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善變少年郎

科學人_96
・2012/12/03 ・818字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

生物學家如何看待鳥類性擇和人類演化?

採訪整理/費森敦(Marissa Fessenden)

澳洲的紅背細尾鷯鶯是小型食蟲鳥類,實行一夫一妻制,配對後會待在一個家族團體裡。但是牠們也有混雜的性關係,鳥巢裡養育的很多後代都不是雄鳥親生的。

當有這些其他的性關係存在時,會造成多隻雄鳥競爭少數母鳥。性競爭會塑造性訊號,例如羽毛,可能是物種形成的驅力;對人類演化而言,這種性擇也非常重要。

我們研究的細尾鷯鶯,雄鳥有兩種外形:擁有鮮亮的紅黑色羽毛,或是土褐色羽毛。羽毛顏色受生長時的激素調控,而繁殖季節前的社交行為顯然會影響激素分泌。階級相對較高的雄鳥,體內的睪固酮濃度也較高,會發育成亮麗的雄鳥;但如果牠得到的是負面的社交回饋,例如雌鳥不理不睬或者遭其他雄鳥攻擊,睪固酮便會下降,就發育為顏色黯淡的雄鳥。

紅黑色的雄鳥可以繁殖更多幼鳥,但是長得黯淡卻是不受雌鳥青睞的雄鳥最好的選擇:牠們沒有交配的機會,因此不必浪費能量在求偶所需的鮮豔表現型上。不過羽毛顏色並非永遠不變,只要等個一到兩年,一旦情況好轉,牠們也會長成亮麗的雄鳥。

很多早期簡單的演化模式,並沒有考慮到表現型可塑性的概念,例如這種暫時性的羽毛顏色變化。我們實驗室想了解:這種可塑性會帶來什麼影響。(林雅玲 譯)

[小檔案]

姓名:韋布斯特(Mike Webster)

職稱:演化生物學家

工作地點:美國康乃爾大學鳥類實驗室

 

刊載於《科學人》2012年第130期12月號


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文章難易度
科學人_96
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《科學人》雜誌-遠流出版公司於2002年3月發行Scientific American中文版,除了翻譯原有文章更致力於本土科學發展與關懷。


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「你不要過來啊!」蜘蛛為了在交配中保命,竟然把自己給射出去了!

Peggy Sha
・2022/05/18 ・1686字 ・閱讀時間約 3 分鐘

自然界中,充滿了不少為了交配而「慷慨赴義」的勇者,像是:螳螂、蜘蛛等等,在激戰中或激戰後,雄性會變成配偶的盤中飧,如此一來,不僅可以延長交配時間、增加受精機率,還能為雌性提供養分,讓後代更有機會健康快樂地成長!(讓我們感謝飛天小爸爸的努力!)

「性食同類」不僅可以延長交配時間、增加受精機率,還能為雌性提供養分,讓後代更有機會健康快樂地成長!圖/Pixabay

這種現象呢,被稱之為「性食同類」(sexual cannibalism),通常是雌性吃掉雄性的比例稍微高一些。

但正如俗話所說,「生命會自己找到出口」,竟然有雄性蜘蛛靠著把自己「射」出去來保下一命!今天,就要來為你講述,隆背菲蛛(Philoponella prominens)的噴射故事。

交配到一半就彈出去了?超離奇高速彈射之謎!

這次的主角隆背菲蛛呢,是一種原產於日本、韓國等地的社會性動物,過去驚人的成就包括:能夠一次聚集 300 多隻同伴,共同編織出一片大網。

至於牠們超強的彈射能力又是如何被發現的?原先,來自湖北大學的張士昶副教授與團隊正在研究隆背菲蛛的性行為,卻忽然發現了一個超離奇現象:完成交配之後,雄蛛居然會猛然彈開,「biu」地一下就飛得老遠!

這驚人的過程可說是快到不可思議,最高紀錄達到一秒 88.2 公分,別說是肉眼,就連普通相機都沒辦法正確紀錄下細節。

這個現象立刻引發了研究團隊的好奇心,那麼接下來該怎麼辦呢?當然是:交配大戰看起來!

射,還是不射?這是個攸關性命的問題!

為了進行研究,團隊總共觀察了 155 次交配行為,並在其中 152 次中觀察到了這種超高速的彈射情形。你可能會很好奇,那剩下的 3 次呢?嗯……那 3 隻隆背菲蛛沒有成功彈射出去,交配後就成了配偶的大餐了。

什麼?沒彈掉就會被吃掉?這究竟是巧合還是命運的安排?

研究人員決定出手人為干預一下,他們選了 30 隻隆背菲蛛,然後想辦法阻止牠們彈射,結果發現:「彈射=保命」,要是你射不出去,那你就逃不過配偶的大口,注定要變成人家的晚餐。

要是隆背菲蛛彈射失敗,那就逃不過配偶的大口,注定要變成人家的營養來源。圖/Pixabay

相反地,如果成功彈出去了,那麼,你不但可以保命,也多了再次交配的機會。嘿,沒錯,牠們彈出去後還會再爬回來交配,再彈、再爬、再交配,就如此反反覆覆。(當然啦,有時也會在過程中不小心弄掉一些身體部位,比如一兩支步足。)

想要成功噴射,你需要一對強壯的步足!

至於為何隆背菲蛛能變成這樣的飛天小蜘蛛呢?秘密就藏在牠們的步足中。研究團隊發現,雄蛛們會將第一對步足抵在雌蛛身上,一旦交配完成,就用力蹬腳彈射出去。

根據實驗,科學家們發現這對步足可說是噴射與交配關鍵,少了一支都不行,只要沒有這對秘密武器,雄蛛只會停留在求偶階段,但不會真的跟雌蛛交配。但如果掉的是其他幾支腳,那可完全不會影響交配過程,還是能順利完成生育大計。

而這對秘密武器最強大的地方,其實是來自液壓;只要蜘蛛擠壓胸部的肌肉,便可以將其中的體液注入特定關節(tibia–metatarsus joint),透過液壓來伸直步足、產生彈力。

沒想到吧?為了在交配中保命,隆背菲蛛還得運用到流體力學,是不是很有趣呢?

參考資料:

Male spiders avoid sexual cannibalism with a catapult mechanism: Current Biology
These male spiders catapult away to avoid being cannibalized after sex
Watch These Male Spiders Jump Like Hell to Avoid Being Eaten After Sex
This Male Spider Catapults Itself Into the Air to Avoid Sexual Cannibalism | Science| Smithsonian Magazine
台灣物種名錄


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Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。