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一只雌雄嵌合体蜜蜂,会过着如何的生活?(组图)

澳洲啦 澳洲新闻 2020-05-25 23:30:02 67 0

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一只隧蜂(Megalopta amoena),属于夜行性蜜蜂的一种。2018年春季,它和住在蜂巢里的其他火伴一同,被研讨昆虫的艾琳·克里希斯基(Erin Krichilshy)从巴罗科罗拉多岛的新热带丛林带回实验室。那些已成年的火伴,被放归天然,它和其他幼虫火伴们在25℃、湿度70%(模仿丛林中下层植被的环境)的孵箱里逐渐长大。

早先,它和别的幼蜂别无二致。

羽化为成虫后,研讨者们发明了它和其他火伴差别:它的身材半边雄性设置,半边雌性设置。也就是说,它是一只雌雄嵌合体。




雌雄嵌合体 | 参考文献[2]




野外事情中的艾琳·克里希斯基 | [email protected]_Whiz

亦雌亦雄的蜜蜂

显微镜下,可以更清楚地看到它特别的身材构造。

它的左边是雄性侧,长长的触角上有11个小节,上颚较为腻滑;右边是雌性侧,触角较短,只需10个小节,但上颚却越发强健,因副齿的存在而构成双齿构造,而且为了包容下雌性更大的上颚肌肉构造,这一侧的颊部也增大了。




头部正面照(A);上颚及上唇的部份图(B);颊部和上颚的侧视图(C:雄;D:雌) | 参考文献[2]

另一个显著差别,体现在它的后足。雌性侧的后足多毛,一般的雌性工蜂会用这些毛来贮存花粉,另外,雌性侧的股节和胫节都越发粗壮,而且股节上有蜿蜒的端刺;而雄性侧后足不仅毛少,也更消瘦,端刺则是直的。




后足股节、胫节和端刺的部份图(F:雄;G:雌) | 参考文献[2]

这类稀有征象并非第一次发作。但在隧蜂中照样头一次。研讨者艾琳·克里希斯基描述此次发明:像是中了达尔文彩票。

性别的肯定

是什么作育了云云奇特的个别?

这要从广义的“性别是怎样肯定的”提及——固然,这里议论的是生物学领域的性别决议。

我们最熟习的就是XY染色体性别决议体系。人类、绝大多数哺乳类、一些昆虫、蛇、鱼和植物多采纳这类体系。这些物种的性别由一对性染色体来肯定。雌性具有两条雷同的性染色体(XX),经由减数破裂只能发生一种卵细胞(X);而雄性的两条性染色体差别(XY),可以发生照顾X或Y染色体的两种精子。卵细胞和精子受精后就大概发生雌性(XX)和雄性(XY)子女。

另一种比较罕见的性别决议体系就是鸟类、部份鱼类、昆虫和爬虫类采纳的ZW体系。与XY体系恰恰相反,这些动物中雄性是同染色体性别(ZZ),而雌性是异染色体性别(ZW),卵细胞照顾的染色体决议了子女的性别。

而在果蝇和线虫中,它们的性别则取决于X染色体和常染色体的比例。

关于蜜蜂性别决议,最初的主意要追溯到1845年,德国养蜂人J. Dzierzon发明雄峰来源于未受精卵,而雌蜂来源于受精卵。但在后续关于一些膜翅目成员的遗传研讨中,科学家们发明雄性一样可以来源于受精卵。它们的基因组当中存在一些性别决议位点,雌性在这些位点表现出杂合性,而雄性则表现出纯合性(来源于受精卵)也许单倍性(来源于未受精卵),这类体式格局称之为互补性性别决议。只不过纯合的二倍体雄蜂每每命不久矣,很快就会被工蜂吃掉了。

那末嵌合体又是怎样构成的呢?




人类中,精子照顾的性染色体决议了子女的性别 | Pixabay

研讨者们以为,雌雄嵌合体涌现的缘由大概有下面两种大概。

这里,我们用最罕见的XY性别体系来诠释嵌合体的构成机制:因为来自母亲的卵细胞老是照顾X染色体,那末子女的性别就取决于谁人胜利与卵细胞连系的精子终究照顾的是X照样Y。

个中一种多是,一个照顾X染色体的精子和一个照顾Y染色的精子同时不测埠进入了一种稀有的卵细胞中,这类卵细胞具有两个细胞核,这就使得受精卵同时具有XX和XY的细胞。

而另一种大概性发作在一般受精的雄性受精卵当中。照顾XY染色体的细胞会跟着胚胎发育不断举行有丝破裂,进而发生两个XY子代细胞——但这一过程当中染色体星散并不顺遂,不测埠发生了一个照顾X染色体的细胞和一个照顾XYY的细胞——假如这个毛病发作在发育的初期,那末,跟着细胞不断破裂,发生大批具有X和XYY的细胞,进而致使雌雄嵌合体的涌现。

由此,一个个别在差别节点涌现的“不测”使得它们大概获得了两种“性别”的细胞,但这仅仅停留在观点层面,关于这只雌雄嵌合体蜜蜂是怎样构成的,肯定比这里的报告越发庞杂,只能期待科学家们可以捕捉到更多的雌雄嵌合体,举行深切的研讨了。

夙兴鸟与夜猫子

这些形状上的差别,是不是会为这只雌雄合嵌体蜜蜂带来行动上的差别?

之前,针对其他蜂类雌雄嵌合体的研讨发明,它们的筑巢、求偶等行动都发作了变化。艾琳·克里希斯基主导的这项研讨,挑选了探究它的昼夜节律是不是会发作转变。

所谓昼夜节律,就是普遍存在于动物身材内的内涵时钟。日出而作,日落而息——恰是这个内涵时钟经由过程与环境之间的相互作用,对我们的就寝-醒悟周期发生影响。另外,我们的体温、激素水平在一天以内也会涌现周期性的波动。

关于蜜蜂和其他传粉昆虫来说,它们采食的花朵开放时候决议了它们的作息。这只雌雄嵌合体地点的隧蜂属(Megalopta)成员们,一天中就有两个寻食阶段,离别是日落伍和日出前的约90分钟内。

为了测试蜜蜂内涵的昼夜节律,须要不受外界光源的滋扰。研讨者把这只雌雄嵌合体蜜蜂,和作为对比的雌蜂、雄蜂离别放入三支装有蜂蜜水的离心管中,再将管子放到一向处于阴郁状况的自立运动监测器中。每支管子中心有一个激光探测器,只需管中的蜜蜂从中心穿过,监测器就可以纪录下来。




寻食中的蜜蜂 | Pixabay

研讨者对这三只蜜蜂举行了一连四天的视察,发明雌蜂和雄蜂的昼夜节律相互越发靠近,而雌雄嵌合体的运动形式则与两者有着显著的差别。

在视察的第二到第四天,天天半夜时分至早晨6点,雌蜂和雄蜂都在安稳歇息,6点以后,社会分工量大的雌蜂入手下手了一天中最忙碌的运动时段,直到中午才停下。而雄蜂白昼偶然运动一下,从下昼6点入手下手,这个夜猫子才开足了马力一向活泼到凌晨。

差别于它们,这只奇特的雌雄嵌合体像极了夙兴鸟,从凌晨就入手下手运动了,一向辛勤事情到中午才歇下。

只管三只蜂天天的活泼时段总长靠近,但要看全天穿过监测器的总次数,雌雄嵌合体和雌蜂的运动强度要大得多。

研讨者以为,雌雄嵌合体的高强度运动,像是表现出了典范雌蜂的运动形式,不过存在时候上的差别。他们猜想,这也许申明雌雄嵌合体具有寻食相干的完全神经通路,但在运动传导上存在耽误。形成这类误差行动形式的缘由多是它具有一个性别支解的大脑,雌性侧让它事情,雄性侧让它歇息,但是它的大脑面临这两种发作冲突的信号,一会儿手足无措了。

也许是注孤生的运气

魂魄问题来了:雌雄嵌合体可否发生子女?

在这项宣布在《膜翅目研讨杂志》(Journal of Hymenoptera Research)上的研讨中,研讨者并未给出明白答案。因为只获得了一只雌雄嵌合体,他们没有对这个问题举行探究。

不过,关于其他蜂类的研讨纪录,也许可以供应一些线索:一只具有破裂头部和雄性生殖器的的红光熊蜂雌雄嵌合体,它花了比一般雄性交配更久的时候,却一向没有胜利;一只具有雄性头和雌性身材的壁蜂雌雄嵌合体,试图吸收雄性并与其交配,终究也没有胜利。

相似的状况,也涌现在鸟类雌雄嵌合体身上。

作为气愤的小鸟的原型,北美红雀也存在雌雄嵌合体,鸟类的交配中,经常会做出一些性别特异的行动,比方鸣叫或求偶跳舞,以展现它们的性魅力,因为雌雄嵌合体在行动上每每只能完成部份一般行动或是有所转变,这就意味着对它们的火伴来说,这些异乎寻常的火伴并不那末有吸收力。

有研讨者跟踪视察了一只雌雄嵌合体北美红雀一个多月,发明它既不和其他鸟儿配对,也不鸣唱。研讨者以为,比起表面,如许新鲜的行为更有大概让其他鸟儿觉得疑惑。而某些状况下,雌雄嵌合体鸟儿大概会像雄性一样鸣叫,但却跳雌性的求偶舞。如许新鲜的行动下,想要找到真爱,是真的不太轻易。




一只雌雄嵌合体北美红雀。一般的北美红雀中,雄性毛色为红,雌性为灰绿 | Shirley Caldwell

……多是一种必定伶仃的生活。
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