当前位置: 螳螂 > 螳螂的生活环境 > 约会交配和照顾后代昆虫的奇妙生活
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六足之性
昆虫作为一个动物类群的巨大成功该归因于什么呢?为什么它们的物种如此丰富?为何它们的数量如此之多?简单地说:因为它们小巧、灵活、性感。
我们星球上的生命,大小范围跨越10多个数量级——从支原体细菌(以纳米来度量)到加利福尼亚能长到超过米高的巨型红杉。昆虫出现在其中的6个数量级,全都在较小的那半段:从无翅的雄性缨小蜂——比人类头发的横截面还小,到和你小臂一样长的竹节虫。换句话说,大多数昆虫都很小,因此它们只需要很小的一块地方就能躲避天敌,还能开发大型生物不感兴趣的资源。
昆虫同样灵巧得令人难以置信——就它们的灵活性和适应性而言。它们的翅使得它们可以分散到相对于其体形来说面积极大的区域,而它们对于空域三个维度的熟练掌控让它们能接触到更多的营养来源。大多数昆虫的幼期是在与成年期完全不同的身体形态中度过的,这意味着它们能在生命的不同阶段利用完全不同的生境和食物来源——幼体不会与成虫争夺食物。
最后,同样重要的一点是,昆虫有着令人震撼的繁殖能力。当上帝说“要生养众多,遍满地面,治理这地!”(《创世记》1:28)的时候,一定有一只趴在墙上的苍蝇以为上帝是对自己说的。听听看:找两只果蝇,把它们放在理想的生存条件下一年,会产生25代果蝇。每只果蝇母亲会产下枚卵。假设它们都会生长到成虫阶段,且其中有一半是雌虫,这些雌虫再进行交配,并产下枚卵。等到这一年结束,你会得到第25代,光是这一代就会有将近只可爱的红眼小果蝇。这个数就是一个1后面跟着42个0。为了让这幅画面更直观,想象一下把这些果蝇紧密地排列在一起,能排多密就排多密,形成一个巨大的果蝇球。你会得到一个直径超过地球与太阳之间距离的球体!这些昆虫有如此多的天敌是件好事,不然,地球上就不会有任何空间留给我们人类了。
很幸运(我们可能会说),昆虫的大多数卵连成虫生活的一点影子都瞥不到。大部分昆虫在远未成家的时候就会饿死,被吃掉,或者以其他方式死去。这是一场残酷的拼杀。随着时间的推移,一个惊人的适应范围就形成了,尤其是涉及择偶和繁衍时。在本章中,我们来看看其中的一些昆虫。
雄虫的五十种怪招
昆虫的感官在它们寻找伴侣的过程中发挥着举足轻重的作用,而这个过程中的竞争是十分激烈的。即使小伙遇见了姑娘,这场斗争也远未结束。恰恰相反,它几乎还没开始,因为如何将它们的遗传物质尽可能多地传递下去这个问题,在雌性和雄性身上有着不同的答案。举个例子,雌性在短期内与多个雄性交配的情况并不鲜见,而雄性则对此忧心忡忡,因为这意味着它的精子面临竞争。其结果就是,许多昆虫配备了瑞士军刀般复杂的雄性生殖器,刮刀、长勺、羹匙……各种富有想象力的形状一应俱全。目的呢?就是要把捷足先登的那些雄虫的精子一扫而光。
假如先前的雄性采取了另一种把戏——把雌性的生殖腔开口堵住的话,这套工具也能派上用场。男一号的思路是自制一条贞操带,让雌性不能再次交配。这种伎俩并不总能奏效,因为男二号只需要用自己的刮刀、叉杆和钩子,就能把塞子拔掉,让自己的小家伙一亲芳泽。点点烛光、款款爱抚什么的都歇歇吧!
雄性施展的另一种把戏,是确保自己的精子尽可能多地传递给雌性,并尽量确保它没有时间应付其他雄性。做到这一点,靠的是尽可能地拉长交配过程。有些物种将这一点做到了极致——稻绿蝽(Nezaraviridula),它能够保持交尾整整10个昼夜。这个物种已经扩散到了全世界,甚至偷搭在进口食品上到了英国。而这与印度冥?相比仍然不算什么,后者据说曾经在一场纯娱乐性质的坦陀罗式性爱中,丧心病狂地痴缠了79天!
除了进行长时间的交配,雄性还会密切监控交配之后的雌虫。你有没有见过蜻蜓的近亲——那些小小的蓝色豆娘(damselfly),成对地停在枝头或者飞在空中?有时,这些出双入对的小生灵看起来像个心形——但这与人类的任何浪漫观念都毫无瓜葛。这种串联体位的唯一目的就是让雄性能够盯住雌性,保证它在将它们双方的受精卵(雄性所希望的)产在合适的水生植物上之前,不会与任何情敌交配。
这些高标准、严要求的竞争环境,使得保持装备精良变得至关重要。微小的二叉果蝇(Drosophilabifurca)就是一种拥有完美无瑕装备的昆虫。这种小昆虫是你家厨房里让人抓狂的那种果蝇的近亲,它骄傲地保持着世界最长精子的纪录——将近6厘米长,比这种生物本身长20倍。换到人身上,这相当于拥有和手球场一样长的精子!这哪有半点可能呢?
答案是,整个精子主要是由一条盘卷成球的细细的尾巴构成的。精子的放大照片看起来有点像小孩子做晚饭,结果忘了往炒意面的锅里放够水的样子。那么,这有什么用?长长的精子是果蝇生殖系统中媲美尤塞恩博尔特的那一部分:最长的精子能够击败较短的精子,更有可能在让卵子受精的赛跑中胜出。
既然我们生活在生物怪杰的王国中,那就别想躲开臭虫——这些躲藏在全世界公寓和旅馆的墙缝和床铺中的吸血无赖了。当黑夜降临,它们就会迤逦而出,趁你熟睡之际,将吸血的喙管刺进你的身体。它们是你绝对不想带走的那种假日纪念品,但事实上,臭虫是一个日趋严重的问题,全球皆然。部分原因是我们频繁地旅行,但主要原因在于臭虫已经对那些最常见的杀虫剂产生了抗药性,那些药再也杀不死它们了。
言归正传,这部分的重点在于,某些蝽类物种的雄性,包括臭虫,会跳过任何前戏之类的步骤;它们甚至不会费事地寻找雌性的生殖腔开口,而是直接把自己的性器官刺进它的腹部,让精子自己找到从刺孔到卵细胞的路。这常常会让雌性受伤,使它不能再与任何其他伴侣交配。雄性试图通过这种方式保证自己成为它孩子的父亲。即便如此,雌性还是在自己的腹部上——雄性最常刺破的地方,演化出了一片强化区域,限制了自己受伤的程度。这勾画出了一个重要的事实:性别的战争包括两大作战方,从进化的角度来看,两种性别都在为自己的优势最大化而奋战。
女士们的选择
早期的昆虫研究者几乎全是男的,他们可能会倾向于从男性视角审视一切。话虽如此,事实却是现代研究反而提供了更多雌性昆虫努力提高自身利益的事例。
其中一个事例是一旦交配完毕,某些雌性就会直接狼吞虎咽地吃掉雄虫。这在昆虫的远亲——蜘蛛身上最为常见。比如美洲的狡蛛(fishspider)雄性,就会死在交配途中。这是因为它的性器官会在输送完精子之后爆掉。(或者用枯燥的科学术语来说:“我们观察到,交配导致强制性的雄性死亡和生殖器损毁。”)然后它就被吃了——为了孩子们。尽管它的心上蛛是一个体重14倍于它的胖妞,但它那小小的身体仍不失为一顿有用的蛋白进补餐。当你在为产下几百枚蜘蛛卵做准备的时候,一点小小的加餐也是不无裨益的。
螳螂同样因性交中的同类相食现象闻名于世。即便如此,野外研究还是揭示出,比起在人为的实验室条件下交配,雄性螳螂在自然环境下交配时,没那么容易登上晚餐菜谱。然而,昆虫母亲有的是锦囊妙计:原来它能够偷偷地左右哪位雄性最终成为它孩子的父亲。这里面有许多机制起了作用。精子通往卵子的征途更像是一场障碍赛,而不是在平静的水面轻轻一点那么简单。由于精子被储藏在雌性体内一座特殊的“精子银行”的现象很常见,所以到了后面真正让卵子受精的阶段,它就有好几种办法来决定哪个精子要保留,哪个精子要使用。
有位科学家进行了一场机智中带点残忍的实验来说明这一点。她把一堆拟谷盗(flourbeetle)分成了两群,对一半雄虫进行了饥饿处理,让它们看起来像是基因质量低下的残次个体。对于雌虫,科学家则简单粗暴地杀掉了一半,这样它们就不会影响实验结果了。当科学家将甲虫放在一起时,挨饿和吃饱的雄虫都立刻与活着的和刚被处死的雌虫进行了交配,两种雌虫的数量是相等的。现在是真正的闪光点了:科学家发现,在死去雌虫体内的精子库里,饥饿的劣质雄虫和饱食的优质雄虫的精子量恰好相等。而在活着的雌虫体内,优质雄虫的精子却要多得多。这表明雌虫采取了积极的措施去控制整个过程,确保强壮的高质量雄虫成为自己孩子的父亲。
没有男人的生活?
如何确保“代代相传”?这个难题的解决方法多得是,而大多数方法都有相应的几个昆虫实例。既需要雄性,也需要雌性参与的有性生殖是最普遍的——在昆虫当中也是如此。但是很多昆虫能够选择单身生活,而且依然能够延续自己的血脉。事实上,有几种昆虫是处女生子的周期性践行者。举个例子,在春天,雌性蚜虫能够用这种方法在你的蔷薇丛中快速有效地制造出婴儿潮。它们没有时间闲逛,也没有时间等待卵的孵化,便直接生出活的蚜虫宝宝——它们来自无须受精就能直接发育成新个体的卵细胞。这还不是全部:在有些蚜虫种类里,雌性就像俄罗斯套娃一样——怀着已经怀了新的雌性蚜虫的小蚜虫!
怪不得你的蔷薇丛生机勃勃!尽管没有男性存在,我们却不确定能否管这叫作“单身生活”。很快,同一丛蔷薇就没有足够的空间能装得下所有蚜虫了。在此之前,女士们还都是无翅的,但现在,是时候挤走几只有翅的雌性了,它们能够飞到邻近的灌木丛中,在那里继续大量繁殖。
当白昼变短,温度下降,秋天即将到来的时候,另一种改变又被触发了。蚜虫女士们转而生出雌雄两性。接着,这些蚜虫会交配,这一次,雌虫会产下卵——这是蚜虫活过冬天的唯一方法。它将卵产在一株合适的多年生植物上。当春天到来时,卵就会孵化出新的处女生子的蚜虫。游戏再次开场。
因此,如果一位蚜虫女士在短短一个季节里就能够成为比地球上的人类还多的女儿、外孙女、曾外孙女等唯一的祖先,说真的,为什么还需要雄性呢?如果所有个体都能产生后代,而不是只有半数能,产量岂不是更高?(更别提如果不需要为约会而担心,又会省下多少时间了……)
生物学家一直对为何多数动植物要有两种性别这一问题很感兴趣,而讨论仍在继续。处女生子的一个劣势是所有个体在遗传上都是相同的,一旦生态环境发生改变,物种的斡旋空间就变小了。因此,将两个个体的遗传物质混合在一起的有性生殖,成为促进遗传多样化、剪除有害变异的必要的好方法。拥有两种性别的另一个好处是它可以使物种依靠不同的策略:一种性别拥有数量少、个头大且营养丰富的性细胞——卵子,而另一种性别拥有数量多、个头小且能够活动的性细胞——精子。
女王万岁!
蚜虫并不是唯一一类生活在彻底由雌性主宰的社会中的昆虫。很可能你见过的每一只蚂蚁、胡蜂和蜜蜂都是雌性。即使有例外,也寥寥无几。
你记不记得《蜜蜂总动员》(BeeMovie)?那部关于巴里——一只厌倦了在蜂巢“工厂”工作的雄蜂——的电影?从生物学上来说,那部电影完全错了。就此而言,莎士比亚在《亨利五世》里描写蜂巢中的众多居民是如何被一只蜜蜂国王统治着的部分也一样是错的。蜂巢里的工蜂不是雄性,它们也没有被一位蜜蜂国王统治着。
在蜜蜂的世界里,女士们才是做出决定,并且承担所有重要工作的角色。所有的工蜂都是雌性,而它们的统治者是一位女王。那些雄性,也就是雄蜂,只能在秋季存活上一小段时间,也只有一个任务:与新女王交配。雄蜂甚至不用为自己采集食物,而是由雌性的工蜂来饲喂。
现在,也许我们能够原谅莎士比亚、梦工厂,以及其他在这个问题上错得离谱的人了,因为这个误解由来已久,很难弭除。古希腊人试着找出蜜蜂生活的奥秘,但所有事情就是对不上。毕竟,他们知道普通的蜜蜂是有蜇针的——女人当然不可能配备如此所向披靡的武器!如果这些脾气暴躁的蜇人蜂是女性,那么那些大个子、慢吞吞,甚至懒得去采集花蜜的个体一定是男性,而情况根本不可能是这样的,对吧?
直到17世纪晚期,显微镜被应用于解剖时,这种认知才可能建立:是的,不知疲倦、令人畏惧的工蜂和它们的君王全都是女性,而无所事事的则是男性。但还得再过年,人们才能真正理解蜜蜂是如何来到世上的,因为没人目睹过蜜蜂的性行为。当时的主流理论是,那些雄性蜜蜂——愚钝呆滞的雄蜂,是在一段距离外,毕恭毕敬地参与整个过程的,它们是用“精子香氛”为女王远程授精的,这一称呼实在很有想象力。
只有到了18世纪晚期,人们才发现那些刚刚出去浪荡了一阵的蜜蜂女王在回巢时,生殖腔的开口上连着一个雄性的性器官。这是从一大群追求它的雄蜂中挑选出来的幸运赢家的残余部分。蜂王通常会与雄蜂群中的数个成员交配。它把所有的精子(多达1亿枚)保存在一个特殊的体内精子库中,余生凡有需要之时,就会一点点地取用它们。
然而对雄蜂来说,交配是它一生中要做的最后一件事。精子传输的实际过程不啻一场爆炸——威力之大足以让雄蜂的性器官炸开,从腹部撕脱出来,然后很快死去。这有点像迷你版的“来如雄狮,去似羔羊”。这一过程太过极端,以至于激发了路边小报的灵感,让它们把一些专栏贡献给了昆虫,还用上了《太阳报》这样的标题:“雄蜂的睾丸会在达到性高潮时爆炸!!”
碧昂丝说得对
从蜜蜂的蜂王,到今天乐迷口中的B女王——美国流行音乐天后碧昂丝诺斯,昆虫们在几年前以一种意想不到的方式声名大噪,当时全世界的媒体平台都爆出一条新闻:人类发现了一个牛虻新物种,并以碧昂丝的名字命名为Scaptiabeyonceae。
碧昂丝牛虻的得名有两个原因:第一,因为它最初是在她的出生年——年被采集到的,尽管此后很久它都没有被确认,也没有被命名;第二,也是更重要的,因为它的背面太美丽了。它尾部闪烁的金毛让绞尽脑汁取名字的科学家们想起了那位艺人被包裹在华丽夺目的天后之裙中的美臀。我热切等待着女性昆虫学家越来越多的那一天,这样我们就可以用它们羽翼雄健的宽阔肩部或者结实的腹肌来给昆虫命名了……
考虑到此种牛虻来自澳大利亚内陆,我不确定碧昂丝会感到多荣幸,即使她了解了整件事。尽管牛虻是访花昆虫,为传粉做着贡献,但它们主要还是作为滋扰人类和牲畜的昆虫而为人所知;它们从我们身上咬走一大块血肉时很疼,它们会让动物烦躁,还能传播疾病。不管怎样,差不多在这一切发生的同时,碧昂丝发行了一首重要的流行金曲,她在歌里提出一个问题:“是谁主宰世界?”也许你知道答案:姑娘们!
我丝毫也不认为碧昂丝在唱这首歌的时候脑子里会想着昆虫,但她也有可能想过。因为如果我们把这个星球上所有的雄性和雌性动物加起来,那么正是昆虫们肩扛重任,确保地球上的姑娘比小伙多。如果我们忽略细菌、雌雄同体生物,以及其他没有明确性别的生命体,研究其余动物的雌性占比,那么一些丰富度极高的类群,比如昆虫,明显是由雌性来主宰的。亿蜜蜂中,所有的工蜂都是雌性。所有的工蚁也是雌性,而地球上蚂蚁的数量极其巨大;尽管关于蚂蚁的确切数目至今没有定论,BBC却还是相信,说蚂蚁是地球上最丰富的一类昆虫是毫无问题的。还有其他丰富度颇高的昆虫物种,比如蚜虫,可能在一年的特定时间里由雌性主宰。
陆地上的这种雌性优势会被水生物种所抵消吗?海里面有小型的甲壳类动物,它们在水里的地位相当于昆虫,在数量上占统治地位,比如哲水蚤(Calanusfinmarchicus)和其他类型的桡足类生物。这些生物的性别分配更加均衡,但同样,在这个群体中,科学家有时也会发现雌性超量的现象。甚至在这个星球上大量存在的耕牛和家禽中,公牛和雄鸡也被淹没在它们的雌性伴侣之中。好吧,还是有很多生命体有着雄性超量的现象,包括一些扁形虫和龟类,但这可能不足以扭转这种不平衡。因此,从某种意义上来说,B女王的话似乎是正确的。以个体总数来计,“姑娘们”才是推动世界运转的生物,感谢昆虫们,以及最成功的物种中雌性的极端主宰。
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