動物的精子競爭是怎麼一回事?

2020-12-06 老王動物記

當一隻雌性懷孕或懷上卵子時,她別無選擇,只能等到她生了孩子或產下卵之後,才能再次生育,這個過程可能需要很長時間。

雄性在繁殖方面就沒有這樣的限制,它們可以在一生中與成百上千的雌性交配,並繁衍出大量後代。唯一能阻止它們的就是沒有足夠多的雌性。雌性的缺乏,再加上繁衍後代的需要,導致雄性之間不得不為了有限的交配機會而激烈的競爭。

繁殖期間,雄性馬鹿會用巨大的鹿角攻擊對手,以此來爭奪交配的機會,而雄性北象海豹則依靠體型龐大,就可以將很多雌性攬入後宮,並保護它們不受到體型小,身體弱的雄性海豹的「騷擾」。

馬鹿

也並不是所有的物種都會採取暴力的繁殖方式。許多鳥類的中雄性,如孔雀和天堂鳥,求偶前,它們都會做出奇妙而多彩的展示,試圖吸引雌性,還有大量的昆蟲和魚類也是一樣。

天堂鳥求偶

在這些物種中,雄性沒有互相爭鬥,而是通過「爭奇鬥豔」來超越彼此,希望雌性能夠選擇它們。這似乎是一種更為和平的繁殖策略。但不要搞錯了,儘管這些雄性動物並不會相互爭鬥,但它們之間的競爭與侵略性的物種之間的競爭一樣激烈。

所以,爭鬥和炫耀是雄性提高繁殖機會的兩種方式,但是,如果一個雌性在短時間內與許多不同的雄性交配會發生什麼呢?雄性該如何提高自己成為後代真正父親的機率?

好吧,進化找到了一種方式,這種方式被稱為精子競爭,也可以說是精子戰爭

在雌性與多個雄性交配的情況下,雄性不僅為交配機會而競爭,也為直接獲得卵子而競爭。在這種情況下,雄性之間的競爭通常發生在交配後,因為,在雌性生殖道內,多個雄性的精子會為了爭奪卵子而相互競爭。

在已知存在精子競爭的物種中,已經發現了令人難以置信的各種不同的精子適應性,所有這些都有助於提高精子首先到達卵子的機會。

對於許多物種來說,精子競爭似乎很簡單,這意味著只要產生更多的精子,然後淹沒競爭對手的精子,就可以增加自己的精子先於其他精子進入卵子的機率而對於其他物種來說,精子競爭則更為複雜。

例如,小林姬鼠(老鼠的一種)的精子頭部進化出了一個鉤狀結構,使它們能夠相互纏繞,形成長長的精子「火車」,這比單個精子遊得快得多,就像「開掛」了一樣。

小林姬鼠

而沙漠螞蟻又採取了不同的方式,這種螞蟻的蟻后會連續與多達14隻雄蟻交配,並將它們的精子共同儲存在一個叫做儲精囊的特殊儲存器官中。只有那些進入這個儲存器官的精子才有機會使卵子受精,因此進入儲精囊的精子競爭更加激烈。

沙漠螞蟻

為了應對這種壓力,雄性沙漠螞蟻進化出了高度合作的精子,這些精子組成50-100個細胞的組合,遊泳的速度比它們單獨遊動的速度快得多,因此能夠更好地與競爭對手競爭。

為了阻止其它雄性,許多雄性用交配塞將雌性生殖器官的開口固定起來。例如,雄性歐洲矮蜘蛛會產生一個塞子,開始時是一個特殊腺體分泌的液體,然後變硬成為障礙物。而且,交配時間越長,留下的塞子就越大。更小、更新鮮的塞子對其他雄性來說相對容易移除。但是雄性不太可能嘗試移除更大的塞子,畢竟有這功夫還不如找下一隻雌性來得要好。

猩猩也有交配塞

結語

精子的競爭不僅會改變精子的行為方式,精子的形狀和功能也會發生變化。例如,水甲蟲的精子會將頭部融合成一起,最後擁有兩條尾巴,還有微小的果蠅,雖然它只有幾毫米長,但它卻能夠產生6釐米長的精子。

有些物種在精子競爭中採取了更為險惡的手段,進化出了大量不能生育的精子,比如有兩個頭,沒有頭或兩個尾巴,這些「敢死隊」精子不能使卵子受精,而是會阻止競爭對手的精子到達卵子,要麼用酶殺死它們,要麼乾脆阻止它們。

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