有两根丁丁的动物 更爱用哪根交配?这是正经研究(图)

图片来源：Pixabay

有位科学家，许多年来一直对某类昆虫的丁丁着迷。毕竟，它们拥有不止一根丁丁，而两根丁丁要如何使用，人类可能不曾体验过……

撰文 | 栗子

审校 | 二七

众所周知，正常情况下人类男性的外生殖器只有一根。当然，也就不需要选择用哪一根。

但有一些昆虫就不同了，它们中的雄性有两根阳茎可以用来插入雌性体内，还能左边右边换着用。

蠼螋（qú sōu）里便有不少这样的例子。你也许会羡慕好奇：它们有没有左右撇子之分？

庆应义塾大学的上村佳孝教授，和他的小伙伴们，研究这件事已经超过20年了。最近，他们又有新的发现。

左撇子少见吗？

首先需要说明的是，“蠼螋”并不是单一物种，而是所有革翅目昆虫的统称。在这个大类下面，一些物种有两根阳茎，另一些物种则只有一根（为了方便，下称阳茎为“丁丁”）。

这次科学家研究的对象，都是雄性有两根丁丁的物种：一是纳蠼螋（Nala lividipes），二是尼纳蠼螋（Nala nepalensis）。

这些蠼螋的交配方式是：雌雄朝反方向站，雄性用一根丁丁指向雌性，等到丁丁充血膨胀并插入雌性的受精囊，丁丁里的输精管就可以直接把精子送过去。



A为雌雄蠼螋交配的大致姿势，B为右丁丁准备就绪而左丁丁朝前，C为左丁丁准备就绪而右丁丁朝前（图片来源：doi: 10.1002/jmor.10484）

蠼螋每次交配大约会持续40分钟，其间科学家躲在一旁，边观察边录制“虫片”。交配时，雄性蠼螋使用了哪根丁丁不难分辨，工作的那根朝后，空闲的那根朝前。观察了181只雄性纳蠼螋和23只雄性尼纳蠼螋与雌性之间的的单次交配后，科学家发现，纳蠼螋中有49.2%的雄性用了右丁丁，而尼纳蠼螋中有43.5%的雄性用了右丁丁。

研究团队觉得，这两个数据从统计学上讲，都和50%相差不多。换句话说，用左丁丁和用右丁丁的雄性大致各占一半。不过这只是一次交配，再交配的时候它们会改用另一根丁丁么？

接下来，科学家便要欣赏更多“虫片”。在观察了每只雄性蠼螋与雌性进行的多次交配之后，科学家计算得出：雄性在一天内换边的概率大约是0.7%–1.6%，相当于平均每隔64天-143天，才会把那根不常用的丁丁换上场来。



不像足球场上换人那样频繁（图片来源：Krugerr）

也就是说，每只雄性都有自己的惯用丁丁，左撇子和右撇子基本各占一半。看到这样的结果，科学家有些吃惊，因为他们曾经研究过另一个物种的蠼螋，雄性左右撇子的比例却十分悬殊。

左撇子也可以很少见

同是庆应大学的上村教授团队，同是探索雄性蠼螋的丁丁使用习惯，只不过当年科学家们研究的物种叫溪岸蠼螋（Labidura riparia）。

它与上文出现的纳蠼螋和尼纳蠼螋一样，都属于革翅目蠼螋科（但归于不同的属），都拥有两根丁丁、每次交配都只用其中一根，且休息的那根都朝前。

科学家在2006年和2019年，调查了溪岸蠼螋在不同地区的10个种群。结果发现，使用右丁丁交配的雄性占了88.6%。使用左丁丁的雄性很少，其中的23%还是右丁丁有缺陷的个体。



一根丁丁坏了，可以用另一根（图片来源：momtastic）

溪岸蠼螋的左右丁丁在形态上并无明显差异。但科学家却说，雄性在完全没有性经验的情况下，就已经产生了对右丁丁的偏好。甚至，在性生活以外的时间，两根丁丁的摆放方式也体现出了这种偏好：即便雄性蠼螋在休息，右丁丁朝后、左丁丁朝前依然是主流姿势。

由此团队推测，这些昆虫可能是在漫长的自然选择中，保留了使用右丁丁的习惯。不过好在，它们的两根丁丁，还没有被自然选择淘汰掉一根。

顺着这条思路，科学家调查了另外5个只长一根丁丁的蠼螋物种，它们和双丁丁的溪岸蠼螋拥有共同的祖先。结果发现，这些物种在历史长河中退化掉的那根丁丁，正是左丁丁。

如此退化，很可能也是大量雄性偏爱使用右丁丁导致的结果。那么，这种强烈偏好是怎么来的？

雄性用哪只丁丁，取决于雌性？

为什么在溪岸蠼螋当中，接近九成的雄性都是右撇子；而在纳蠼螋和尼纳蠼螋中，雄性的左右撇子几乎各半？

要回答这个问题，首先必须确认的一点是：这些物种的健康雄性，身上的两根丁丁都没有坏掉。当科学家给它们打了麻醉药、切掉常用的那根丁丁后，雄性依然可以用余下的一根丁丁插入雌性体内，并成功授精。

既然雄性的左右丁丁，在功能上没有明显差别，可能就要从雌性身上找原因。

雌性溪岸蠼螋的受精囊有个盘绕的结构，且盘绕方向几乎全是逆时针。这样一来，受精囊的开口就会偏向左侧。而雄性丁丁的输精管，是微微向内弯曲。于是科学家觉得，当雌雄“屁股对屁股”时，右丁丁输精管的朝向更适合插入（如下图左），左丁丁用起来就没那么丝滑，所以右撇子雄性在这个物种里成了主流。



（c）为溪岸蠼螋交配示意图，螺旋状“管子”为雌性授精囊的部分结构，因溪雄性头部朝向图的下方，图左为右丁丁插入受精囊，图右为左丁丁插入受精囊。（e）为两根丁丁，其中灰色细长部分为向内微微弯曲的输精管，右丁丁的弯曲方向更适合插入（图片来源：原论文）

这种奇妙的螺旋，是蠼螋属（Labidura）特有的结构。而新研究中的纳蠼螋和尼纳蠼螋两个物种，是来自纳蠼螋属（Nala）：这个属里雌性的受精囊，似乎没有什么更利于右丁丁（或左丁丁）发挥的特殊结构。假如两边用起来差别不大，左撇子和右撇子数量相当也便不足为奇——它们都是自然选择的产物。



纳蠼螋（Nala lividipes）雌性的受精囊没有极端的螺旋结构，雄性左丁丁和右丁丁的插入难度可能相差不大（图片来源：原论文）

不过，即便两根丁丁一样好用，健康的雄性也很少让二者交替上阵，常用的只有一根。团队推测，也许换边要消耗比较大的能量，因此蠼螋才不太让左右丁丁轮流值班。那么，长出两根丁丁还有什么意义？

科学家相信，拥有备用丁丁是个优势。若一根丁丁生来有缺陷或日后被科学家切掉，另一根丁丁还能派上用场。除此之外，这些蠼螋的丁丁本来就有紧急时刻被丢弃的设定，像壁虎的尾巴那样：在雌雄蠼螋交配过程中，科学家用镊子捏住雄性的腹部轻轻一拎，雄性便永远地离开了那根工作中的丁丁，把它留在雌性的身体里。注意，这是自动离开，不是被动切除。

当然，在那之后它还剩一根丁丁，性行为也照常进行。

其他动物也有两根丁丁？

蠼螋是昆虫，属于无脊椎动物。而脊椎动物中的一部分物种，也拥有“双丁丁”的配置。



看到身下的一对鳍足，那就是雄性了（图片来源：thoughtco）

在鱼类当中，雄性鲨鱼有成对的鳍足（clasper）用来交配，且可以根据雌性所在的位置，选择使用左边还是右边的鳍足。另外，蛇和蜥蜴等等一些爬行动物，雄性身上名叫半阴茎（hemipenis）的外生殖器也会成对出现。

2014年的一项研究认为，爬行动物的外生殖器成双成对，和它们从海洋到陆地的迁移不无关系。在生活方式发生转变的过程中，有一些原本要长成后腿的组织，可能演化成了生殖器官。

相比之下，哺乳动物和鸟类的外生殖器，可能是由一些原本会成为尾巴的组织发育而来。所以，人类的丁丁没有成对出现，而是只有一根。

唯一的一根，一定要珍惜。 阅读原文