配,这可能有助于促进排卵。
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