鸟类是如何交配的,雌性鸭子为何发展出了世上最奇葩的生殖道
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无论是英文还是中文,人们都不约而同地用“鸟(bird)”来代替男性的外生殖器。
初看,这一形容没毛病。
但认真一想这用词确实有些诡异,你见过鸟类有丁丁吗?
是的,97%的鸟类是没有外生殖器,即阴茎。
就连我们最常用来作替代词的“鸡”,也是没有“小鸡鸡”的。
鸡屁股我们见(吃)过不少,但还真没遇到过鸡小鸡鸡
大多数鸟类,是通过生殖器官的短暂接触进行交配的。
而它们的生殖器,则被称为“泄殖腔”。
雄鸟只需将泄殖腔对准雌鸟的泄殖腔之后再射精,就算完成交配了。
这整个过程,是真的“蹭蹭不进去”而且速度极快。
只是一眨眼功夫,你就会错过它们交配的全过程。
所以这鸟类的交配,也被形象地称为“泄殖腔之吻(the cloacal kiss)”。
不过幸好,鸟类中还有3%是有外生殖器的。
而且,仅凭这3%的“有鸡鸟类”,就足以让整个鸟类族群“雄风重振”。
不信,你可以看看南美硬尾鸭(Argentina Lake Duck ,学名为Oxyura vittatar)。
它们,就有着让所有动物都鞭长莫及的外生殖器。
一般来说,雄性南美硬尾鸭的平均长度为22厘米,能超过身长的一半。
代入一下人类体型,这相当于拖着近一米的外生殖器。
而且,22厘米还不是它们的极限。
有记录显示,尺寸最逆天的南美硬尾鸭中可达42.5厘米,这比它本身的体长还要长。
南美硬尾鸭与它42.5cm,已经打破鸟类丁丁长度纪录
在脊椎动物中,鸟类间的生殖器差异是最大的。
要不然没丁丁,要不然丁丁就尺寸惊人。
其中,大部分鸡形目(陆禽)都缺乏具有插入能力的阴茎。
而雁形目(水禽)则相反,具有发达的阴茎。
如果光看外生殖器,真的很难想象它们是一个家族的。
两个鸡形目(鸡和鹌鹑)和两个雁形目的雄性的阴茎解剖照片。图片来自论文原文,由果壳网编译
事实上,在胚胎发育初期,鸟类都会长出生殖结节(genital tubercle)。
其中,鸭、鹅和鸸鹋的生殖结节会继续发育成正常的阴茎。
但鸡和鹌鹑的生殖结节则是停止生长,甚至萎缩。
这张伪色图片显示了鸡胚阴茎退化前的生殖结节
研究人员已经发现,造成鸡和鹌鹑阴茎退化的原因是细胞凋亡(Apoptosis)。
这种细胞的程序性死亡在生命体中非常常见,有助于切除一些不需要的身体部分。
例如,在胚胎时期我们的手指是黏连在一起的。
发育到一定程度,指间的细胞就会大规模凋亡,这才使我们有了手指缝、脚趾缝。
如果细胞没有按程序凋亡,则会出现“连趾”
这整个过程,都是由基因调控的。
而发生在鸡和鹌鹑的生殖结节退化,则主要由一个叫Bmp4的基因控制。
当科学家用Bmp4的拮抗蛋白Noggin进行试验是发现,经Noggin处理过的公鸡胚胎生殖结节,细胞不仅停止了凋亡,还继续生长。
鸡和鸭的生殖结节发育过程,I、K、M显示了鸡胚胎生殖结节的退化,而对应的J、L、N则可以看到鸭胚胎生殖结节的继续发育。图源论文原文,由果壳网编译
一个猜测,阴茎的消失可能是其他重要特征产生的副作用。
因为Bmp4在鸟类也参与了其他重要特征的塑造,如羽毛和喙的发育。
不过作为鸟类中战斗机,鸭子就没有阴茎消失的烦恼了。
更奇葩的是,它们的外生殖器是螺旋状的,就像一个红酒开瓶器。
让人无法直视的开瓶器
当然,我们平时是比较少有机会亲眼目睹这一情形的。
因为非交配期,鸭子会将阴茎藏在体内。
与人类海绵体充血不同,鸭子的勃起靠的是淋巴液而不是血液。
只需要不到半秒的时间,它们会能将丁丁从体内弹出,完成“勃起”的速度极快。
此外,虽然鸭子与哺乳动物一样侵入式性交。但鸭子的勃起,并不是在性交前。
雄鸭只需骑上雌性后背对准泄殖腔,“勃起”与"射精"一气呵成。
而与雄性阴茎形状相对应,雌性硬尾鸭的生殖道也是呈螺旋状的,好似一个迷宫。
可能有人会认为,这种形状虽然猎奇但也算不上奇葩。
毕竟什么钥匙开什么锁,像拧螺丝一样交配也不是什么大问题。
不过,你认真观察一下就会发现,这形状是真的匪夷所思。
因为雄鸭的螺旋形阴茎,是以逆时针方向旋转的。
但雌鸭的螺旋形生殖道则刚相反,朝着顺时针方向旋转的。
这是真正的意义上的“矛盾螺旋”结构,绝非拧螺丝那么简单。
而且,在雌鸟生殖道靠近泄殖腔的地方,还有许多个的囊袋。
这些囊袋,就像一个死胡同,容易造成雄鸭丁丁的迷路。
一旦进入这个错误的通道,基本上就等于浪费了雄性射出的无数小兄弟。
不同鸟类的雌性性器官,A图是雉鸡,B图和C图是绿头鸭。V-阴道 ,CI-泄殖腔,U-子宫,S.S.-储精管,星号-囊袋,白色箭头-螺旋结构。
那么问题来了,这个物种究竟是怎么交配的?它们到底还想不想繁殖后代了?
确实,在涉及到性的问题上,雄性与雌性鸭子之间陷入了激烈的性冲突。
科学家形容道,这就像一场发生在两性间的军备竞赛。
鸭子的性生活,远没有想象中的和谐。
到了繁殖的季节,很多鸭子都会组成伴侣,一起孕育后代。
这本该是个温馨的场面,但暴力事件,却无时无刻不在发生。
但交配对雌鸭是件有风险的事,时常会被淹死,又或是被咬掉羽毛或啄伤眼睛
而且,有相当部分的雄性鸭子,会不顾雌性的意向,选择霸王硬上弓。
一只雌鸭被三只雄鸭强迫交配
其实这种强迫交配的行为,在鸟类中还是比较少被发现的。
目前仅在鸭子和一些海鸟,如黑眉信天翁、细嘴锯鹱等非雀形目鸟类和少数雀形目鸟类中出现。
但鸭子这个群体里,强迫交配竟是那么的频繁。
科学家估计,鸭子们的交配行为中有高达35%的比例都是雌性被强迫的。
不过在动物界,这种强迫交配行为是可以理解的,属于一种适应性的策略。
因为在生命的游戏里,只有那些繁殖成功率最高的个体,才是最后的王者。
只要多交配一次,雄鸭就多了一次将自己基因传递下去的机会。
在我们看来强迫交配确实粗鲁,但也不失为一种可行的繁殖策略。
只是这对雌性鸭子来说,就不是什么好事了。
孕育后代的子宫,本身就长在雌性身上,她们完全有权力选择与哪只雄性鸭子交配。
相对来说,雌性不会太过在乎交配次数,她们更注重的交配质量。
毕竟,养育更优秀的后代才是它们的责任,挑选更优秀的雄性理所当然。
所以,为了防止癞蛤蟆吃上天鹅肉,雌性鸭子才进化出了如此崎岖的生殖道。
这样一来,就算是雄鸭的螺旋丁丁也难以让雌鸭成功受精。
为了证明这一观点,科学家还特意打造了四种不同的“阴道模拟管”。
它们分别为直线型、顺时针螺旋型、逆时针螺旋型和折角(135度)型。
其中,后两种分别为了模拟野鸭的生殖道中的逆螺旋结构和囊袋结构。
实验表明,雄性在各种管道中能顺利勃起的成功率分别为8/9、5/7、1/7、2/8。
无论是逆时针螺旋型,还是折角型,都能起到阻碍的作用。
直线型
顺时针螺旋型
逆时针螺旋型
折角(135度)型
此外,在鸭子群体中的观察,也发现了这么个事实。
即便强迫交配率高达35%,但经强迫交配而产生的后代,却只占了所有后代总数的3%。
拥有如此九曲十八弯的生殖道,雌鸭将生殖权紧紧地握在自己手中。
不能阻止强迫交配的发生,但雌鸭依然能让这些暴徒的基因无法传递下去。
而且,雄性丁丁的长度与雌性生殖道的复杂程度是有一定关联的。
总的来说,当雄性鸭子的丁丁长度越长时,雌性的生殖道也就越崎岖复杂,甚至到了让阴道占满整个腹腔的程度。
不过,我们倒不用担心鸭群繁衍后代的问题。
当遇到心仪的雄性对象,雌鸭完全是另外一幅面孔。
在鸟类中,交配确实是个技术活。
基本上都需要雌性的极力配合,才能提高受精的成功率。
为了配合她们所选择的雄性伴侣,雌性硬尾鸭会主动采取一种特殊的体位。
例如,雌性会放松泄殖腔的肌肉。
这使雄性的生殖器能够更充分地进入她们迷宫般的生殖道,让精子射到卵子的附近,更易完成受精。
果然还是,同鸭不同命。
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