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长出更长的丁丁只为保护房子,它们为何这么拼?

Sara Hussein 科研圈 2019-04-15

为了避免壳被同类抢走,一些寄居蟹演化出了更长的阴茎,以便交配时仍然有相当比例的身体能够牢牢“抓住”房子。



图片来源:https://phys.org/news/2019-01-junk-science-crabs-size.html 


撰文 Sara Hussein

编译 卓思琪

审校/编辑 戚译引

                                              

尺寸是关键——至少对于寄居蟹来讲。一些寄居蟹似乎已经进化出了更长的阴茎,这样它们就可以在交配的时候保护好自己的家。


近日公布的一项研究提出了这一理论,它被称作“用于保卫公共财产的私人领域”(private parts for public property),解决了阴茎大小与房屋大小之间的关系问题——好吧,该理论仅适用于寄居蟹。


寄居蟹的生存面临着特殊的风险,就是在专心交配的时候,同类可能会趁机夺走它们的窝。许多寄居蟹交配时会完全离开“房子”,但是如果房子过于值钱,这样做就太危险了。比如,陆寄居蟹属Coenobita中的一些成员能够分泌有腐蚀性的化学物质,对螺壳进行“改造”。螺壳被去掉了一些内部结构,住起来更加宽敞舒适,背起来更加轻巧,多出来的空间还能用来储存卵;但是,这样的房子也更难“抓住”,尤其是当它们忙着制造下一代的时候。



装修前(左)vs 装修后(右)。这是一个蜑螺(Nerita scabricosta)的壳,陆寄居蟹去掉了它的螺轴(即中间的柱状结构),而其他寄居蟹一般需要借助螺轴“抓住”自己的房子。| 图片来源:Mark Laidre


因此,达特茅斯大学(Dartmouth University)生物科学助理教授 Mark Laidre 开始探索,螺壳最容易被偷的寄居蟹是否进化出了更长的阴茎,“以促进安全性行为”。


Laidre 在发表于《皇家学会开放科学》(Royal Society Open Science)期刊上的研究报告中表示:“理论上,更长的阴茎能让寄居蟹更容易接触到配偶,同时用身体的其他部分也能牢牢地控制住自己的房产,从而在发生性行为时保护房产不被偷窃。





为了验证该理论,Laidre 开始了一项并不令人羡慕的任务——具体来说,就是观察 328 种不同寄居蟹的阴茎,测量它们的长度。同时,他还考虑排除其他的干扰因素,比如陆生或海生对阴茎长度的影响,以及寄居蟹本身体形大小的影响。


在对博物馆的标本进行了一系列细致入微的检查后,Laidre 证实了他的理论。相对于身体大小来说,阴茎最大的寄居蟹是陆寄居蟹属中的 C. compressus,它也是最肯花功夫改造壳的一种,其阴茎长度可以达到身长的 60%。第二名属于它的近亲 C. perlatus,阴茎长度达到身长的 50%;第三名 C. clypeatus 的这一比例就掉到了 30%。前三名的排序和它们对壳进行改造的程度排名一致,但要论证两者的相关性还需要更多证据。


一只雄性 C. compressus 的标本,红色箭头所示即为阴茎长度。左侧为寄居蟹的腹部,右侧为它的足。| 图片来自论文


不改造壳的寄居蟹阴茎长度位居第二,而不需要壳的寄居蟹在这三种类型中阴茎最短,那就是椰子蟹Birgus latro。椰子蟹也属于陆寄居蟹科,它在成年之前像其他寄居蟹一样背着捡来的壳,到成年时腹部就形成了坚硬的壳。椰子蟹的阴茎长度还不足身体的 20%



趴在椰子上的椰子蟹。| 图片来源:Wiki Commons





相比生活在海边的亲戚,陆寄居蟹还面临着另一个问题,就是陆地上可用的螺壳更加稀少。因此,它们还演化出了另一种行为,就是集体换壳


寄居蟹的“房产交易现场”。| 图片来源:Mark Laidre


这一现象是 Mark Laidre 几年前在哥斯达黎加的海岸观察到的,这里的陆寄居蟹(C. compressus)只能利用被冲上海滩的螺壳。每当有三只以上的陆寄居蟹聚到一起,附近的同类就闻风而动。10 到 15 分钟后,它们按照体型大小排好,每一只都抱着前一只蟹身上更大的壳,等对方一“搬走”就钻进去,它留下的壳也会马上被后一只蟹占领。


如果哪只蟹没有及时抢到壳,或者抢到的壳尺寸不合适,它就要倒霉了。Laidre 曾经做过实验,取走陆寄居蟹的壳,然后给它一个崭新的螺壳,遭此厄运的蟹无一幸存。它们大多无法住进没有经过改造的壳,而且就算勉强能钻进去,也需要花大量的时间和精力进行改造。





总之,回到最初的话题。Laidre 认为寄居蟹可能不是唯一适用该假说的物种。在他看来,这一理论也适用于其他动物,比如那些拥有“价值不菲却不便携带的财产”的动物。


Laidre 还假设,对于需要保卫领地的物种来说,可能会出现一种不同的趋势:阴茎变小,但爪子之类的“战斗工具”变大,毕竟领地可不能背在身上。比如身材魁梧的大猩猩,其阴茎大约只有 1.5 英寸长(约合 4 厘米)。


进一步的研究可以“探索战斗结构和阴茎两者相对身体大小之间的权衡关系,并将其与私有财产价值联系起来”,Laidre 写道。




论文信息


【标题】Private parts for private property: evolution of penis size with more valuable, easily stolen shells

【作者】Mark E. Laidre

【期刊】ROYAL SOCIETY OPEN SCIENCE

【时间】16 January 2019

【DOI】https://doi.org/10.1098/rsos.181760 

【摘要】Evolution has generated enormous diversity in animal genitalia. However, the importance of private property in driving penis size evolution has rarely been explored. Here, I introduce a novel hypothesis, the ‘private parts for private property' hypothesis, which posits that enlarged penises evolved to prevent the theft of property during sex. I tested this hypothesis in hermit crabs, which carry valuable portable property (a shell) and which must emerge from this shell during sex, risking social theft of their property by eavesdroppers. I measured relative penis size (penis-to-body ratio) for N = 328 specimens spanning nine closely related species. Species carrying more valuable, more easily stolen property had significantly larger penis size than species carrying less valuable, less easily stolen property, which, in turn, had larger penis size than species carrying no property at all. These patterns in penis size remained even when phylogeny was controlled for, and the patterns were not explained by alternative hypotheses. Instead, the results suggest larger penises evolved as morphological adaptations to facilitate safe sex, in which individuals retain their valuable property by extending a long penis outside the shell to copulate. This hypothesis may likewise apply to other taxa, including those with valuable but non-portable property.

【链接】https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.181760 


编译来源:

https://phys.org/news/2019-01-junk-science-crabs-size.html

https://www.nationalgeographic.com/animals/2019/01/hermit-crab-penises-evolved-to-protect-shells/

https://phys.org/news/2012-10-hermit-crabs-socialize-evict-neighbors.html

https://www.the-scientist.com/news-opinion/larger-hermit-crab-penises-may-prevent-shell-theft-65325



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