想到动物是如何交配的,人们可能首先想到的是哺乳动物交配的方式。但对于其他动物是如何繁殖的,包括那些可能被一些人认为很不起眼的动物,比如蜘蛛,我们又知道些什么呢?
蜘蛛进化出了一种独特的精子转移方式:除了四对行走的腿,雄性蜘蛛还拥有另外一对更小的、专门的身体附属物——须肢(图1)。
雄性须肢末端的一个器官,“触须”或“交配球根”(图2),用来从一个特别产生的精子网中吸收精液滴。
精液在睾丸内产生,然后释放到精子网上,从那里被收集到触须器官中储存,直到交配。交配时,雄性将其部分触须器官插入雌性生殖道,从而将精液转移到雌性的精子储存器官中。
到目前为止,这一点似乎很清楚,但雄性如何控制精液在雌性体内的喷射?很有可能,某种来自雄性交配器官的感官反馈也参与其中。
很长一段时间以来,人们都认为触须是没有感觉设备的,认为它是一个麻木的结构。2015年,我们的一位同事在塔斯马尼亚洞穴蜘蛛的鳞茎内发现了一根神经,这一假设受到了挑战(Hickmania穴居人).仅仅两年后,这些发现在一种嗜水蟹蛛身上得到了证实(Philodromus cespitum在雄性的交配器官中发现了类似的结构和一个潜在的感觉器官。在目前的论文中,我们探讨了蜘蛛雄性交媾器官的神经支配有多普遍,以及触须器官的神经是否进化了多次,或者可以被认为是蜘蛛的基础模式的一部分。
为此,我们对蜘蛛生命树的关键类群进行了比较研究。我们使用了相关的方法学方法,包括不同的显微镜技术(光镜、透射电子显微镜和x射线显微镜),并将我们的数据组合在一个3d模型场景中(图3)。
我们在每一种蜘蛛的触须器官中都发现了神经。有神经支配的触须器官遍布整个蜘蛛生命树,包括早期分化的类群,如狼蛛(Mygalomorphae)和脂质蜘蛛(Mesothelae)。我们的研究表明,受神经支配的交配器官是蜘蛛基础形态的一部分。我们的发现揭示了从雄性交配球吸收和释放精子的特殊机制,并改变了我们对蜘蛛生殖生物学的总体看法。
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