本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
首次在雌性南方瓶尾鱿鱼中发现了精子消耗现象,而且看起来它们正在利用这种营养丰富的精液来维持稳定的产卵量和健康的身体。
南方瓶尾鱿鱼(Sepiadarium austrinum)发现于澳大利亚南部的浅水沿海地区,体长仅约 4 厘米。它们白天埋在沙子里,只在晚上出来觅食小型甲壳类动物,并通过向捕食者释放大量粘液来防御自己。
墨尔本莫纳什大学的本杰明·韦格纳(Benjamin Wegener)是今天发表的生物学快报论文的主要作者,该论文讲述了这种微小、半透明物种的交配习性。“以前没有对它们进行过任何研究,文献中没有一篇科学论文,”他说。“鉴于我们是从零开始,我决定要了解它们繁殖行为的最佳方法是将一雄一雌放在一起,看看它们是否交配。雄性立刻抓住雌性,然后就开始了。”
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南方瓶尾鱿鱼会避免任何明显的求偶形式,进行头对头的交配,雄性将称为精荚的精子包沉积到雌性的颊腔中——一个位于嘴巴正下方的外部肉质囊袋。然后,雌性会从其外套膜中取出成熟的卵子,并将其与储存的精荚接触,然后再将其(现在已受精)沉积在海草、海藻或岩石裂缝的底部。雌性在与雄性相遇后,可以在其颊腔中储存精荚长达三周。它们还会从颊腔膜上刮下一些精荚并将其吃掉。
去年年底,韦格纳和他的同事发现,小型雌性消耗的精荚明显多于大型雌性,而雄性则对大型雌性表现出明显的偏好。他们认为,这可能是雄性和雌性用来影响后代亲子关系的一系列策略之一,因为通过选择消耗较少精荚的大型雌性,雄性实际上减少了对其潜在后代的威胁。
但是研究人员还发现,这种对大型雌性的偏好并没有影响到雄性向小型、“更饥饿”的雌性转移的精荚储存量,这表明通过食用精荚,小型雌性可能能够比其他情况下产生更多数量的更健康的后代。
为了验证这一点,该团队(包括墨尔本大学的进化生物学家德维·斯图尔特-福克斯和维多利亚博物馆的马克·诺曼)观察了在菲利普港湾收集的 51 只南方瓶尾鱿鱼的交配习性。雄性被喂食放射性十足目动物(小型虾状甲壳类动物),直到它们达到性成熟,此时它们开始产生放射性精荚。当雌性吃掉精荚时(而且它们都吃了),研究人员可以追踪放射性水平,以查看它们如何被整合到身体周围,从而向各种组织和未受精卵提供营养。“尽管马克曾提到[精荚消耗]可能是一种可能性,但实际上第一次看到它,并意识到您可能是世界上第一个真正做到这一点的人……这非常特别,”韦格纳说。
实验还揭示了更多关于雄性和雌性之间如何进行一场复杂的亲子关系之战。雄性可能会试图从雌性的颊腔中舀出竞争对手的精荚,并用自己的精荚取而代之,而且它们似乎通过将射精物策略性地沉积在雌性颊腔中她无法触及的区域(韦格纳称之为“黄金地段”)——靠近喙的底部,从而最大限度地减少精荚的消耗。当在交配后三周内解剖雌性时,在喙的底部发现了大量精荚,证实了这一点。
它们似乎也知道与最接近产卵状态的雌性交配是有利的,因为如果她不是,它们可能会在不知不觉中帮助竞争对手产生后代。“这些雌性正在利用来自雄性的营养来发育她未受精的卵子,”韦格纳说。“如果她在交配后不久没有产卵,雄性可能会完全错过使其卵子受精的机会,而是成为下一个到来的雄性的贡献者。”
在交配后,雌性也有可能在后代的亲子关系中进行一些控制,她可能会像雄性墨西哥湾海龙有选择地中止不具吸引力的雌性的胚胎以消耗其营养一样,选择性地吃掉吸引力较差的配偶的精荚,而保留吸引力较强的配偶的精荚,但这还有待探索。韦格纳现在正在研究雄性是否正在利用任何机会来摆脱质量较低的精荚的可能性,这将有助于解释为什么它们在每次性接触时都会沉积大部分精荚储存,而不管他的配偶可能会吃掉多少。
引用的论文
本杰明·J·韦格纳、德维·斯图尔特-福克斯、马克·D·诺曼和鲍勃·B·M·王(2013 年)。头足类动物中的精荚消耗
韦格纳,B.,斯图尔特-福克斯,D.,诺曼,M.,和王,B.(2013 年)。雄性策略性择偶最大限度地减少射精消耗。《行为生态学》,24(3),668-671 DOI:10.1093/beheco/ars216
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