动物的精子是怎样采集（这些雌性的丁丁）

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吸精大法。

在地球另一侧的南美大陆上，生活着某种神奇的生物。

表面上看，它们是不太起眼的昆虫，身长只有大约3毫米。不过，细小的身躯里隐藏着与其他平庸物种不同的特质：携带插入器的是雌性，雄性反而拥有阴道般的管状结构。

自从知道了这件事，科学家便开始深入观察它们的合体生活，并在之后发现，这些丁丁比想象中还要强大。

2010年，一位名叫罗德里戈·费雷拉（Rodrigo Ferreira）的生物学家，在巴西东南部一处干燥的洞穴中找到一些小虫。费雷拉并不是昆虫学领域的专家，他把收集到的样本寄给了在瑞士日内瓦市博物馆工作的昆虫学家查尔斯·林哈德（Charles Lienhard）。

林哈德解剖这些小动物时，便发现了雌性体内雄伟的器官，形状很像一般雄性昆虫才有的阳茎。相反，同种的雄虫身体里却意外地没有一根。科学家给这些罕见的雌性丁丁取了一个专属的名字，叫“gynosome”。他们还大胆猜想，交配的时候雌性大概会把丁丁伸出来，插入异性体内吧。

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而在证实这个猜想前，科学家先确定了三个新物种，它们都是雌性有丁丁的小型昆虫。科学家把三个物种放进一个新的属，命名为“Neotrogla”。而Neotrogla属于昆虫纲里的啮虫目（Psocoptera），这个目的昆虫正是林哈德的主要研究对象，常常被人称为书虱（booklice）或树皮虱（barklice），它们不是虱子，不过形态和大小都与虱子相近。

2013年，林哈德和费雷拉又发现一种类似的昆虫，雌性也有丁丁状结构，至此Neotrogla属就有4位成员了。当然，这并不是故事的结束，只是个开始。

毕竟，那时科学家还没有仔细审视雌性进攻雄性身体的全过程，若想确认雌性丁丁到底有没有插入功能，还需要继续努力。这样的课题想必十分诱人，另一位爱好啮虫目的学者、日本北海道大学的吉泽和德博士也加入了团队。

这一次，科学家们认真观赏了Neotrogla的雌雄合体活动，并有了举世瞩目的发现。首先，这些昆虫交配时最醒目的特征，可能莫过于雌性在上雄性在下。另外，研究者在观察其中一个物种（Neotrogla curvata）时发现，雌雄每一次合体大约会持续40-70小时之久。

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这应该是绝大多数人类无法企及的持久度了，但只与人类相比似乎不能证明它们突出的实力。科学家又列举了同在啮虫目（但雌性没有丁丁）的一些物种，其中有的物种合体一次几小时，有的物种一次仅几十分钟，远远不及Neotrogla的交配时长。科学家不得不怀疑，超长合体时间与雌性丁丁的功能有关系。

为了弄清雌性丁丁如何工作，研究团队用大约80℃的热水，把成对成对的昆虫杀死在交配的过程中，再用一些试剂处理它们的身体，以便清晰地观察内部情况。在那之后，科学家从显微镜里看到，4种Neotrogla的雌性丁丁，都深深插进了配偶的身体。

在雄性的生殖腔里，雌性丁丁早已膨胀起来，比平时的尺寸要大不少。丁丁的膜上还长满了刺，可以帮助雌虫固定在异性身上。这样的丁丁和一对肛侧板（paraprocts），共同把雄性的腹板（sternum）紧紧夹在了中间。

科学家试图把一对合体的伴侣强行拉开，结果却是雄性的腹部和胸部分离，而雄性依然没有真正和女友分离。这就表明，雌性有足够的能力将双方的生殖器官牢牢锁在一起，不容反抗。

当然，固定位置只是交配的第一步。在那之外，雌性丁丁还有个重要的任务，就是汲取雄性的精包。雌性丁丁后方连接着受精囊管（spermethecal duct），从雄性体内收集来的精包，要沿着这条管道进入雌性体内的受精囊（spermetheca），那是它储存精子的仓库。

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这些昆虫能周而复始地繁衍，不是靠“他”的丁丁变大后喷射，而是“她”的丁丁变大后吸取，雌性和雄性的角色发生了奇妙的转换。2014年，科学家把这项惊人的成果发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志，并迅速吸引了世界各地人类的目光。

吉泽和德博士也在接受访问时兴奋地说：“雌性丁丁是全新的构造，之前从来没有发现过。”

但直到这里，科学家们也没有完全满足。他们还想知道，雌性丁丁的主动技能背后究竟有怎样的工作原理。

今年年初，又有一项新的研究发表，谈起了Neotrogla雌性丁丁发挥功能的一些秘诀。

研究团队又用80℃左右的热水杀死了一些昆虫（N. curvata和N. brasiliensis），处理过后再利用显微CT（μCT）进行观察。一部分昆虫被杀时正在交配中，另一部分则是没在交配的雌性，这让科学家锁定了两组与性生活有关的肌肉。

其中一组肌肉，和丁丁的伸缩有关。比如，有一对肌肉与雌性丁丁的膜相连，科学家将它们标号为肌肉5。在交配过程中，肌肉5是绷紧的，丁丁是膨胀的；而在性生活以外的时间，肌肉5是松弛的，丁丁没有膨胀。与肌肉5相反的是肌肉6，这对肌肉在昆虫交配时是松弛的，在其他时间是绷紧的。

科学家认为，肌肉5可能帮助雌性伸出丁丁，肌肉6则会在交配完成时参与丁丁的回收。

红色为肌肉5，橙色为肌肉6（a）为性生活之外的N. curvata，（b）为正在交配的N. curvata（图片来源：原论文）

还有另外一组肌肉，编号为肌肉1-肌肉4。科学家发现，在Neotrogla的一些远亲当中，雌性虽然没有丁丁，却也有和肌肉1-4对应的肌肉。对比了肌肉1-4在昆虫交配与不交配时的表现，再结合远亲身上相应肌肉的功能，研究者推测Neotrogla的肌肉1-4很可能在交配之后，帮助雌性恢复（restore）丁丁的膜。

而你或许还记得，雌性丁丁的膜上长满了刺， 能帮雌性锁住雄性的躯体。假如肌肉1-4为膜的恢复提供了肌肉力量，它们的存在可能有利于雌雄之间的稳定合体。

如果现实真像科学家推测的一样，那么两组肌肉加在一起，既支持了交配的开始和结束，也支持了长达数十小时的合体。

但问题又来了，Neotrogla中的雌性为什么会演化出这样精密的装备呢？

其实，在2014年发表的研究中，科学家就曾经发现Neotrogla中的雌性对精包有意外的消耗。对它们而言，从伴侣体内收集的精包，可能也是获取营养的来源。因为这些昆虫生存的洞穴，常常是食物匮乏的地带，科学家认为雌性昆虫对精包的“渴望”，或许也来自对营养的需求。

再加上，刚刚提到过的肌肉1-4在Neotrogla的远亲身上也有对应，并帮助科学家找到了可能与雌性丁丁同源的器官。而研究者认为，这个同源器官的存在，或许为Neotrogla最终翻转性别角色制造了机会。

古语有云，饱暖思淫欲。但对Neotrogla中的雌性来说，交配可能也是为了吃饱吧。

撰文：栗子 审校：clefable

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原论文：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982214003145

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.220471

参考资料：

https://www.researchgate.net/profile/Charles-Lienhard/publication/284677684_A_new_genus_of_Sensitibillini_from_Brazilian_caves_Psocodea_'Psocoptera'_Prionoglarididae/links/5bfefdb3a6fdcc1b8d49f2b6/A-new-genus-of-Sensitibillini-from-Brazilian-caves-Psocodea-Psocoptera-Prionoglarididae.pdf