澳大利亞魷魚吃精子以獲得更好的身體和後代

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首次在雌性南方瓶尾魷魚中發現了精子消耗現象,而且看起來它們正在利用這種營養豐富的精液來維持穩定的產卵量和健康的身體。

南方瓶尾魷魚(Sepiadarium austrinum)發現於澳大利亞南部的淺水沿海地區,體長僅約 4 釐米。它們白天埋在沙子裡,只在晚上出來覓食小型甲殼類動物,並透過向捕食者釋放大量粘液來防禦自己。

墨爾本莫納什大學的本傑明·韋格納(Benjamin Wegener)是今天發表的生物學快報論文的主要作者,該論文講述了這種微小、半透明物種的交配習性。“以前沒有對它們進行過任何研究,文獻中沒有一篇科學論文,”他說。“鑑於我們是從零開始,我決定要了解它們繁殖行為的最佳方法是將一雄一雌放在一起,看看它們是否交配。雄性立刻抓住雌性,然後就開始了。”


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南方瓶尾魷魚會避免任何明顯的求偶形式,進行頭對頭的交配,雄性將稱為精莢的精子包沉積到雌性的頰腔中——一個位於嘴巴正下方的外部肉質囊袋。然後,雌性會從其外套膜中取出成熟的卵子,並將其與儲存的精莢接觸,然後再將其(現在已受精)沉積在海草、海藻或岩石裂縫的底部。雌性在與雄性相遇後,可以在其頰腔中儲存精莢長達三週。它們還會從頰腔膜上刮下一些精莢並將其吃掉。

去年年底,韋格納和他的同事發現,小型雌性消耗的精莢明顯多於大型雌性,而雄性則對大型雌性表現出明顯的偏好。他們認為,這可能是雄性和雌性用來影響後代親子關係的一系列策略之一,因為透過選擇消耗較少精莢的大型雌性,雄性實際上減少了對其潛在後代的威脅。

但是研究人員還發現,這種對大型雌性的偏好並沒有影響到雄性向小型、“更飢餓”的雌性轉移的精莢儲存量,這表明透過食用精莢,小型雌性可能能夠比其他情況下產生更多數量的更健康的後代。

為了驗證這一點,該團隊(包括墨爾本大學的進化生物學家德維·斯圖爾特-福克斯和維多利亞博物館的馬克·諾曼)觀察了在菲利普港灣收集的 51 只南方瓶尾魷魚的交配習性。雄性被餵食放射性十足目動物(小型蝦狀甲殼類動物),直到它們達到性成熟,此時它們開始產生放射性精莢。當雌性吃掉精莢時(而且它們都吃了),研究人員可以追蹤放射性水平,以檢視它們如何被整合到身體周圍,從而向各種組織和未受精卵提供營養。“儘管馬克曾提到[精莢消耗]可能是一種可能性,但實際上第一次看到它,並意識到您可能是世界上第一個真正做到這一點的人……這非常特別,”韋格納說。

實驗還揭示了更多關於雄性和雌性之間如何進行一場複雜的親子關係之戰。雄性可能會試圖從雌性的頰腔中舀出競爭對手的精莢,並用自己的精莢取而代之,而且它們似乎透過將射精物策略性地沉積在雌性頰腔中她無法觸及的區域(韋格納稱之為“黃金地段”)——靠近喙的底部,從而最大限度地減少精莢的消耗。當在交配後三週內解剖雌性時,在喙的底部發現了大量精莢,證實了這一點。

它們似乎也知道與最接近產卵狀態的雌性交配是有利的,因為如果她不是,它們可能會在不知不覺中幫助競爭對手產生後代。“這些雌性正在利用來自雄性的營養來發育她未受精的卵子,”韋格納說。“如果她在交配後不久沒有產卵,雄性可能會完全錯過使其卵子受精的機會,而是成為下一個到來的雄性的貢獻者。”

在交配後,雌性也有可能在後代的親子關係中進行一些控制,她可能會像雄性墨西哥灣海龍有選擇地中止不具吸引力的雌性的胚胎以消耗其營養一樣,選擇性地吃掉吸引力較差的配偶的精莢,而保留吸引力較強的配偶的精莢,但這還有待探索。韋格納現在正在研究雄性是否正在利用任何機會來擺脫質量較低的精莢的可能性,這將有助於解釋為什麼它們在每次性接觸時都會沉積大部分精莢儲存,而不管他的配偶可能會吃掉多少。

引用的論文

本傑明·J·韋格納、德維·斯圖爾特-福克斯、馬克·D·諾曼和鮑勃·B·M·王(2013 年)。頭足類動物中的精莢消耗

生物學快報

韋格納,B.,斯圖爾特-福克斯,D.,諾曼,M.,和王,B.(2013 年)。雄性策略性擇偶最大限度地減少射精消耗。《行為生態學》,24(3),668-671 DOI:10.1093/beheco/ars216

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About Becky Crew

Bec Crew is a Sydney-based science writer and award-winning blogger. She is the author of 'Zombie Tits, Astronaut Fish and Other Weird Animals' (NewSouth Press).

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