后肢咬斗行为对黑粉虫(Zophobas atratus)战败者精子传递效率的抑制作用及其繁殖适应意义

【编辑推荐】本研究首次揭示黑粉虫雄性后肢咬斗行为通过损伤战败者交配姿态与能量耗竭双重机制，显著降低其精子传递量（GLMM分析p<0.05），为昆虫性选择（sexual selection）中战斗结果-精子竞争（sperm competition）关联机制提供新证据。

　　

【研究背景】
动物界普遍存在的雄性间战斗行为（male-male combat）不仅决定个体社会地位，更深刻影响繁殖成功率。黑粉虫（Zophobas atratus）独特的后肢咬斗行为可持续2小时以上，前期研究发现战败雄虫后代数量显著减少，但机制未明。本研究通过精子计数实验，首次揭示战斗结果对精子传递效率的直接影响。

【材料与方法】
实验选用人工饲养4月龄黑粉虫（25±2℃，60-70%湿度），体长匹配（差异≤0.2mm）的雄性进行3小时标准化战斗，分为胜利组、败北组、平局组及无战斗对照组。采用五重交配设计确保精子充分转移，48小时后解剖雌虫受精囊（spermatheca），在260μm×420μm显微视野内人工计数精子（Olympus BX51）。统计采用负二项分布广义线性混合模型（GLMM），控制精液悬液面积和个体差异等协变量。

【关键发现】

1. 战斗结果影响：败北组（p=0.0137）和平局组（p=0.0205）精子数较对照组减少30-40%，胜利组虽降低但未达显著水平（p=0.0646）。
2. 持续时间效应：战斗时长与精子数呈显著负相关（p=0.0244），3例出现跗节缺失的个体精子数为零。
3. 交配次数验证：单次交配精子数仅为五次交配的15-20%（p<0.01），证实多次交配对繁殖的必要性。

【机制探讨】
解剖显示受精囊呈螺旋管状结构，与赤拟谷盗（Tribolium castaneum）相似，暗示分层储存多雄精子的可能。战败者精子减少可能源于：

1. 后肢损伤导致交配姿态扭曲（类似果蝇Piezo机械传感缺陷现象）
2. 战斗能量耗竭使24小时恢复期不足
3. 胜利者可能采取"少精多配"策略（参照真菌甲虫Bolitotherus cornutus的化学信号偏好）

【研究展望】
未来需探究：1) 后肢损伤程度与精子传递的剂量效应 2) 受精囊上游结构（前囊和阴道）的精子滞留情况 3) 多雄竞争下的父权分配模式。本研究为理解战斗行为对昆虫繁殖力影响的生理机制提供了重要范式。