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为什么动物们的丁丁对科学很重要?

芒果妖怪/译)你知道雄性黑寡妇蜘蛛的生殖器是红酒开瓶器形的吗?知道藤壶的阴茎长度可以长达体长的8倍吗?知道针鼹的那话儿真有骇人的四个头吗?

藤壶的阴茎是动物中相对自身体长最长的。图片来源:bogleech.com

如果你最近一周关注了科学家们的推特,那你可能知道。因为生物学家正在疯传他们实验对象的丁丁照片,从狐獴的到猎豹的,再到一些奇特蚂蚁的。上周,“丁丁秀”(#JunkOff)标签爆红,这不全是因为肤浅的噱头——事实上,动物的生殖器官正是一窥演化机制的主要渠道。

针鼹的奇葩生殖器。图片来源:neatorama.com

“这都要追溯到动物行为和演化的基础。”弗吉尼亚理工大学的博士生安妮·希尔博恩(Anne Hilborn)说。希尔博恩是一位猎豹研究者,正是她发起了“丁丁秀”话题,还协助开展了更软萌的后续话题“萌物秀”。

大丁世界,无奇不有

正如“丁丁秀”所展示的那样,生殖器的世界那可是……丰富多彩,甚至还有些吓人。不过说真的,我们还是把注意力放在丰富多彩的这一面吧。

比如说,短吻鳄的阴茎由名为胶原的结缔组织构成,体积硕大,还一直处于勃起状态。和大多数哺乳动物的阴茎那样充血勃起不同,短吻鳄的阴茎是靠在皮筋一样的肌腱和肌肉的辅助,从泄殖腔(短吻鳄的全职生殖部位兼排泄口)中弹出的。

短吻鳄的阴茎。图片来源:youtube.com

更惊悚的是雄性马拉近络新妇(Nephilengys malabarensis)的“可拆卸”生殖器。这些蜘蛛的触肢,也就是精子输送器官,在交配完毕之后会继续附在雌性身上。一部分原因是万一雌蜘蛛决定嚼了它们的雄性伴侣(这些蜘蛛就是性爱界的食人魔),生殖器也能继续发挥作用。雄性黑寡妇也同样会把它们开瓶器般的生殖器尖端留在雌性体内。长远来看,抛下生殖器也许能为蜘蛛节省能量。

黑寡妇的丁丁就像螺旋形的开瓶器一样。图片来源:Catherine Scott,Mike Hrabar / twitter.com

就连古生物学家也来“丁丁秀”找乐子了。他们在推特上发布了保存在洛杉矶拉布雷亚沥青坑中的恐狼阴茎骨的照片。是的,很多哺乳动物的丁丁中有骨头,也称为阴茎骨(baculums)。狗有阴茎骨,黑猩猩、熊、海象也有。黑猩猩还有阴茎刺,所幸(?)人类已经丢失这一性状。

来自拉布雷亚沥青坑的恐狼阴茎骨。图片来源:Jenny McGuire / twitter.com

我们可别把雌性给忘到脑后了:很多雌性哺乳动物也有类似功能的生殖器骨头——位于阴蒂下方的阴蒂骨(baubellum)。它存在于很多啮齿类动物、蝙蝠以及一部分灵长类动物身上。鬣狗的阴蒂大概算得上是最奇葩的阴蒂了,大概7英寸(18厘米)长,看起来就像一根阴茎。雌性鬣狗产子还得经过它。

“当我在派对上不知道说什么时,这是我最爱的暖场话题。”希尔博恩说。

丁丁是窥视演化的窗户

如果说眼睛是心灵的窗户,那么丁丁就是演化的窗户。生殖器之所以重要,是因为它们是性选择(sexual selection)的核心——隐私部位被认为比身体其他部分要演化得更快。

大蛞蝓唯美动人的生殖器。图片来源:Collie Ennis / twitter.com

一月时,在巴西坎皮纳斯州立大学研究蜥蜴生殖器官的生物学家茱莉亚·克拉兹可(Julia Klaczko)告诉我们:“亲缘关系极近的物种,其生殖器官常常差异巨大。”克拉兹可和她的小组测定了蜥蜴的双阴茎的演化速率。随后他们比较了蜥蜴双阴茎变化的速率和蜥蜴肢长及喉部肉垂的变化速率。

他们发现雄性生殖器官的演化速度是四肢和肉垂的六倍,这解释了蜥蜴双阴茎表现出来的巨大多样性。这可能是因为雌性对阴茎相当挑剔,所以雄性就不断地演化出更新、更好的阴茎供选择;也可能阴茎演化就是一场典型的演化军备赛,雌性和雄性同在这场竞赛中演化自己的生殖器官,以获取生殖过程的主导权。

这种军备赛在鸭群中表现得尤为明显。很多种类的鸭拥有长的、螺旋状的阴茎。相应地,雌性也有螺旋状的阴道——只不过阴道的螺旋方向与阴茎相反,使雄性更难强迫雌性与之交配。

公鸭阴茎的爆发式勃起。图片来源:youtube.com

某些甲虫也参与进了一场能带来新物种分化的生殖竞赛。有些种类的豆象的雄性生殖器上分布了100余根刺,十分骇人。研究人员发现,随着雄性甲虫演化出越多的刺,雌性为了在交配中生还下来,就演化出更为坚韧的生殖器。这场军备赛代价高昂,导致生有多刺生殖器的物种后代数量减少。

“一般来说,我们认为演化是适应性的,生物会越来越适应它们的生活方式。”瑞典乌普萨拉大学的生物学家歌兰·阿恩维斯特(Göran Arnqvist)表示,“这则是个演化适得其反的例子。”

雄性豆象生殖器上的尖刺会在交配时弄伤雌性。相应地,雌性的生殖器也不断演化出抵御这些尖刺的结构。图片来源:Johanna Ronn

但很多情况下,动物们很注重自己的隐私。希尔博恩说,在野生猎豹中,两只雄性会挑选一只雌性,在她身边周旋数日,甚至都不会离开去狩猎,直到雌性准备好交配。很多求爱拍档都是兄弟,也有些没有血缘关系的。希尔博恩说,目前还不清楚雌性猎豹怎么选择交配伴侣。

“实际上的交配过程大概只被观察到过一到两次。”她说。

(编辑:Calo)

本文原发表于Live Science,经授权翻译并发表于果壳网。

文章题图:Collie Ennis / twitter.com

 
 
 
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发布于2015-09-08, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Stephanie Pappas

科学专栏作家,Live Science撰稿人

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