" 如果是‘一夫一妻’,雄性就會長出正常尺寸的陰莖。但如果是‘一妻多夫’,那麼雄性鴨子就戲劇性地擁有瞭改變陰莖尺寸的能力!" 佈倫南說道。" 所以這項演化一定是按照可塑性能力行事的。可塑性能力,顧名思義,就是指根據當前環境做出當下所需的改變的能力。"
出品 | 網易科學人欄目組
譯者 | 翟中超
當被迫爭奪配偶時,有些鳥類會長出更長的陰莖,而有些則 " 長度幾乎可以忽略不計 "!
雄性棕硬尾鴨的陰莖每年都會再生!(圖 / 格裡特)
一項新研究發現,雄性鴨子會通過長出超長的陰莖或超短的陰莖來對性競爭做出回應。根據目前的研究,這種不同尋常的現象發生在兩種鴨子物種的身上:小潛鴨(Aythya affinis)和棕硬尾鴨(Oxyura jamaicensis)。這暗示著陰莖的尺寸與許多其他特征和行為一樣會對異性留下深刻的印象。更重要的是,陰莖尺寸的大小有可能是雄性鴨子對繁殖和生存進行權衡後做出的決定,這一點將在下文詳細介紹。
馬薩諸塞州南哈德利曼荷蓮學院的進化生物學傢帕特麗夏 · 佈倫南做瞭這樣一個試驗,她對比瞭 " 一夫一妻 " 和 " 一妻多夫 " 下的雄性鴨子的陰莖長度。這項發現發表在最近的《海雀:鳥類學前沿》(The Auk: Ornithological Advances)期刊上。
" 如果是 " 一夫一妻 ",雄性就會長出正常尺寸的陰莖。但如果是 " 一妻多夫 ",那麼雄性鴨子就戲劇性地擁有瞭改變陰莖尺寸的能力!" 佈倫南說道。" 所以這項演化一定是按照可塑性能力行事的。可塑性能力,顧名思義,就是指根據當前環境做出當下所需的改變的能力。"
因為進化的成功依賴於繁殖,所以生殖器就得適應不同的情況。比如說,為瞭方便進入雌性配偶迷宮般的陰道,一些雄性鴨子就發育出螺旋狀的陰莖。佈倫南早期的一項研究發現雌性的解剖學顯現出它們為瞭避免和不受歡迎的雄性鴨子交配而進化出特殊機制。" 為瞭和自己選擇的配偶成功交配,雌性鴨子能做出合適的姿勢,這種姿勢能夠使雄性 " 完全 " 進入並使精子更易接近卵子。
封閉試驗
不管怎樣,身體部位大小的漸進式變化通常被認為是靠幾代的時間才發生的。聯想到一些物種的陰莖會隨著繁殖季節的到來而重新出現,繁殖季節過後又會再 " 退化 ",佈倫南就猜想鴨子的表現是否是前者的 " 加速變化版 "。讓我們看看類似的情況,附著在海邊巖石上的一簇簇灰白色、有石灰質外殼的雌雄同體的藤壺(Semibalanus balanoides)隻有在進行交配的時候才會生成自己的陰莖。藤壺會采用異體受精的方式進行繁殖,所謂異體受精,一般是指雌雄同體的無脊椎動物需以不同個體的精子互換而受精,這時藤壺陰莖的長短就會取決於和附近其他藤壺距離的遠近。
一些棕硬尾鴨長出瞭更長的、螺旋狀的陰莖來爭奪配偶。(圖 / 佈倫南)
佈倫南和她的同事展開瞭為期兩年的、經過兩個繁殖季節的試驗。佈倫南他們設置瞭一個柵欄,柵欄的一邊是 " 一夫一妻 " 制的鴨子們,而另一邊是 " 一妻多夫 " 制,且數量上雄性是雌性的 2 倍。同 " 一夫一妻 " 相比,需要面對交配競爭的 " 一妻多夫 " 下的小潛鴨能長出更長的陰莖。一個尺寸更大的生殖器很可能提高瞭雄性獲取交配的機會。
但是關於棕硬尾鴨的社會環境的結果更加復雜。在試驗的第一年裡,隻有鴨群裡體型最大的雄性鴨子們長出瞭更長的陰莖(大概 18 厘米),然而體型較小的鴨子隻長出 0.5 厘米的陰莖。在第二年,較小的雄性長出瞭尺寸正常的陰莖,但是這種正常的尺寸隻維持瞭 5 星期,而體型較大的雄鴨子能使陰莖長度保持 3 個月。
壓力山大的物種
線索可能就隱藏在棕硬尾鴨的戲劇性生活中。這些鳥的陰莖身體比例在自然界是最大的,你要知道,有的鴨子的陰莖比自己的身體還要長。" 我無法想象它們還能長得再長些," 佈倫南說道。這種鴨群也因好搞恃強凌弱而聞名,這有可能是體型較小的棕硬尾鴨的陰莖極小的一個原因,因為小個的鴨子為瞭生存而壓力過大以至於陰莖無法正常生長。" 為瞭應對大個鴨子的欺凌,小個鴨子就會產生應激激素,應激激素會抵消雄性激素的影響,而雄性激素控制著陰莖的生長," 佈倫南說道。
這種應激反應可能具有適應性。在每個季節中,雄性激素不僅影響著陰莖的生長,還會對鳥類的羽毛著色起著基礎作用。當繁殖季節到來,棕硬尾鴨的羽毛會由暗棕褐色轉為栗色,它們的鳥喙也由灰色變為鮮藍色。對於雌性鴨子而言,雄性這些外觀上的變化表示它們已經做好瞭繁殖的準備。對於臨近的雄性鴨子而言,這意味著爭奪配偶的戰鬥即將開始!" 我認為那些體型較小的雄性鴨子這種外觀上的變化速度較快、持續時間較短,因此它們挨揍的幾率也會小一些," 佈倫南說道。
" 這項研究真的很有趣," 瑞典隆德大學進化生物學傢查理 · 康沃利斯說道。" 上面的論述這表明長著較大的陰莖也是有代價的,因為它們之間的爭奪會更激烈。" 康沃利斯表示關於環境和社會狀況對陰莖尺寸有何種影響的調查研究是很少見的,此外,這些進化的權衡可能比人們想象的更加普遍。
這項試驗是在位於康乃狄克州利奇菲爾德的利文斯頓裡普利水禽保護區進行的。" 來保護觀賞鴨子的遊客很難想到看上去這麼簡單的動物卻有著如此多的‘規則’ ",佈倫南說道。" 現在,我對這些鴨子的態度是愛恨交加!"