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扁虫有异乎寻常的繁殖方式:自我授精

时间:2015-07-03 编辑:佚名 来源:煎蛋网


一种非常平常的扁虫却有异乎寻常的繁殖方式。图片: Lukas Sch?rer

扁虫物种Macrostomum hystrix看上去很平常,它食用微小藻类的饮食不会让人讶异,如果在它的栖息地遇到它你甚至都不会注意到它的存在。但在床第之间,这些扁虫将性怪癖提到了一个全新高度:当它们无法找到伴侣时,它们会用针尖一样的铅笔刺入自己的头部,射入精子自我授精。

原理上来说,科学家们称之为创伤性授精:强制性在雌性生殖道以外存放精子的行为——是的,而且通常和听上去的一样粗鲁。臭虫就是因此而臭名昭著,因为这种受精类型对雌性造成严重伤害并会损害健康。包括扁虫在内的一批物种都示范了这种生殖方式。

因为大多数扁虫物种都是雌雄同体的,谁给谁授精通过特别的方式裁决:铅笔剑斗。两个个体会在字面意义上使用它们的雄性交配部件(称为口针)进行怪异而美丽的格斗,直到一方能够把它的精子投递器官插进另一方的身体。在此次交流中成为“雄性”的一方认真地注入它的精子,然后退出,把生育后代的负担留给成为成为雌性的一方。

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但如果一只铅笔剑斗的雄性不能找到陪练小伙伴怎么办?根据最近在《皇家学会报告》上发表的研究,它们就会插入自己。

瑞士巴塞尔大学和德国比勒费尔德大学的科学家们最近示范了M. hystrix的自我授精能力——在同时拥有健全的雌雄两种生殖部件的物种中这种能力并非不寻常。但它们以前不知道扁虫是如何把它们整齐地包裹在身体尾端的雄性部分里的精子移动到能够向较靠近头部的雌性部分迁移的某个地方。幸运的是,这些扁虫是透明的,这允许科学家们观察精子在体内的动向。它们把成熟的扁虫们放到一个24格的小格板里,或者单独一格(“隔离”),或者三只一格(“三体”),并按时查看它们。

三只一格的扁虫们依偎在一起11到13天后毫不吃惊的将精子注入了它们的身体——多半在尾部到中部的区域里。隔离的扁虫们身体里也发现了精子,但离奇的是,精子是在其它部位被发现的:这些动物的头部

与此同时你们人类是如何剑斗的 / George Takei

“这种模式强烈提示三体小组里的异体交配通常通过创伤性授精进入扁虫的尾部区域,”作者们解释道,“而隔离扁虫的自体授精多半是通过创伤性自体授精的惊人机制达成的。”简言之——找不到其它小伙伴来刺入口针时,这些柔软的扁虫挥舞它们的尾部绕圈,在自己的头部里注入精子

M. hystrix的基本身体规划,雄性部分在尾部。Ramm et al. 2015 图1

该团队并未直接观察到这一自体注入,但是精子异样的中出位置强烈指示自刺行为发生了。如果精子只不过是可以在体内自由蠕动并向卵子进发,那么,它们就应该——像有伴侣的交配那样——聚集在用来储存精子的尾部,它们为什么要绕过卵子一路跑到头部然后再绕回去?它们必然是直接从尾部被放进头部的。所以:创伤性自体授精。

为什么是头部,而不是比如身体中部?这个真的很简单:头部是它们唯一够得到的地方。或者正如作者们所说,“想必是由于解剖上的局限性把自体精子注入的可能地点限制在了这个区域。”

该团队显示隔离扁虫头脑里注入的精子越多,它产生的后代也越多,提示这些扁虫不但能自我授精,而且即使是从错误的一头出发,精子也足够聪明能找到通向卵子之路。

团队更进一步演示了扁虫可直可弯的灵活性,它们把已经正常繁殖过(经过对扁虫们来说很正常的好一番铅笔剑斗比试以后)的一些扁虫隔离起来,然后它们再等上6天看看这些扁虫会不会自体授精——它们受了。

“据我们所知,这是第一次描述个体看上去将精子注入自己头部或上身区域的案例,”在结论中作者们这样陈述。

引用文献: Ramm SA, Schlatter A, Poirier M, Scharer L. 2015 Hypodermic self-insemination as a reproductive assurance strategy. Proc. R. Soc. B 20150660. DOI: 10.1098/rspb.2015.0660

via discover http://blogs.discovermagazine.com/science-sushi/2015/06/30/flatworm-hypodermic-self-insemination-by-injecting-sperm-into-their-own-heads/

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