撰文 伊麗莎白·彭尼西（Elizabeth Pennisi）
翻譯 陳娉瑩
審校 馮薇
數十年來(lái)，生物學(xué)家一直驚異于動(dòng)物界陰莖的多樣性——直的、叉狀的、螺旋形的、帶刺的……但從解剖學(xué)和其他學(xué)科的角度來(lái)看，雌性器官的多樣性才更令人贊嘆。在不久前召開(kāi)的整合與比較生物學(xué)學(xué)會(huì )年會(huì )上，有一場(chǎng)關(guān)于雄性器官的討論會(huì )，但搶了會(huì )議風(fēng)頭的卻是雌性生殖器的復雜性以及它們對塑造雄性生殖器多樣性所起到的重要作用。猶他大學(xué)的繁殖演化生態(tài)學(xué)家Teri Orr說(shuō)，“大家都認為雌性沒(méi)有得到充分的研究?！?/p>
研究鯨、蛇和其他動(dòng)物的科學(xué)家發(fā)現，雌性性器官的復雜程度毫不遜色于雄性。他們現在視雌性為演化軍備競賽中與雄性同樣活躍的參與者。雌性動(dòng)物很可能通過(guò)演化出更復雜的生殖器來(lái)獲得交配的控制權，并為企圖強行交配的雄性制造障礙，這些又反過(guò)來(lái)導致雄性增強軍備予以對抗?！坝锌赡苁谴菩陨称鞯男螤钆c功能驅動(dòng)了雄性生殖器形狀與功能的變化，”曼荷蓮女子學(xué)院的演化生物學(xué)家Patricia Brennan解釋道。
對插入型性器官（陰莖和與它們功能相當的器官）的比較演化生物學(xué)誕生于三十年前，當時(shí)巴拿馬史密森尼熱帶研究所的演化生物學(xué)家William Eberhard對雄性生殖器的巨大多樣性產(chǎn)生了興趣。這些雄性性器官有各種各樣的形狀和大小，從臀鰭特化成的器官，到帶著(zhù)鉤與刺的螺旋狀陰莖。Eberhard想要知道這種令人驚異的多樣性是如何、又是為什么演化出來(lái)。但他對雌性性器官描述是“相對一致”，這導致其他研究者也忽略了這些器官。
當Eberhard繼續研究蒼蠅、胡蜂和蜘蛛的時(shí)候，他開(kāi)始懷疑雌性可能比他最初想象的更有趣。部分原因在于，許多物種的雄性都會(huì )在交配時(shí)通過(guò)摩擦、啃咬、進(jìn)食或者其他方式與雌性互動(dòng)，這顯然是為了防止后者妨礙交配行為。他還很想知道，強迫性的交配行為是否會(huì )促使雌性演化出防御措施。
而這正是2007年Brennan在鴨子中發(fā)現的。她發(fā)現鴨子的陰莖巧妙地扭曲成了螺旋形，以進(jìn)入潛在交配對象同樣扭曲的陰道。她指出，這些苦心經(jīng)營(yíng)源于一種解剖學(xué)上的軍備競賽。為了與鴨子中常見(jiàn)的強迫交配抗爭，阻礙非自己所選的雄性授精，雌鴨演化出了更盤(pán)曲的生殖道；而雄鴨則演化出更長(cháng)的陰莖作為回應。這時(shí)候，研究者認為這些復雜的形狀在脊椎動(dòng)物中可能很少見(jiàn)。
但Sarah Mesnick在會(huì )議上報告說(shuō)，這種現象不僅限于鴨子。Nesnick是美國國家海洋與大氣管理局西南漁業(yè)科學(xué)中心的海洋生物學(xué)家，她開(kāi)始觀(guān)察鯨的生殖器，是為了研究那些種群數量正在減少的鯨的交配系統。在過(guò)去的十年間，她和德克薩斯農工大學(xué)研究生Dara Orbach等同事通過(guò)研究擱淺的標本，檢查了24種鯨和海豚的陰道，并查閱了相關(guān)文獻。他們發(fā)現，鯨類(lèi)陰道內部的皺褶形態(tài)多樣，有薄的葉狀結構，也有盤(pán)旋的迷宮結構。
這個(gè)發(fā)現與一些19世紀解剖學(xué)家的觀(guān)察結果相符，當時(shí)他們已經(jīng)注意到了皺褶，那些解剖學(xué)家們認為皺褶是一種防止海水滲入而稀釋、破壞精子的機制。但Mesnick和Orbach的研究，盡管仍處于初級階段，卻對這個(gè)假說(shuō)提出了異議：他們指出，有些種類(lèi)的海豚雖然也是在海水中交配的，卻只有非常少的皺褶。
鼠海豚和北極露脊鯨等物種的陰道有復雜的褶皺，這些物種的雄性都有巨大的睪丸——這通常意味著(zhù)每個(gè)雌性都會(huì )與多個(gè)雄性伴侶交配。研究者表示，這些皺褶幫助雌性得到了一定的控制權，來(lái)決定由哪個(gè)雄性的精子為卵細胞授精：正如鴨子螺旋形的陰道，皺褶制造了額外的“考驗”，雄性必須順著(zhù)陰道形狀插入才能成功，Mesnick說(shuō)。
由于研究者無(wú)法近距離觀(guān)察交配過(guò)程，他們只能猜測交配行為的細節機制。對于鯨類(lèi)，甚至大多數陸地脊椎動(dòng)物，“我們并不清楚雄性和雌性生殖器如何相互作用，也不清楚這些相互作用如何影響繁殖成功率，”南加利福尼亞大學(xué)的演化生物學(xué)家Matthew Dean提醒說(shuō)?！暗@很可能尤其重要?！?/p>
在會(huì )議上，有些研究者報告了找到這些細節的初步方法。Brennan現在正與澳大利亞悉尼大學(xué)的Christopher Friesen等同事一起研究紅邊束帶蛇（普通束帶蛇的一個(gè)亞種Thamnophis sirtalis infernalis）的交配拔河戰。這種蛇雄性陰莖的尖端有刺，這能幫助它們對抗雌性的策略——收縮生殖道的開(kāi)口，把陰莖擠壓出來(lái)。當它們交配結束后，雄性束帶蛇會(huì )注入精栓等物質(zhì)，使精子不會(huì )泄露出來(lái)，并能防止其他雄性注入它們的精液。
研究者們移除了部分雄性束帶蛇陰莖上的刺，并麻醉了部分雌蛇生殖道的開(kāi)口，然后讓束帶蛇進(jìn)行交配。Brennan、Friesen和同事在會(huì )議上報告，有陰莖刺的雄性束帶蛇排出的精栓——雄性交配成功的標志——比沒(méi)有陰莖刺的雄性排出的更大，同樣，與被麻醉而不能擠壓出陰莖的雌蛇交配時(shí)，雄蛇排出的精栓也要更大。因此他們得出結論，雄性的陰莖刺讓它們具備優(yōu)勢，而雌性則以收縮生殖道進(jìn)行對抗?！爱斎?，把這些系統作為相互聯(lián)系的一對來(lái)看待是很關(guān)鍵的，”馬薩諸塞大學(xué)的脊椎動(dòng)物形態(tài)學(xué)家Diane Kelly說(shuō)。
Orr試圖確定她研究的物種——蝙蝠，是否也發(fā)生了這種軍備競賽。她之前研究過(guò)雄性的陰莖刺，如今正在觀(guān)察雌性，看雄性擁有有更大陰莖刺的蝙蝠種類(lèi)，其雌性的陰道壁是否也更厚。
正當科學(xué)家鉆研協(xié)同演化的生殖道時(shí)，他們也發(fā)現，他們需要更好的方法來(lái)描述器官的細節和交配動(dòng)作。Dean和同事開(kāi)發(fā)了一個(gè)盆骨坐標系統，能提供一系列的坐標。目前為止他們已經(jīng)測量了陰莖骨（一種在許多哺乳動(dòng)物的陰莖中存在的骨頭）,并開(kāi)始描述陰蒂骨（一些哺乳動(dòng)物陰蒂中的小塊骨頭)的多樣性。Dean說(shuō)，更精確的測量可幫助他和其他科學(xué)家更好地梳理雄性與雌性解剖結構的基因基礎。
與陰莖相比，雌性性器官更難以描繪。在交配中，解剖結構與行為的復雜組合更是難以剖析。但北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的演化生物學(xué)家Bran Langerhans說(shuō)，這種重要自然行為的參與者雙方都應該被關(guān)注。以后五年內，他預測，“我覺(jué)得我們不會(huì )再認為對雌性的關(guān)注太少了?！?/p>
原文鏈接：http://www.sciencemag.org/news/2016/01/beyond-penis-vaginas-shaped-evolutionary-history
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