在日常生活中,蒼蠅是一種令人討厭的昆蟲,它的可厭之處是無處不在,凡是涉及到人類活動的區域,都有蒼蠅的蹤跡,在上世紀五十年代,蒼蠅被列入“四害之一”,全國上下掀起了消滅四害運動的風潮,可即便如此,蒼蠅依舊沒有被趕盡殺絕。似乎它無時無刻都在覬覦混入人類生活中,是人類永遠不能接受的種羣。

果蠅在進化過程中精子長度可達體長20倍

每年的夏季是蒼蠅肆虐的季節,對人類生活產生了很大的影響,威脅着人類的健康。在生物學中,蒼蠅這個物種是典型的“完全變態昆蟲”,蒼蠅的種類有4200多種,常見的蒼蠅主要有家蠅、市蠅、綠豆蠅、果蠅等。與其他種類蒼蠅相比,果蠅體型非常小,所以它們可以通過門窗周圍的縫隙進入房屋。進入房屋後,果蠅很快就繁殖,在被發現之前,果蠅其實已經有一個初具規模的團隊在室內開展活動了。

果蠅的生命週期非常短,從卵到成蟲只需要八天,這意味着在一週內如果房間內沒有消滅果蠅,就會滋養一個小規模的果蠅羣。雌性果蠅成蟲最多活一個月左右,但在這麼短的時間內,雌性果蠅可以產下500個卵。

然而值得一提的是在《自然》科學雜誌上曾刊發果一篇論文,詳細地闡述了二裂雄性果蠅在進化過程中,精子發生的變化,如今我們見到的雄性果蠅,它的精子長度達到了6釐米,是體長的20倍。在蒼蠅家族中,雄性果蠅精子的長度是最高的。雖然雄性果蠅精子很長,但它也存在一個弊端,那就是產生精子越長,數量就會越少。爲了提高受孕繁殖的機會,雄性果蠅只能提高交配頻率,交配次數越多,進入生殖道中的長精子就越有優勢,它可以直接把其他短的競爭者排擠走,在長期的進化過程中,果蠅的精子發展變得越來越長,儘可能的產生更多的後代。

巨大精子的悖論——雌性的性選擇推動了精子的進化

在通常情況下,一隻雌性果蠅會與很多雄性果蠅進行交配,從進化論角度來看,雄性生物產生的精子越多越有利於繁衍後代。然而與之相違背的是,雄性果蠅並沒有在進化過程中產生大量的精子,而是花費很多能量產生了最長的巨大精子,這種精子長度已經超過了雄性果蠅自身的身長。因此,有人認爲這是一個巨大精子的悖論。那麼對於果蠅出現的這種情況,到底該怎麼解釋呢?

來自紐約雪城大學的斯科特·皮特尼克對果蠅中的這種巨大精子的悖論提出了一種可能的解釋。並把研究結果發表在了《自然》雜誌中。皮特尼克認爲:雄性果蠅在進化過程中出現的巨大精子長度跟雌性果蠅的性選擇有直接關係。換句話理解,雌性生物的性選擇推動了雄性生物的精子進化。比如雌性果蠅喜歡偏愛精子的長度,所以根據雌性果蠅的喜好,雄性果蠅在進化過程中,精子的長度纔會變長。當然這種精子長度跟雄性果蠅自身強壯有直接關係,如果雄性果蠅體質很弱,那麼是根本無法產出這種巨大精子,畢竟產出巨大的長精子也是需要消耗很多能量的,體內沒有強大的能量,是無法完成這項工作。

此外,皮特尼克認爲雌性果蠅的體內應該有儲存精子的納精囊,這個特殊的器官是可以長期保存精子的。比如雌性果蠅想什麼時候受精,就會在什麼時候取出精子完成受精,雄性果蠅能否完成繁衍後代任務,完全是取決於雌性果蠅的“心情”。那麼此時,在雌性果蠅體內的納精囊中,長度越長的精子,就越會佔有優勢,它可以隨時隨地擠走其他短精子,讓自己有更多機會被保存下來。由此可見,雌性果蠅在與雄性果蠅繁衍後代過程中是分兩個階段,一個是先讓雄性果蠅將精子輸送到納精囊中,另外一個是通過自己完成受精過程,雌性果蠅可以隨時隨地控制自己產出後代。

果蠅的巨大精子都有哪些優勢?爲何要進化出巨大的精子?

衆所周知,精子是雄性動物繁衍的生殖細胞,就人類而言,一位身高在一米七以上的成年男性,他的精子長度不過只有50微米左右,只有在顯微鏡下我們才能看到,在自然界中體積越大的動物,比如大象或者是鯨魚,它們的精子體積就會越小。那麼在我們已知的物種中,雄性果蠅的精子長度大於它的體長,這種巨大的精子對於果蠅來說有哪些優勢?爲何果蠅會進化出巨大的精子呢?

1、雌性果蠅更挑剔:性選擇過程中,長精子佔優勢

科學家們發現不同的雄性果蠅,精子的特徵也是有所不同的。雌性果蠅更爲挑剔,在性選擇方面,雌性果蠅推動了雄性果蠅精子的進化。一般而言,雌性果蠅偏愛較長的精子,對於雄性果蠅來說想要產生出這種巨大的精子,就需要擁有一個強健的體魄,畢竟這種巨大的精子需要更多的能量才能產生,然而精子越長,數量就會越少,爲了能夠讓自己的後代更好的繁衍發展下去,雄性果蠅只能提高交配次數,所以說雄性果蠅之所以能夠進化出巨大的精子,是雌性果蠅推動性進化的結果。

2、雄性果蠅產出的巨大精子可以避免被雌性果蠅喫掉

當果蠅處於惡劣的生態環境中,面對缺水缺食物的條件下,雌性果蠅就會從雄性果蠅精液中受益,由於雄性果蠅的生殖器是包裹在外面,雌性果蠅可以掌控局面,狼吞虎嚥喫掉精液,值得一提的是,不是所有的精液都會被雌性果蠅取出體外,比如一些長精子就會避免這種被喫掉的情況,與之相比的那些短精子就會成爲雌性果蠅補充體能的最佳能量。所以總體來看,雄性果蠅中的巨大精子具有非常強的優勢,不會成爲雌性果蠅補充的“液體”能量。

3、可以促進雄性精子長度奔着更長的方向進化

雌性果蠅對精子越挑剔,那麼就越容易讓雄性果蠅的精子長度朝着更長的方向進化。也就是說在進化發展過程中,質量越高,長度越長的精子,越容易受到雌性果蠅的喜愛,它們可以從中受益,更好地繁衍後代。對於任何一個母親來說,都希望自己能夠孕育出更優質的生命,然而這種孕育過程離不開強大的基因遺傳,所以雌性果蠅會選擇體質健壯,精子更長的雄性來完成交配過程。

4、雄性果蠅產出的長精子可以排擠短精子,被保留下來

在前面我們也已經跟大家提到過,在雌性果蠅體內有一個特殊的器官是納精囊器官,這個器官是專門負責儲存精子的,雌性精子可以隨心所欲的控制受精時間和地點,所以越長的精子越容易被保留下來,反之那些在納精囊中的短精子是很容易被長精子排出體外的,對於雄性果蠅來說,精子越長,繁衍後代的機率就會越大。

哺乳動物體積越小,精子體積就越大

在自然界中,不同生物的精子,長度也會相差甚遠,比如體積巨大的野豬,它的精子是非常小的,而果蠅雖然體積很小,但是它的精子卻是它的體積身長的20倍。衆所周知,完成繁殖孕育過程,體積越達的精子,纔會遊得越快,更好地與卵細胞結合。不同物種的精子在生成過程中,精子數量隨着染色體交換數量的增加而增長。染色體交換增加了遺傳變異的可能性,是自然選擇必不可少的“原料”。

在哺乳動物中,鯨魚的體積長達三十多米,它所產生的精子卻沒有老鼠產生的精子長,所以在交配過程中,越短的精子是越不容易進入雌性生殖道與卵子結合的,藍鯨的精子想要與卵子結合,所耗費的時間和“路程”是老鼠的100倍。對於雄性物種來說,“魚和熊掌是不能兼得的”,雄性果蠅產出巨大的精子,那麼數量就會變得相對較少,畢竟身體產生精子需要頗高的代價,而體內的能量又是有限的。物種的精子進化是隨着雌性物種的喜好而改變的,一旦發現室內有果蠅這種害蟲,我們必須馬上行動進行消滅掉。

在自然界中,哺乳動物完成交換過程是神奇的,而偏偏有很多人卻異常喜歡喫動物的“性器官”,除了地上跑的,還有海里遊的,當然相比之下,海里遊的“生殖器食材”就相對更昂貴。比如日本料理中的河豚、鱈魚精巢、燒烤食材中的“羊鞭”,炸串中的“雞臀尖”,人類以動物的生殖器作爲滋補美食,殊不知,這些生殖器更容易聚集各種污染物包括重金屬、有機污染物等有害毒素,富含高膽固醇的性器官食用過多,對人類有害無益,所以我們應該尊重大自然,不要讓所有的野生動物都變成餐桌上的美味,這對人類來說也是一種傷害,畢竟所有的病菌都是從口入的,拒絕野味,從你我做起!

相關文章