臭虫奇异的性生活

臭虫是极少数表现出一种不寻常的交配行为的物种之一,这种交配行为被称为“创伤性授精”。这是男性,而不是…
2012年11月11日

采访

Richard Naylor博士,臭虫基金会

臭虫是极少数表现出一种被称为“创伤性授精”的不寻常交配行为的物种之一。在这个过程中,雄性并没有将精子输送到一个特殊进化的器官中,而是刺穿雌性的腹部,将精子直接输送到她的腹腔中。为了解释更多关于让雌性昆虫生存下来的生物适应,我们请来了在臭虫基金会工作的理查德·内勒博士。理查德,谢谢你参加我们的节目。这听起来不像是一种非常有效的授精方式……

理查德:这对女性来说一点效率都没有。嗯,它很有效。它们确实因此有了后代,但并不是雌性驱使它们繁衍后代。

本:到底发生了什么?一旦雄性穿过并送出精子,可能在腔内有专门的器官将精子送到正确的地方。他不能在任何他想要的地方打一个洞精子就会找到通往卵子的路,可以吗?

所以,从雄性的角度来看,他可以把精子送到什么地方。如果有精子储存器官,那么就像许多其他昆虫一样,这意味着你可以进行多次交配。这是否意味着雌性实际上被刺了很多次,然后选择了她想要使用的精子?

理查德:没有证据表明雌性可以选择她想要使用的精子,但你是完全正确的。有多次交配。我们知道,为了保持完全的生育能力,雄性的交配频率是雌性的几十倍。所以,我们知道这对雌性来说是不好的,因为雄性交配的次数远远超过了它们的需要。雌性臭虫大约每5周交配一次,如果有机会,雄性臭虫每天可能会与雌性臭虫交配5到10次。

本:雌性是如何生存下来的?线索就在名字里,不是吗?听起来很痛苦。

理查德:这是创伤。我们知道,如果它们每5周才交配一次,它们的存活率就会下降。我们已经做了这些实验,我们已经证明雌性在寿命方面付出了代价,由于自然交配率,它们的寿命约为25%。所以我们知道这种交配系统对雌性来说是不好的,但她们无法控制它。这是一个男性主导的交配系统,所以男性把交配率强加给了女性。

本,我一开始就提到过,没有多少物种会经历这种情况,我知道为什么。是什么样的选择压力导致了这种进化?你可能会想,因为对雌性来说代价太大了,所以它很快就会适应。

理查德-对,没错。如果你想象一个生物系统,雄性和雌性一起工作以产生最多的后代,你会期望它像你说的那样适应。但这不是我们认为正在发生的事情。我们认为雄性和雌性之间存在着一种冲突,而对雄性来说,这种冲突的原因是,总是最后一个雄性孕育了最多的后代。因此,雄性都在竞争成为最后一个,这就是为什么交配率会上升。

我们之前也提到过,当然,任何伤害都有感染的风险。为了能够愈合,修复伤口,防止自己被细菌或真菌感染,雌性有什么适应能力呢?

理查德:嗯,臭虫的整个家族都有一个非常相似的系统,臭虫科,它们都表现出不同程度的适应能力。但是在臭虫体内,雌性臭虫有一个小口袋用来接收精子,这个小口袋被称为精子,里面装满了免疫细胞,就像我们的白细胞一样,在这个小区域里有非常高浓度的免疫细胞。它看起来像一小块棉花,大概有一大粒红糖那么大。这一小块免疫细胞很好地清除了所有的细菌,也阻止了血淋巴从雄鱼的伤口中漏出来。

像臭虫这样的物种有我们所说的先天免疫系统。所以,不像我们的免疫系统可以学会识别威胁并适应,然后下次你感染同样的细菌时,你会更好地抵抗它。他们天生就有这样的系统,想必他们一定很有攻击性,想要战斗并消灭一切生物。

理查德:我们一直认为昆虫的免疫系统非常基本、简单,在某种程度上,这是对的。但它是一个非常有效的免疫系统。它有几种不同的成分,其中最重要的成分之一是溶菌酶。它会释放溶菌酶,分解细菌。它可以检测到被引入的细菌,然后提高免疫系统的这些不同成分,然后向细菌发射所有这些有毒化学物质,希望能把它们消灭。在臭虫体内,它在免疫器官中做得很好。

本:那么,这是否意味着我们可以从臭虫身上学到一些东西,比如如何抵抗感染或制造新的抗生素?

理查德:抗菌肽是昆虫身上的一种物质,我们一直在探索将其作为一种药物。昆虫免疫系统的有趣之处在于,细菌似乎并没有进化出对它们的抵抗力。所以我们都听说过抗生素耐药性,这使得我们在医疗行业中使用的所有抗生素都失效了因为细菌正在进化以应对它们。而且我们没有看到对抗菌肽的抵抗力,而抗菌肽是昆虫使用的工具之一。所以,是的,有很多人在研究这个问题——我们能从昆虫身上学习到帮助自己吗?

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