說來有點羞恥,但我真的找到了「陰齒」……在菜粉蝶身上

原標題：說來有點羞恥，但我真的找到了「陰齒」……在菜粉蝶身上

作者：Ed Yong

翻譯：球球

編輯：姜Zn

當內森·莫爾豪斯（Nathan Morehouse）剛開始研究菜粉蝶的時候，他壓根沒期待會有什麼特別發現。個頭小，顏色樸素，在六大洲都隨處可見，菜粉蝶在以多姿多彩而聞名的蝴蝶家族中，只是相當不起眼的一員。莫爾豪斯稱之為「世界上最平淡無奇的蝴蝶」。

你可能和它的幼蟲見面次數更多一些，它叫菜青蟲，頻繁出現在各大食堂菜系裡……

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他本來壓根沒想研究它，只是因為他原來想研究的蝴蝶經歷了一次數量銳減，所以他需要一個（數量上）可靠的代替者。

「沒想到這是我職業生涯最英明的選擇。」他說。

在過去的幾年裡，莫爾豪斯和他的同事們，包括同在匹茲堡大學的內森·克拉克（Nathan Clark），揭示出了這種看似平凡的蝴蝶卻有絕對不同凡響的性生活。它擁有大到令人羞恥的精子包。它的生殖器可以兼當加強版的胃。它甚至還有一套絕對是真傢伙的陰齒（vagina dentata）。

正在交配的菜粉蝶。圖片來源：內森·莫爾豪斯

我們先從顏色說起。

菜粉蝶通常呈白色的翅膀會反射很多紫外光，雖然我們看不到，但是蝴蝶們可以看到。在我們看來，這些蝴蝶顯得平淡乏味，但是在它們自己的眼中，雌性帶著一抹淡淡的薰衣草色，而雄性閃著絢爛的尊貴紫。莫爾豪斯發現雄性的顏色越明亮，它們對雌性就越有吸引力。為什麼？

部分原因是，它們的顏色強度反映了身體有多健康。顏色圖案取決於翅膀中所含的蛋白質，而作為幼蟲，這些蝴蝶主要取食蛋白質含量較低的食物，比如捲心菜和甘藍菜。只有最成功的個體才能吃夠蛋白質，才得以在之後的蝶生中煥發出明亮的顏色。而這些雄性也能給雌性提供更誘人的禮物。

不過，顏色只是這種小小蝴蝶身上眾多的特長之中，比較無趣的一種。

我們還是來看看它們令人震驚的性生活吧……

是精子，也是賄賂

白粉蝶的射精和人類很不同，並不是白色的一坨，而是複雜結實的一包，叫作精莢。精莢包括三個部分：

1. 堅硬的外殼

2. 軟軟的內部營養物質

3. 底部的一包精子

雄性把精莢放進雌性的袋狀生殖系統——交配囊（bursa copulatrix）中。一旦進入交配囊，精子會遊進第二個袋裡——雌性之後會用這些精子來讓自己的卵子受精。同時，她開始分解精莢的外殼來吸收內部的營養物質。所以，精莢也可算是一份結婚禮物——雄性以此來滋養孩子它媽，在它飛走之後很久還能發揮作用。

作為禮物，精莢可以算是非常實在了。平均每個精莢驚人地佔到了雄性體重的13%。研究射精的科學家常常帶著小道具來開會，以便形象的講解他們的研究對象的性生活。莫爾豪斯說：「我可從來沒能下決心帶著19升的桶裝水去。不過情況就是這樣的 （要是你把它們調成和人類等比例的話）——這一發可是飲水機桶裝水那麼猛的。」

菜粉蝶的一發，換成人類的比例，相當於一桶飲水機桶裝水。圖片來源：Sierra Springs

這些龐然大禮營養極為豐富，雌性最終產下的卵，約有一半的蛋白質來自於這些禮物。所以雌性挑選那些顏色最明豔的雄性——它們能提供的精莢是最大的。

要是雄性每來一發都要射掉13%的體重，這肯定限制了它們一生中的發射次數。沒人知道具體次數是多少，不過起碼能有兩三次吧。而且如果資源不夠了，它們就會開始生產較小的精莢——並且開始分解飛行肌肉和內部器官。較年長的雄性甚至會消耗掉它們自己的內臟，來支援它們巨大精莢的形成。

請再跟我默念一遍：演化君不在乎個體的死活，只要能繁衍更多後代就行。

相比之下，要了解雌性的交尾次數就簡單多了。因為雌性無法完全消化掉精莢的外殼，哪怕是在它們已經完全吸收掉其中的營養之後。每隻雌性都身負著它過往全部性伴侶的「遺產」，這些被掏空了的殼子仍留在它的生殖器中。解剖它的話，就能數出有幾個殼子。莫爾豪斯就是這樣得知大部分雌性一生交尾2-3次的，但是有些雌性能交尾多達6次。

小小精莢裡，是一場雌雄大博弈

從雌性的角度來看，既然每次交配都能得到一包營養，自然是交配越多越好。但是這對雄性來說卻是災難性的，因為後來的追求者的精子可能會取代它的精子。這截然不同的激勵機制營造了一場激烈的兩性之爭，即雌性試圖頻繁交尾，雄性則試圖制止。「這是一場拉鋸戰，決定了誰控制著雌性何時可以再次交尾。」莫爾豪斯說。不過這不是用身體競賽，而是通過精莢的化學作用，在雌性體內所進行的一場看不見的競爭。

雌性在耗盡了現有精莢營養之後才會再次交配，因此雄性進化出了由極堅韌的蛋白質層層包裹的精莢。為了分析這層層疊疊的精莢，莫爾豪斯和克拉克的團隊先要分解它們。而他們只有用濃硫酸煮才能分解這外殼——菜粉蝶的結婚禮物仿佛是用幾近堅不可摧的包裝紙封裝著的。

雌蝶搞不來硫酸。它用啃的。

它的交尾囊裡有個叫做囊突（signum）的器官，靠它來把精莢咬穿。囊突看起來就好像長滿尖牙的血盆大口，中間有一副鉸鏈。「我喜歡告訴人們，我們發現了陰齒，不過是在蝴蝶身上發現的。」莫爾豪斯說。雌性收到精莢之後，交尾囊卡緊並收縮，囊突則圍繞著中軸的鉸鏈收縮。

囊突的特寫。圖片來源：內森·莫爾豪斯

精莢如此堅硬，以至於就算有這副「陰齒」，雌性依然需要啃上一整天——在24到36個小時的不停「咀嚼」之後，她們才能把營養收入囊中。

生殖器，是她們的另一個胃

為了輔助囊突，交尾囊還會分泌一劑蛋白酶混合物——胃也是用這種酶來消化食物的。但是莫爾豪斯的同事梅利薩·普拉克（Melissa Plakke）發現，交尾囊產生的蛋白酶濃度是菜粉蝶幼蟲消化道中的二十倍。這種蟲子的生殖系統比它們的胃還像胃。而在交尾囊忙著大嚼特嚼的同時，精子還能虎口脫險。精子會在幾分鐘之內遊出交尾囊遊進另一個袋，這樣就不會被大量來襲的消化酶分解了。

這些特點——交尾囊、精莢、囊突，在蝴蝶和蛾子的世界中是很常見的，但是不同的物種為適應不同環境而進行了精心調整。就拿蠶蛾來說吧，人類在幾千年前就馴化了這一物種，採集其幼蟲吐的絲。人類控制了它們的性生活，為它們強制推行了一夫一妻制。在其它蝴蝶中存在的兩性衝突問題，在蠶蛾中被人類消除了。因此，雄性蠶蛾所產的精莢更像是延時釋放的膠囊，會自行分解。相應地，雌性交尾囊所產的蛋白酶水平也遠低於其他蝴蝶的。蠶蛾的精子也懶洋洋的——它要花幾個小時才慢慢溜達出雌性的交尾囊。

被人類強制推行了一夫一妻制的蠶蛾（都羽化了不能算肉蟲子！）。圖片來源：Fine Art America

這還不算完。克拉克的同事卡米爾·麥斯林（Camille Meslin）發現，雄性並不是把打包好的精莢放進雌性體內，而是在雌性體內製作精莢。雄性利用陽莖——一個類似陰莖的器官——裡的專門腺體，它先把精莢堅硬的外殼送過去，然後往裡注入營養，最後用精子封口。

這一過程被分成幾步，讓雌性有機會進行幹預。麥斯林發現外殼的蛋白質有四分之一實際上來自雌性的蛋白酶。如果精莢新鮮出爐的時候就含有這些蛋白酶，那雌性就能先行一步開始分解它，縮短下一輪交尾的間隔時間。

菜粉蝶的一枚卵——千辛萬苦都是為了它。啊！

「雄性的射精會產生這麼多強烈的影響：會改變雌性的生理機能、壽命、生殖，以及各種行為，如攝食和睡眠等。」牛津大學的簡·派瑞（Jen Perry）說，但是，「這些研究顯示出，常被我們認為純粹是雄性的特點，實際上是雌性和雄性的共同產物。這是一個重大的視角轉變。以前我們認為，雌性僅需要從雄性那裡接受一個巨大複雜的化合物包；現在我們認識到，雌性積極參與了這些包的形成。」

麥斯林還發現，雄性用來製作精莢的蛋白質和雌性用來「打入敵人內部」的蛋白酶都快速進化著。「如果確實存在一種正在進行時的、兩性之間的進化軍備競賽，那這就是我們預計會發現的。」德比大學的卡裡姆.瓦德（Karim Vahed）這麼說。

故事可能還沒結束呢。

有趣的研究成果總想讓人了解更多。比如，伍斯特大學的蘿拉·司羅特（Laura Sirot ）就想知道，雌性是否可以根據雄性精莢的堅韌程度來評估雄性？也許它們能用這類評估信息來決定是否要用最近交尾的雄性的精子來讓卵子受精？那精莢中的其他化合物呢？是否會以某種方式影響雌性的行為呢？

「我們早就知道昆蟲精莢的結構很複雜，其中某些，比如螢火蟲的精莢結構，甚至可以說很美；但是這項研究表明昆蟲的精莢在生物化學上也很複雜。」 塔夫茨大學的薩拉·路易斯（Sara Lewis）說，「顯然其中的兩性之爭暗潮洶湧。」

螢火蟲的精莢。圖片來自 wired

考慮到莫爾豪斯的發現，「暗潮洶湧」用來形容菜粉蝶本身也恰如其分。要是莫爾豪斯的名字有點眼熟，可能是因為我上周跟他聊過一種跳蛛，它們能用望遠鏡般的眼睛看到月亮。

「研究後院裡就能找到的蟲子的快樂在於，它常常能提醒我們，魔法還是就在我們身邊，」他告訴我。「望遠鏡眼跳蛛載歌載舞，來獲得異性的青睞。你家圓白菜上的蝴蝶用生殖系統裡的牙來奪回對對自己繁殖時機的控制。生命有著不斷驚豔我們的能力，而正是這種能力讓我感到了作為科學家的幸福。我希望，我的工作能以某種細微的方式，為人們的日常生活帶回一點孩童般的驚喜感。只有重新傾心於自然，我們才有機會拯救它。」

（編輯：姜Zn）

編譯來源 The Atlantic, This Common Butterfly Has an Extraordinary Sex Life

一個AI

下回吃飯吃出菜青蟲的時候，不要大呼小叫的，放尊重點兒——它也是一枚精莢和兩排陰齒鏖戰24小時的結晶呢。

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