单性生殖及其在犀金龟（Trypoxylus dichotomus）中的机制

日本犀金龟雌性交配后抑制再交配机制研究表明，超过90%雌性在初次交配后至少28天拒绝再交配，远超其寿命。精囊尺寸减少60%的雄性仅使再交配率升至15%。注射精囊水提物或机械刺激均无法抑制后续交配，提示雄性释放物质在生殖道局部与机械刺激协同作用诱导休止期。最终交配组雌性产卵率和孵化率无差异，表明单次交配即可满足终身受精需求，大精囊可能为雄性通过性选择演化出的防止雌性再交配的策略。

　　

摘要

尽管许多昆虫的雌性在初次交配后会抑制再次交配的行为，但这种交配后禁欲期的持续时间和机制在不同物种间存在很大差异。我们在实验室条件下研究了日本犀金龟（Trypoxylus dichotomus）的禁欲期、再次交配率及其背后的机制。超过90%的雌性在初次交配后的至少28天内拒绝所有交配尝试，这一时间长度超过了野生雌性的寿命。当雌性与最近交配过的雄性配对时（这些雄性的精包体积减少了60%），再次交配率略有上升至15%，但仍处于较低水平。因此，该物种的雌性通常一生只交配一次，这在昆虫中属于罕见的单配偶制现象，尤其是在金龟科（Scarabaeidae）中。为了探究禁欲性的机制，我们将精包的水提取物注入雌性的体腔中，但这种处理并未抑制后续的交配行为。此外，实验中将雌性与雄性在交配过程中分开后，雌性仍会接受再次交配，这表明仅靠生殖器的插入及其相关的机械刺激不足以引发禁欲性。综上所述，我们的研究结果表明，禁欲性的产生依赖于雄性产生的物质在雌性生殖道内的局部作用，这些物质可能与其精包填充过程中产生的机械信号相互作用。最后，与最近交配过的雄性交配的雌性与与未交配过的雄性交配的雌性在生育能力和卵孵化率上没有差异，这说明即使精包体积减小，单次交配也能提供足够的精子以确保其终生生育能力。我们认为，未交配过的雄性产生的较大精包是通过交配后的性选择进化而来的，目的是防止雌性再次交配。