由于生殖器发光,我们终于知道千足虫是如何交配的

由于生殖器发光,我们终于知道千足虫是如何交配的

经过漫长的等待,我们终于知道了千足虫的交配方式。借助利用发光千足虫组织的成像技术,研究人员已经阐明了这种节肢动物复杂的交配过程。这一发现标志着近 80 年来对千足虫生殖器结构的探索终于结束。

在一对千足虫开始交配后,芝加哥菲尔德自然历史博物馆的研究人员用电子显微镜扫描了两个个体和一对雌雄对。他们还用数码相机从略微不同的角度拍摄了数十张照片。通过数字分层,他们能够清晰地看到生殖器的细节。他们在自然光和紫外线下拍摄了千足虫的照片,因为它们的生殖器在紫外线下会发光。在一份新闻稿中,菲尔德博物馆将拍摄的照片比作“一场狂欢,尽管它是由微小的千足虫生殖器组成的。”

在加州大学戴维斯分校,合作科学家将单个千足虫放入试管中,并进行微型 CT 扫描,该扫描捕捉并分层一系列 X 射线图像,无需解剖即可以 3D 形式可视化这些昆虫。该团队在《节肢动物结构与发育》杂志上发表了他们的研究成果。

通过检查 3D 渲染图,研究人员注意到雄性和雌性千足虫可能以“锁和钥匙”的形式交配。研究人员了解到,雄性的生殖肢(用于将精子插入雌性体内的一对特殊腿)首先会被蓝色的精液覆盖。然后,他将生殖肢的一小块肉质部分放入雌性的外阴。此时,两只千足虫“锁”在一起。

交配后,雌性外阴可能会用粘稠的分泌物封闭自己,将精子困在里面。当她产下卵子时,卵子会被储存的精子包裹,从而完成受精过程。

该团队专门研究了伪多足虫属,该属由半英寸长的棕色千足虫组成,原产于北美。已知的千足虫种类超过 13,000 种,每种千足虫的交配方式都不同。但伪多足虫引起了科学家的注意,因为它们似乎特别渴望交配。

“千足虫的一个问题是,它们在地里挖洞时会做很多事情,如果你把它们拿出来,就会打扰到它们,它们就会停止正在做的事情,”这项研究的作者佩特拉·西瓦尔德 (Petra Sierwald) 在一份新闻稿中说。“[ Pseudopolydesmus ] 甚至会在实验室的培养皿中在灯光下交配。”

千足虫的众多足部通常会掩盖其交配过程的复杂性。 CT 扫描可以清晰地看到雌性千足虫的阴部腺体,并让我们更好地了解千足虫的性行为机制。

他们的发现最终可能有助于科学家了解不同千足虫物种之间的关系,以及它们更广泛的进化。例如,现在我们对大多数千足虫的阴户长什么样子一无所知。根据 2019 年的一项补充研究,进一步的研究可能有助于确定它们目前的生物多样性状况。

正如西瓦尔德在新闻稿中指出的那样,这些多腿、杂乱无章的节肢动物还可以“告诉我们北美的地质历史。随着山脉和河流的形成,千足虫群会彼此分离,并发展成为新物种。”

如今,这些多腿节肢动物面临着气候变化带来的挑战。西瓦尔德说,随着全球变暖,千足虫将向北扩张,就像更新世之后冰川消退、森林蔓延时一样。但更迫在眉睫的威胁来自森林砍伐和土壤侵蚀,它们会破坏千足虫赖以生存的落叶层。相反,千足虫的消失可能会导致落叶林中出现过多的腐叶。总的来说,我们还有很多东西需要了解这些多腿朋友——而了解它们交配过程的复杂细节是向前迈出的关键一步。

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