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故乡的微光:中国萤火虫指南 萤火虫的恋爱观
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2012年9月9日,阴,雨
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今天收到邮件,通知我的一篇论文被《昆虫生理学杂志》(Journal of Insect Physiology)录用,非常开心。这个工作是我和美国塔夫茨大学的萨拉以及埃德姆合作的。文中比较了两种萤火虫的雌、雄生殖系统以及它们的生殖力。这两种萤火虫颇具代表性。黄缘萤是一种水栖萤火虫,雌、雄的外部形态相差不大,都有翅膀且可以飞行,而胸窗萤是一种陆生萤火虫,雌、雄的外部形态相差巨大,雌萤翅膀退化且不能飞行;黄缘萤的闪光频率非常精确(包含信息量大),而胸窗萤的雌、雄成虫只能发出持续光(包含信息量小);黄缘萤雌虫在交配前对雄虫的选择非常挑剔,而胸窗萤的雌虫一般来者不拒;黄缘萤雌虫只能交配1次,而胸窗萤雌虫可以交配多次,最多可达12次;黄缘萤的雄虫生殖系统中的附腺可以产生一种生殖礼物——精包(一团蛋白包被着精子),精包在交配过程中传输给雌虫,雌虫消化蛋白后将精子储存在受精囊中,而胸窗萤雄虫的附腺根本不能产生精包,只有精子。生殖力的研究证明,黄缘萤的雌虫如果没有交配,就会很快死掉,几乎不产卵;胸窗萤的雌虫即使不交配也能活很长时间,但是随着交配次数增多,产卵量以及卵的孵化率直线上升,且胸窗萤可能具有精子竞争行为。
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这个现象有意思,好比我们人的恋爱观:家庭条件不好的妹子更倾向于富庶家庭的男孩子,而对相貌等外表要求不高,因为首先要满足物质上的需求来弥补自身的缺陷;家庭条件好的妹子不太在乎男孩子家庭的贫富,而是更倾向选择帅哥,因为可以通过男孩子的内在优质特征来弥补自身的缺陷,她们可以豪迈地说,“老娘不在乎你是否有钱,爱我就行”。
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通过这个比较,小小的萤火虫和人类又高度地一致了。我再次对萤火虫表示钦佩。而且,我从萤火虫身上得到了启示:经常送点礼物给女生是有好处的。
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两类完全不同的萤火虫
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A,B:黄宽缘萤
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C,D:胸窗萤
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故乡的微光:中国萤火虫指南 胸窗萤卵的亲子鉴定
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2012年9月23日,小雨
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胸窗萤的雌虫可以和多只雄虫进行交配——这里面存在着一个矛盾:雄萤和雌萤交配,目的是让雌萤的卵最大化地与精子结合形成受精卵,产下自己的后代;雌萤却不这么想,它想选择更优秀的雄萤来提高自己后代的质量,于是它便和多个雄萤进行交配,让精子互相竞争,以选择它中意的精子。看样子雄萤光交配不算完,还得看谁的精子游得快,耐受力强。
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在生物界,性选择是驱动形态、生理和行为特征进化的因素之一。达尔文在1871年最早发现了这一现象,并提出性选择导致生物进化的理论。君不见雄性孔雀羽毛之漂亮、公狮之雄伟、小鸟叫声之婉转、萤火虫发光之亮丽,均源自性选择。而现代分子生物学的发展,让我们揭开了雌性生物隐秘的性选择面纱。DNA的对比研究揭示,雌性通过和不同的雄性进行交配所产下来的后代,在大多数情况下,并不是完全来自于一个父亲,而是来自于多个。假如动物们有感情的话,那这么多顶绿帽子足够让雄性动物悲痛欲绝或怒发冲冠了。
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记得中学的时候,在被窝里偷偷看过一本书,里面有这样一段描述:一个漂亮女人在没有杜蕾斯保护的情况下和情人一夜浪漫后,尽兴而归,看到熟睡在床的丈夫,顿感良心不安。为了让这种不安消失,她唤醒了丈夫,再次云雨一番。良心的不安消失了,夫妻感情更深了,但两个男人的精子在女人体内进行了激烈交锋,丈夫的精子失败了,女人怀了情人的孩子。几个月后,丈夫温柔地抚摸着女人微隆的肚子,以为是自己的宝贝……当时这个故事让我的心怦怦乱跳:原来漂亮女人是这样狡猾。从此之后,我便对漂亮的女生心怀戒备。
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现在我可以通过对胸窗萤的卵进行亲子鉴定,来探索其神秘的配后性选择。进行亲子鉴定,必须要有可靠的遗传标记方法,微卫星标记技术可以帮助我。微卫星标记(Microsatellite),又称为短串联重复序列或简单重复序列,是均匀分布于真核生物基因组中的简单重复序列,由2~6个核苷酸的串联重复片段构成。由于重复单位数量丰富,且重复次数在个体间呈高度差异性,因此微卫星标记的应用非常广泛,如应用于遗传杂交育种和绘制染色体遗传图谱等领域。之前的预备实验发现,胸窗萤的雌萤可以和12只不同的雄萤进行交配,可以说在短短的两周内,它不是交配就是产卵,异常繁忙。我们通过设置2只1年生雄萤vs1只1年生雌萤,2只1年生雄萤vs1只2年生雌萤,1只1年生雄萤和1只2年生雄萤vs1只1年生雌萤,3只雄萤vs1只雌萤,5只雄萤vs1只雌萤,来研究胸窗萤雌萤是如何在体内选择不同雄萤精子的。这需要大量的工作,我需要繁殖出至少1500只成虫。我知道,革命尚未成功,同志还需努力。不管有多么难,我都会坚持下去。
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故乡的微光:中国萤火虫指南
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故乡的微光:中国萤火虫指南 04 再见,萤火虫
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