处女情结的生态学解
2015/1/30 中科院之声
研究证实指角蝇社会中存在父性遗传现象
性是生物学的核心问题。性也是生命进化的中心话题。现如今，几乎每个人都知道一个新生命是如何诞生的。雄性精子和雌性卵子结合之后，产生受精卵，然后发育成新生儿。父亲与母亲各贡献一半的遗传物质。通过父亲与母亲染色体的结合，后代遗传了部分父辈特征，也产生了一些新的特征。这就是有性生殖的大致过程。
若细细考究有性生殖的过程，那又是极为复杂的。有性生殖虽然能提高后代遗传多样性，增加抗性，但也面临诸多不利因素。交配时候需要炫耀求偶不仅耗时耗能，而且交配的时候容易被天敌攻击，且交配提高传染病传播概率。大家都知道，很多哺乳类动物，每到繁殖季节，都需要一场你死我活的流血厮杀，方能成功获得雌性青睐。这种繁殖方式的动物，精子存活时间大多非常短，雄性动物必须保证在雌性发情期内获得交配机会，方能成功将香火传递下去。到了第二年，雄性动物还得冒风险去争取交配的权利，如此循环，直到打不动被淘汰为止。
在动物世界中，也有精子寿命很长，雌性一生只交配“一回”的。有些鸟类、爬行动物或昆虫，雌性一次与多个雄性交配，交配完成后，雌性能够储存雄性精子五六年，有的种类的蚂蚁蚁后甚至能储存精子长达30年，雌性通过特殊的机制可将精子活性降低，储存于体内，供以后产卵时使用。
然而，以上诸多有性繁殖的方式方法都不能解释一个现象。1820年，外科医生Everard发现了一个奇怪的现象。莫顿伯爵先让一匹白色的母马与一匹野生的公斑驴交配，然后再让该母马与一匹白色种马交配，随后出生的后代腿上出现了类似斑驴的奇怪条纹。马并没有储藏精子的能力，每次生产都必须重新交配。莫顿伯爵的母马与斑驴交配现象当初让很多科学家迷惑不解，即便是伟大的进化论先驱达尔文也感到没法解释。当时之人，不得不将莫顿伯爵的这个实验现象，归结于先父遗传。
先父遗传的过程示意图
先父遗传(Telegony)是一个极为诡异且饱受争议的概念，亚里士多德早在19世纪便提了出来。先父遗传是指，亲代会继承其母亲前任配偶的特征。由于在人类社会文化中早有血统概念，先父遗传概念也为处女、寡妇和通奸等社会现象提供了科学支持，曾名噪一时。先父遗传的概念更是被民粹主义者当作利剑，来攻击异己，甚至引发屠杀。
先父遗传到底存不存在？19世纪科学家便开始怀疑。由于斑驴(斑马的一个亚种)已经灭绝，现代科学家无法回答当年困扰达尔文的难题。但通过斑马与马的杂交试验，科学家发现斑马与马中并不存在先父遗传的情况。随着孟德尔显隐性遗传规律的发现，以及现代遗传学的发展，越来越多的研究结果不支持先父遗传。人类学家和统计学家，通过不同层面的统计分析，也未发现人类存在先父遗传的现象。先父遗传的概念慢慢也便消失在众多的生命科学研究之中。
2014年9月30号，澳大利亚科学家一篇重磅级的Ecology letters文章，证实指角蝇(Telostylinus angusticollis)代际间存在先父遗传现象。通过实验发现，指角蝇宝宝体格的大小与雌性指角蝇之前交配的雄性雌性指角蝇体格有关。对照试验证明，指角蝇既非孟德尔显隐性遗传，也非雌性储藏精子，而是雄性可通过精液将特殊物质送入雌性体内，控制下一代的体型特征。
指角蝇蛆虫的饮食结构会影响指角蝇成虫的身体发育与成长。雄性蛆虫摄取蛋白越多，成虫体型越大，看起来越MAN(Functional Ecology 2013)。硕大性感的雄性指角蝇与雌性交配之后，不仅有助于当次后代，而且会影响下一位雄性的儿子，非常奇异。虽然科学家尚不了解指角蝇先父遗传的生理或遗传机理，可能是精液里的某种蛋白起到特殊作用，还有待进一步研究，但这项研究证实了先父遗传在自然界中的确实存在。澳大利亚生态学家为我们找到了有性繁殖的另一特殊案例，也为我们展现出了大自然的另一精妙之处。
指角蝇本身是一种很可爱的小昆虫，它长有尖尖的头，形态非常醒目，通常喜欢吃构树果实。在西双版纳热带雨林之中，曾多次遇见过。却从未想到，在这种名不见经传的小苍蝇身上，竟然有如此传奇的故事。通过生态学研究，那些名不见经传的小动物被赋予极为高大上的价值。我想这就是生态学或生命科学最吸引人的地方了。
参考文献：
Crean,A. J., Kopps, A. M.,& Bonduriansky, R. (2014). Revisiting telegony: offspring inherit anacquired characteristic of their mother's previous mate. Ecology letters. 17:1545–1552 ( 2013 IF= 17.95)
来源于刘光裕科学网博客
作者刘光裕，系中国科学院西双版纳热带植物园硕士
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