蝴蝶交尾繁殖被人分开 蝴蝶两性之间的控制与反控制大战

雄性蝴蝶将一个带有锋利钩子的交配栓附在雌性腹部，防止其他雄性与之交配。

为了确保自己的父权，一些雄性蝴蝶会竭尽所能，用蜡状的“交配栓”封住配偶的生殖器，以防止其将来与别的雄性发生性关系。但雌性蝴蝶可以通过进化出更加难以堵塞的生殖器来反击。而雄性也会用翼状突起、光滑的鳞片或尖钩来固定交配栓。

这是一场雄性和雌性在繁衍利益上的战争，失败的一方会进化出适应能力，阻碍赢家的策略。

那这种竞争最终会产生新的物种吗？这是一个长期存在的假设，如果被验证，则有助于解释蝴蝶的多样性。

美国佛罗里达自然历史博物馆的博士生Ana Paula dos Santos de Carvalho在一项关于毛脚蝴蝶交配栓的研究中解决了这个问题。她追踪了毛脚蝴蝶交配栓的进化过程，并分析了新物种在珍蝶科（约包含300个物种）出现的速度。出人意料的是，交配栓并不影响蝴蝶的进化速度，这表明其他因素（如栖息地）可能是驱动蝴蝶多样性的原因。该研究于当地时间9月3日发表于《系统生物学》杂志上。

Carvalho说：“之前其他研究提出过两性冲突和多样性之间的联系，我原以为交配栓和新物种之间的联系会出现得很快，但我们的工作表明这两者根本没有联系，这十分令人惊讶。”

大约1%的蝴蝶物种拥有外部交配栓（也被称为封瓣），有些类似于结痂或凡士林的斑点，还有一些具有惊人的结构形态。但它们的目的都是一样的：强制雌性实行一夫一妻制。

雌性蝴蝶用最后一个配偶的精子使大部分卵子受精，这意味着雄性蝴蝶只要阻止竞争对手就可以获得好处。然而，雌性可以通过与多个雄性交配而获益：另一个伴侣可能提供更高质量的精子，多次交配也可以增加后代的遗传多样性；雌性还能从雄性蝴蝶的精子包中获得营养物质。

为了保证后代是自己的，生产交配栓的雄性蝴蝶会省略交配前的求偶行为，直接抓住雌性，在释放精子后排出预先成型的交配栓，在雌性腹部变硬并堵塞其生殖器。交配栓也可以间接地限制雄性。

Carvalho说，生产交配栓是一项耗费时间和资源的昂贵投资，可能会限制雄性可授精的雌性数量。

雌性能否摘除交配栓还需要进一步的研究，但在野外调查和博物馆标本的分析中，Carvalho注意到，那些拥有更小、更精致交配栓的物种，其加匹配栓结构往往部分断裂或缺失。

而那些有更大、更复杂交配栓的物种，它们的交配栓结构通常是完整的，也很少遇到雌性没有交配栓的，这是雄性可能“获胜”的标志。

但雌性蝴蝶也有胜利的时候。在珍蝶科的进化族谱中，Carvalho发现，交配栓曾在珍蝶科中出现过一次，后来在一些物种中又消失了，这表明雌性曾成功反击。雌性生殖器形状和大小的巨大差异也暗示着它们曾试图使交配栓失效。

Akito Kawahara 是文章作者之一、美国佛罗里达博物馆和生物多样性中心的馆长。他说：“这项研究表明，对于昆虫多样性的驱动因素以及两性冲突在进化中所扮演的角色，我们还有很多需要了解。”

编译：花花 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源： 《系统生物学》

期刊编号：1063-5157

原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-09/fmon-ibb090320.php

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