果蝇为何拥有巨大精子？为身体长度20倍 性选择更有优势

交配中的果蝇。
 

　　据国外媒体报道，在动物世界中，精子通常比卵子小，雄性产生的精子数量也比雌性产生的卵子数量多得多。然而，有些雄性物种却是例外，它们只生产很少的精子，但个个都体型巨大。记录保持者是二裂果蝇。这种果蝇本身体长虽然只有数毫米，但它们的精子可以达到惊人的六厘米长。苏黎世大学进化生物学家对这一与普遍的性选择规律相矛盾的现象进行了深入研究并给出了合理的解释，他们发现在性选择过程中较长精子更有优势。
 

　　在动物世界中，精子通常比卵子小，雄性产生的精子数量也比雌性产生的卵子数量多得多。巨量的小个精子可以以数量优势提高受精成功率，尤其是在一雌多雄的交配体制中。不同雄性的精子之间存在竞争，雄性越多、精子越多，竞争也就越激烈。这种精子间的竞争驱动性选择，只有最优质的精子才可能有机会进入雌性生殖道中。
 

　　但是，这一普遍现象也有例外。有些雄性物种只生产很少的精子，但个个都体型巨大。苏黎世大学进化生物学家斯蒂芬-卢普尔德介绍说，“记录保持者是二裂果蝇。这种果蝇本身体长虽然只有数毫米，但它们的精子可以达到惊人的六米厘米长。”二裂果蝇的这一特征与我们普遍认为的性选择规律是矛盾的，因为如果只有很少的精子，而且这些精子的个体很长的话，那么它们的进化能力可能就会很弱，甚至可能会中途停止，这样让卵子受精的成功率就会大大降低。
 

　　性选择对精子长度有一个非常重要的影响。斯蒂芬-卢普尔德领导的一项最新研究首次对这种巨型精子的现象给出了合理的解释，他的研究团队成员还包括斯科特-皮特尼克以及来自美国雪城大学和乔治-华盛顿大学的数位科学家，他们的研究成果发表于《自然》杂志之上。科学家们通过实验和基因分析的方法，并在各种不同的果蝇物种之间进行了对比研究，论证了性选择对果蝇精子长度的进化产生的一项重要影响。
 

　　科学家们研究发现，不同果蝇的精子特征并不相同，它们采取的进化过程也不相同，而雌性果蝇的生殖道则更喜好较长的精子。然而，精子越长，则产生的数量越少，传输越难。因此，雌性果蝇不得不更加频繁地交配以保证受精的成功率。每一次交配都会通过精子竞争创造一次性选择的机会。卢普尔德解释说，“比如，对于果蝇来说，较长的精子实际上很擅长将其它竞争者从雌性生殖道中挤走。这样，它们就在竞争中占据优势，得以成功受精。因此，性选择过程中较长精子更有优势。”
 

　　此外，雌性还更喜好拥有更多精子的较大雄性。在交配前，精子的长度受到雌性喜好的影响。一些较小的雄性可能会在精子生产方面投入较少的精力，它们会在仅有的少数几次交配机会中投入所有的精子储备。只有那些受雌性青睐健康、较大的雄性才会生产较多的精子，虽然它们已经为生产较长精子而消耗了大量精力。因此，只有体型较大的雄性才可拥有频繁的交配机会，这样它们的生殖成功率也在不断提高，较长精子的基因也得以在整个种群中遗传和扩散下去，最终驱动了较长精子的进化。
 

　　科学家们的最新发现表明，我们此前对性选择规律的认识有必要加以丰富和拓展。果蝇精子的进化特征其实与其它雄性的性特征很相似，比如用强大的角驱赶同性竞争者或通过装饰来吸引雌性。对于二裂果蝇的精子来说，它们可能是雄性果蝇本身长度的20倍左右，它们通常紧密地盘卷成球体传送给雌性。卢普尔德认为，“与其它夸张的性特征相比，果蝇精子可能是动物世界最极端的性特征案例。”