雄性侏儒蜘蛛如何使用贞操带保护它们的父权

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动物并没有真正的贞操带。但雄性生物进化出了一些有趣的方式,试图确保只有它们自己能够接触到特定的雌性。

例如,猩红蜻蜓的性器官上有倒钩,可以刮掉竞争对手雄性的精液。或者,生物可能会采取更具防御性的姿态,阻止其他雄性在完成交配后留下它们的遗传物质。几乎所有动物群体中都存在这些“交配塞”的证据。一项新研究描述了一种蜘蛛是如何使用它们的,以及它们的效果如何。

一只雄性侏儒蜘蛛会用一个塞子封住它的配偶,确保没有其他蜘蛛能将精子注入雌性的精子储存囊中。一天左右后,塞子就会硬化到足以阻止任何其他蜘蛛进入——即使雌性已经准备好进行新的交配。

蜘蛛有一些令人难以置信的怪异交配习性——你知道寡妇蜘蛛吗?——但其生理结构本身很有趣。雄性在腹部器官中产生精子,然后用它们的触肢(pedipalps)拾取精子,触肢是它们身体前方看起来像小爪子的附肢。它们就像你在龙虾和一些其他甲壳动物脸上看到的第二对较小的触角。

触肢有几个部分——有些帮助蜘蛛消化食物,而最末端则发育成精子传输器官。雌性有两个生殖开口,可以容纳雄性的两根触肢。它们储存精子,并选择何时为其卵子授精。

德国格赖夫斯瓦尔德动物学研究所和博物馆的Gabriele Uhl证明,在插入触肢并交配后,Oedothorax retusus 物种的侏儒蜘蛛会在雌性的生殖开口处留下交配塞。同样来自动物学研究所的Katrin Kunz开始研究这是如何工作的。

Kunz发现,雄性以液态转移塞子材料,然后它必须硬化才能抵御其他雄性的交配尝试。研究人员发现,更大的交配塞,在更长的交配时间内形成,比短塞子更有效。

为了检验这一点,Kunz和她的同事们聚集了一些蜘蛛,让它们开始交配。它们的交配在一次或三分钟后被停止,形成了两个测试组。然后,在15分钟、1小时、1天、3天后以及雌性产卵后,再次让蜘蛛交配。科学家们用扫描电子显微镜仔细检查了雌性蜘蛛。

研究人员发现,较小的、一分钟的塞子效果较差,而且对于立即再次交配的蜘蛛来说,塞子的效果普遍较差。他们发现。一旦塞子存在一天,它们就非常有效地阻止了来自其他蜘蛛的精子进入。

Kunz在一份声明中说:“侏儒蜘蛛的交配塞显然起到了机械障碍的作用,阻止了竞争对手雄性。”

这是对蜘蛛怪异交配行为史册——以及动物王国类似贞操带的策略——的一项重要补充。

参考文献:Kunz, K. et al (2014). Does the size and age of mating plugs alter their efficacy in protecting paternity? Behavioral Ecology and Sociobiology

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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