研究稱部分動物以雄性精子為食滋養身體
鉅亨網新聞中心 2013-06-07 11:47
新浪科技訊 北京時間6月7日消息,近日一項研究稱,某些動物的雌性會以雄性的精子為食,並利用精子所含有的營養物質來為滋養自己的身體或卵細胞。這項研究的結果發表在《生物學快報》(Biology Letters)雜誌上,為研究生物界中的兩性關係提供了新的視角。
研究負責人本傑明·韋格納說:“如果雄性的精子被吃掉,而不是用於卵細胞的受精,那它們就失去了繁殖的機會。因此,雄性最關心的是至少保證一部分精子能到達雌性的卵細胞。”韋格納是來自澳大利亞莫納什大學生命科學學院的研究者。他補充道,在許多物種中都曾記錄到精子被作為食物消耗的現象。人類也在這個行列之中,但這種行為並不是人類繁殖過程的必要部分。據文獻報導,人類的精液中含有果糖、水、維生素C、檸檬酸、、蛋白質、鋅及其他物質。從成分組成上,這與含有蛋白質的運動飲料有些相似。
不過,食用精子的行為在動物界中並不常見。出現過這種行為的動物包括麗蠅、小金蠅科的種類、頭翼鋤蟲(學名:Spadella cephaloptera,一種奇特的海洋無脊椎動物)、1種水蛭、1種裸鰓類動物以及澳洲后耳烏賊(學名:Sepiadarium austrinum)等。
韋格納及其同事的研究中重點關注了烏賊種類中的這種習性。他們不僅發現了雌性烏賊食用精子的過程,還追蹤了精子中營養物質的去向。這是首次在體外受精的動物中發現取食精子的現象。
澳洲后耳烏賊生活在澳大利亞南部近海,其雌性個體在口部附近有個袋狀結構,可以儲存雄性的精莢囊,儲存時間最多可以達到3個星期。在繁殖的時候,雌性烏賊會排除成熟的卵細胞,使其通過精莢囊進行受精,之后將受精卵放置於海草上或岩石縫隙中。雄性烏賊需要耗費一定的時間來生精莢囊,而且它們需要輸送幾個精莢囊給同一隻雌性,才能提高受精的概率。
“這裏存在一個十分重要的差別。對於體內受精的動物來說,即使雌性消耗掉一部分精液,但至少還有一些精子會保留在生殖道中,”韋格納說,“但對於體外受精的動物來說,其精子儲存的時間較短,如果雌性不能夠即使排卵的話,那雄性就會失去使卵細胞受精的機會。”
為了克服這一問題,烏賊以及其他很多動物的精子中,會含有一些具有“操控”功能的化合物,能刺激雌性進行繁殖。到目前為止,人們已經在其他物種的精子中發現了超過80種蛋白質,這些蛋白質具有以下功能:降低雌性對未來交配行為的接受能力;刺激雌性更快地卵;刺激雌性卵細胞形成和排卵;影響雌性儲存精子的時間;影響卵細胞的受精等。
另一方面,這些物種的雌性可以決定是否取食精子或精液。這也引發了另一些問題,如雌性動物是否有時會將雄性視為食物的來源?雌性是否會採集精子作為樣品,判斷其具有的品質?以及雌性取食精子是否是為了讓其他雄性進行受精?
英國埃克塞特大學進化生態學教授湯姆·特雷根扎(Tom Tregenza)稱,有些昆蟲會以雄性的精莢(烏賊、某些昆蟲即其他一些物種會將精子包裹起來,形成精莢或精莢囊)為食,以獲取營養物質。他說:“這一發現說明,同樣的行為會在兩類演化路徑如此不同的生物中出現,實在令人驚嘆。”
湯姆·特雷根扎教授認為這種行為也能給雌性烏賊帶來壓力,它們需要考慮如何為交配提供足夠的精子,而雌性可能並沒有將精子視為一種常規的“誘人食物”。研究中發現,體型較小的雌性烏賊會相對較多地取食精子,而雄性烏賊更傾向於與體型較大的雌性交配。研究者認為,如果雄性的精子被取食的越少,那其最終成功受精的概率就越大。
另一方面,研究者發現,雄性烏賊依然會與體型較小的雌性交配,這可能意味后者會利用精子的營養物質來滋養自己或卵細胞,以生更多、更健康的后代。“正如論文作者所指出的,”特雷根扎說,“雌性烏賊甚至可能取食那些吸引力較小的雄性烏賊的精子,而以更具吸引力的雄性烏賊的精子來為卵細胞受精。”(任天)
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