自然科普:章魚體內(nèi)有寄生蟲?!章魚:那是我對象的丁丁……
來源:物種日歷
發(fā)布時間:2022-07-05
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1829年,動物學(xué)界泰斗級別的人物居維葉(Georges Cuvier),在船蛸(一類章魚)體內(nèi)得到了一條“寄生蟲”,他給它起了一個學(xué)名。但這位大人物還不了解,它其實(shí)是一個生殖器。

不是寄生蟲?

在大多數(shù)雄性章魚和烏賊身上,有一個或者一對觸腕特化成了專門傳遞精子的器官,稱為莖化腕(hectocotylus,這個名字來自居維葉給它起的屬名)。在交配中,雄性船蛸的生殖器會自動斷掉,留在雌船蛸體內(nèi)。

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右:雌船蛸,上:雄船蛸,伸出了很長的莖化腕 | Dr Mary Gillham Archive Project / Flickr

離體之后,莖化腕仍然有一定的活動能力。頭足動物的精子是裝在精莢(spermatophore)里的,像是一包貨物,所以莖化腕脫離身體,也不會影響精子的傳輸。

船蛸的親戚印太水孔蛸Tremoctopus violaceus,是世界上雌雄差距最大的動物之一,雌章魚的體長是雄性的50倍,體重差更是高達(dá)一萬倍,為了完成在她巨大身體上“探險”的任務(wù),印太水孔蛸的莖化腕比身體還要長。不過,我們還是不了解莖化腕的工作細(xì)節(jié)。

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深海多足蛸Bathypolypus arcticus的莖化腕 | Picryl

順便一提,莖化腕不是陰莖,頭足綱有陰莖,但在有莖化腕的物種身上,陰莖不負(fù)責(zé)傳送精子的工作。手魷科的Chiroteuthis mega沒有莖化腕,它的陰莖很長,可以把精莢放入雌性體內(nèi)。

海蛞蝓的武藝

悲哀的事實(shí):在動物世界里,雄性失去外生殖器,雖然不算常見,但相當(dāng)普遍。科學(xué)家甚至為它們發(fā)明了不同的術(shù)語,在蛞蝓中,這一現(xiàn)象被稱為apophallation(去掉陰莖),在蜘蛛中則稱為emasculation(閹割)。

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悲痛的呼喚…… | 黃金神威

接下來的問題是,進(jìn)化適應(yīng)的目的是傳遞更多的基因,為什么動物要自絕后路呢?答案(又)是萬惡的精子競爭:在一些極端條件下,犧牲丁丁,可以提高自己的授精率。

關(guān)澤彩眞等人發(fā)表在《動物行為學(xué)期刊》(Journal of Ethology)上的一項(xiàng)研究,列舉了十一種會斷掉丁丁的海蛞蝓。其中十種都是在交配中斷掉,丁丁的尖留在對方的生殖道內(nèi),作為一個塞子,阻止其他海蛞蝓再度授精。Goniobranchus reticulatus在交配之后斷掉丁丁,可能是因?yàn)樗亩《〗Y(jié)構(gòu)古怪,難以回收,而之所以古怪,是因?yàn)樗枚《“褎e“人”留在生殖道里的精子刮出來。

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色彩鮮艷的海蛞蝓G. reticulatus | Bernard Picton / Wikimedia Commons

因?yàn)楹r因跏谴菩弁w的,斷劍之痛要由雙方來承擔(dān)。幸運(yùn)的是,海蛞蝓的輸精管內(nèi)還有很長的“備用丁丁”,在失去丁丁之后可以“頂”出來作為替換,就像自動鉛筆一樣。

蛞蝓折戟沉沙

蛞蝓和海蛞蝓同為腹足綱,但算不上近親。Ariolimax屬是北美洲最大的陸生蛞蝓,一些種類是鮮明的黃色,因此有個可愛的綽號“香蕉蛞蝓”。香蕉蛞蝓的雄性外生殖器很大,在交配時偶爾會(約4%)無法拔出,然后對方就會把它咬斷。

香蕉蛞蝓的雌性生殖道周圍有肌肉,可以把丁丁夾住拔不出來。看起來,海蛞蝓失去丁丁,是由接受丁丁的一方“作案”的,這種情況又不同于船蛸和海蛞蝓的“主動切割”。香蕉蛞蝓能跟多個同類交配,所以蛞蝓們之間存在“情敵”的競爭關(guān)系。這時,能提高自己讓卵子受精比率的策略,在進(jìn)化上是有利的。

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交配的香蕉蛞蝓 | Heike Reise & John M.C Hutchinson / Trends in Ecology & Evolution (2002)

香蕉蛞蝓不愿意跟無法提供精子的同類交配,失去丁丁就會“情場失利”,無法再接受“情敵”的精子,從而保證了第一個蛞蝓的受精率。蛞蝓咬掉丁丁之后,還可以把它取出來吃掉,也算是物盡其用。

不過,同樣因?yàn)轵因跏谴菩弁w,兩方插入時也在被插入,存在兩方丁丁都被咬掉的可能。內(nèi)卷競爭的結(jié)果往往是兩敗俱傷。

大內(nèi)高手蜘蛛

蜘蛛的雄性外生殖器,是長在嘴邊的一對觸須狀器官,稱為須肢(Pedipalps),也叫觸肢,工作原理類似注射器,雄蜘蛛排出精液,吸到須肢里,注入雌蜘蛛的兩個生殖孔。須肢的另一個作用是自動折斷,堵住生殖孔,這跟海蛞蝓的丁丁很相似,但蜘蛛的內(nèi)卷程度還要高出一等,甚至把“壯士斷丁”分出了三個“門派”。

雄性的裂腹蛛Herennia multipuncta在交配中,須肢上用于插入的部分會斷裂,堵住雌性的生殖孔?!叭印辈⒉皇菄?yán)絲合縫堵死的,其他雄性仍可以趁虛而入,見縫插針,所以失去須肢的雄蜘蛛仍會守在雌蜘蛛身邊,驅(qū)逐“情敵”。失去須肢的蜘蛛甚至比完整的雄蜘蛛更加兇猛,這算是大內(nèi)高手嗎?

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球蛛科的Echinotheridion gibberosum,交配之后須肢(箭頭所指)留在雌性體內(nèi) | Matjaz Kuntner et al. / Biol. Rev. (2015)

金蛛屬的Argiope aurantia更為悲壯。雄蜘蛛交配第一次時,斷掉用于插入的器官,交配第二次,他就會直接死掉。因?yàn)樾壑┲牒苄。ㄖ挥写浦┲氲?/50),他就像一塊毛巾一樣掛在雌蜘蛛身上。雌蜘蛛把他“摘下來”后,須肢會整個斷掉,堵住雌性受精囊的入口。

球蛛科的Tidarren sisyphoides主張斷舍離。它們是雌雄差距最大的蜘蛛之一,雌蛛的重量是雄蛛的100倍,為了匹配,須肢也相當(dāng)之偉大,兩個須肢加起來占到雄蜘蛛自重的20%。但副作用是雄蜘蛛拖著巨大的包袱跑不快。因此他會自己斷掉一邊的須肢,輕裝上陣去尋找配偶。這還不夠,交配完之后,雄蜘蛛會死掉,他已經(jīng)失去了授精的能力,從基因傳遞的角度講,已經(jīng)是沒有意義的墊腳石了。

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E. gibberosum成年蛻皮之后,拋掉一邊的須肢(箭頭所指),減輕走路的負(fù)擔(dān) | Matjaz Kuntner et al. / Biol. Rev. (2015)



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