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有兩根丁丁的動(dòng)物,更愛(ài)用哪一根交配?別笑,這是正經(jīng)研究

  有位科學(xué)家,許多年來(lái)一直對(duì)某類(lèi)昆蟲(chóng)的丁丁著迷。畢竟,它們擁有不止一根丁丁,而兩根丁丁要如何使用,人類(lèi)可能不曾體驗(yàn)過(guò)……

  撰文 | 栗子

  審校 | 二七

  眾所周知,正常情況下人類(lèi)男性的外生殖器只有一根。當(dāng)然,也就不需要選擇用哪一根。

  但有一些昆蟲(chóng)就不同了,它們中的雄性有兩根陽(yáng)莖可以用來(lái)插入雌性體內(nèi),還能左邊右邊換著用。

  蠼螋(qú sōu)里便有不少這樣的例子。你也許會(huì)羨慕好奇:它們有沒(méi)有左右撇子之分?

  慶應(yīng)義塾大學(xué)的上村佳孝教授,和他的小伙伴們,研究這件事已經(jīng)超過(guò)20年了。最近,他們又有新的發(fā)現(xiàn)。

  左撇子少見(jiàn)嗎?

  首先需要說(shuō)明的是,“蠼螋”并不是單一物種,而是所有革翅目昆蟲(chóng)的統(tǒng)稱(chēng)。在這個(gè)大類(lèi)下面,一些物種有兩根陽(yáng)莖,另一些物種則只有一根(為了方便,下稱(chēng)陽(yáng)莖為“丁丁”)。

  這次科學(xué)家研究的對(duì)象,都是雄性有兩根丁丁的物種:一是納蠼螋(Nala lividipes),二是尼納蠼螋(Nala nepalensis)。

  這些蠼螋的交配方式是:雌雄朝反方向站,雄性用一根丁丁指向雌性,等到丁丁充血膨脹并插入雌性的受精囊,丁丁里的輸精管就可以直接把精子送過(guò)去。

  蠼螋每次交配大約會(huì)持續(xù)40分鐘,其間科學(xué)家躲在一旁,邊觀察邊錄制“蟲(chóng)片”。交配時(shí),雄性蠼螋使用了哪根丁丁不難分辨,工作的那根朝后,空閑的那根朝前。觀察了181只雄性納蠼螋和23只雄性尼納蠼螋與雌性之間的的單次交配后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),納蠼螋中有49.2%的雄性用了右丁丁,而尼納蠼螋中有43.5%的雄性用了右丁丁。

  研究團(tuán)隊(duì)覺(jué)得,這兩個(gè)數(shù)據(jù)從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講,都和50%相差不多。換句話說(shuō),用左丁丁和用右丁丁的雄性大致各占一半。不過(guò)這只是一次交配,再交配的時(shí)候它們會(huì)改用另一根丁丁么?

  接下來(lái),科學(xué)家便要欣賞更多“蟲(chóng)片”。在觀察了每只雄性蠼螋與雌性進(jìn)行的多次交配之后,科學(xué)家計(jì)算得出:雄性在一天內(nèi)換邊的概率大約是0.7%–1.6%,相當(dāng)于平均每隔64天-143天,才會(huì)把那根不常用的丁丁換上場(chǎng)來(lái)。

  也就是說(shuō),每只雄性都有自己的慣用丁丁,左撇子和右撇子基本各占一半。看到這樣的結(jié)果,科學(xué)家有些吃驚,因?yàn)樗麄冊(cè)?jīng)研究過(guò)另一個(gè)物種的蠼螋,雄性左右撇子的比例卻十分懸殊。

  左撇子也可以很少見(jiàn)

  同是慶應(yīng)大學(xué)的上村教授團(tuán)隊(duì),同是探索雄性蠼螋的丁丁使用習(xí)慣,只不過(guò)當(dāng)年科學(xué)家們研究的物種叫溪岸蠼螋(Labidura riparia)

  它與上文出現(xiàn)的納蠼螋和尼納蠼螋一樣,都屬于革翅目蠼螋科(但歸于不同的屬),都擁有兩根丁丁、每次交配都只用其中一根,且休息的那根都朝前。

  科學(xué)家在2006年和2019年,調(diào)查了溪岸蠼螋在不同地區(qū)的10個(gè)種群。結(jié)果發(fā)現(xiàn),使用右丁丁交配的雄性占了88.6%。使用左丁丁的雄性很少,其中的23%還是右丁丁有缺陷的個(gè)體。

  溪岸蠼螋的左右丁丁在形態(tài)上并無(wú)明顯差異。但科學(xué)家卻說(shuō),雄性在完全沒(méi)有性經(jīng)驗(yàn)的情況下,就已經(jīng)產(chǎn)生了對(duì)右丁丁的偏好。甚至,在性生活以外的時(shí)間,兩根丁丁的擺放方式也體現(xiàn)出了這種偏好:即便雄性蠼螋在休息,右丁丁朝后、左丁丁朝前依然是主流姿勢(shì)。

  由此團(tuán)隊(duì)推測(cè),這些昆蟲(chóng)可能是在漫長(zhǎng)的自然選擇中,保留了使用右丁丁的習(xí)慣。不過(guò)好在,它們的兩根丁丁,還沒(méi)有被自然選擇淘汰掉一根。

  順著這條思路,科學(xué)家調(diào)查了另外5個(gè)只長(zhǎng)一根丁丁的蠼螋物種,它們和雙丁丁的溪岸蠼螋擁有共同的祖先。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些物種在歷史長(zhǎng)河中退化掉的那根丁丁,正是左丁丁。

  如此退化,很可能也是大量雄性偏愛(ài)使用右丁丁導(dǎo)致的結(jié)果。那么,這種強(qiáng)烈偏好是怎么來(lái)的?

  雄性用哪只丁丁,取決于雌性?

  為什么在溪岸蠼螋當(dāng)中,接近九成的雄性都是右撇子;而在納蠼螋尼納蠼中,雄性的左右撇子幾乎各半?

  要回答這個(gè)問(wèn)題,首先必須確認(rèn)的一點(diǎn)是:這些物種的健康雄性,身上的兩根丁丁都沒(méi)有壞掉。當(dāng)科學(xué)家給它們打了麻醉藥、切掉常用的那根丁丁后,雄性依然可以用余下的一根丁丁插入雌性體內(nèi),并成功授精。

  既然雄性的左右丁丁,在功能上沒(méi)有明顯差別,可能就要從雌性身上找原因。

  雌性溪岸蠼螋的受精囊有個(gè)盤(pán)繞的結(jié)構(gòu),且盤(pán)繞方向幾乎全是逆時(shí)針。這樣一來(lái),受精囊的開(kāi)口就會(huì)偏向左側(cè)。而雄性丁丁的輸精管,是微微向內(nèi)彎曲。于是科學(xué)家覺(jué)得,當(dāng)雌雄“屁股對(duì)屁股”時(shí),右丁丁輸精管的朝向更適合插入(如下圖左),左丁丁用起來(lái)就沒(méi)那么絲滑,所以右撇子雄性在這個(gè)物種里成了主流。

  (c)為溪岸蠼螋交配示意圖,螺旋狀“管子”為雌性授精囊的部分結(jié)構(gòu),因溪雄性頭部朝向圖的下方,圖左為右丁丁插入受精囊,圖右為左丁丁插入受精囊。(e)為兩根丁丁,其中灰色細(xì)長(zhǎng)部分為向內(nèi)微微彎曲的輸精管,右丁丁的彎曲方向更適合插入(圖片來(lái)源:原論文)

  這種奇妙的螺旋,是蠼螋屬(Labidura)特有的結(jié)構(gòu)。而新研究中的納蠼螋尼納蠼螋兩個(gè)物種,是來(lái)自納蠼螋屬(Nala):這個(gè)屬里雌性的受精囊,似乎沒(méi)有什么更利于右丁?。ɑ蜃蠖《。┌l(fā)揮的特殊結(jié)構(gòu)。假如兩邊用起來(lái)差別不大,左撇子和右撇子數(shù)量相當(dāng)也便不足為奇——它們都是自然選擇的產(chǎn)物。

  不過(guò),即便兩根丁丁一樣好用,健康的雄性也很少讓二者交替上陣,常用的只有一根。團(tuán)隊(duì)推測(cè),也許換邊要消耗比較大的能量,因此蠼螋才不太讓左右丁丁輪流值班。那么,長(zhǎng)出兩根丁丁還有什么意義?

  科學(xué)家相信,擁有備用丁丁是個(gè)優(yōu)勢(shì)。若一根丁丁生來(lái)有缺陷或日后被科學(xué)家切掉,另一根丁丁還能派上用場(chǎng)。除此之外,這些蠼螋的丁丁本來(lái)就有緊急時(shí)刻被丟棄的設(shè)定,像壁虎的尾巴那樣:在雌雄蠼螋交配過(guò)程中,科學(xué)家用鑷子捏住雄性的腹部輕輕一拎,雄性便永遠(yuǎn)地離開(kāi)了那根工作中的丁丁,把它留在雌性的身體里。注意,這是自動(dòng)離開(kāi),不是被動(dòng)切除。

  當(dāng)然,在那之后它還剩一根丁丁,性行為也照常進(jìn)行。

  其他動(dòng)物也有兩根丁???

  蠼螋是昆蟲(chóng),屬于無(wú)脊椎動(dòng)物。而脊椎動(dòng)物中的一部分物種,也擁有“雙丁丁”的配置。

  在魚(yú)類(lèi)當(dāng)中,雄性鯊魚(yú)有成對(duì)的鰭足(clasper)用來(lái)交配,且可以根據(jù)雌性所在的位置,選擇使用左邊還是右邊的鰭足。另外,蛇和蜥蜴等等一些爬行動(dòng)物,雄性身上名叫半陰莖(hemipenis)的外生殖器也會(huì)成對(duì)出現(xiàn)。

  2014年的一項(xiàng)研究認(rèn)為,爬行動(dòng)物的外生殖器成雙成對(duì),和它們從海洋到陸地的遷移不無(wú)關(guān)系。在生活方式發(fā)生轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,有一些原本要長(zhǎng)成后腿的組織,可能演化成了生殖器官。

  相比之下,哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)的外生殖器,可能是由一些原本會(huì)成為尾巴的組織發(fā)育而來(lái)。所以,人類(lèi)的丁丁沒(méi)有成對(duì)出現(xiàn),而是只有一根。

  唯一的一根,一定要珍惜。


  原論文:

  https://academic.oup.com/biolinnean/advance-article-abstract/doi/10.1093/biolinnean/blab111/6357234

  參考鏈接:

  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17051546/

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jeb.13486

  https://academic.oup.com/aesa/article-pdf/97/5/903/26914063/aesa97-0903.pdf

  https://link.springer.com/article/10.1007/s001140100259

  https://europepmc.org/article/pmc/pmc5126516

  https://www.nature.com/articles/nature13819

  https://www.smithsonianmag.com/science-nature/half-of-these-earwigs-use-their-right-penis-the-other-half-use-their-left-penis-why-180978927/


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