首次发现叩甲(Pectocera fortunei)雌雄间性个体及鞘翅目(Lucanidae、Scarabaeidae)雌雄嵌合体新案例:开启昆虫性别异常研究新视野
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时间:2025年04月22日
来源:Biodiversity Data Journal
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在昆虫中,部分个体出现兼具雌雄表型的现象。研究人员针对鞘翅目昆虫开展性别异常研究,发现了 Pectocera fortunei 的雌雄间性个体及 Dorcus titanus castanicolor、Trypoxylus dichotomus septentrionalis 的雌雄嵌合体,更新了相关案例列表,为深入理解昆虫性别异常现象提供依据。
在奇妙的昆虫世界里,有这样一群特殊的存在,它们既有着雄性的特征,又带着雌性的特点,这种现象在昆虫学中被称为雌雄间性(intersex)和雌雄嵌合体(gynandromorphism) 。然而,尽管这种现象在多个昆虫目里都有出现,但它依旧充满神秘色彩。目前,对于这些特殊个体的研究还存在诸多不足,比如它们产生的遗传机制、发育过程究竟是怎样的,以及它们在行为上会有哪些独特之处,这些问题都亟待解决。为了深入探究这些奥秘,韩国的研究人员开展了相关研究。
研究人员的发现意义重大,不仅为昆虫性别异常的研究添上了重要一笔,还为后续进一步探究昆虫性别决定和分化的复杂机制提供了宝贵的资料。这些发现发表在《Biodiversity Data Journal》上,引发了学界的广泛关注。
研究人员在研究过程中主要运用了以下关键技术方法:首先是样本采集,通过灯光诱捕法在韩国忠南国立大学(Chungnam National University)采集到了 Pectocera fortunei 的雌雄间性个体,另外两个雌雄嵌合体个体则是在私人昆虫养殖设施中发现的。其次是解剖与观察,利用镊子解剖标本生殖器,用 10% 氢氧化钾(KOH)溶液处理去除周围组织,借助 Olympus SZX16 体视显微镜等设备对标本外部形态特征和生殖器进行观察与拍照。最后是文献研究,通过查阅大量文献,结合自身研究成果,整理出更新的鞘翅目雌雄间性和雌雄嵌合体案例列表。
下面来看看具体的研究结果。
在 Taxon treatments 部分,对涉及的三个物种,即 Pectocera fortunei、Dorcus titanus castanicolor 和 Trypoxylus dichotomus septentrionalis 进行了详细的材料记录,包括标本的类型状态、采集地点、时间等信息。
Morphology of the intersex Pectocera fortunei:对 Pectocera fortunei 雌雄间性个体的形态研究发现,其身体整体呈现雌性特征,但触角具有类似雄性的栉状结构,不过又存在变形,生殖器为典型的雌性产卵器。
Behavioral interactions between an intersex and a typical female:通过将 Pectocera fortunei 雌雄间性个体与典型雌性个体放在一起观察,发现它们之间只有咬和攻击行为,未出现交配行为。
Morphology of the gynandromorph Dorcus titanus castanicolor:Dorcus titanus castanicolor 雌雄嵌合体个体身体主要表现为雌性特征,但头部呈现不对称的二态性,左右两侧分别具有雄性和雌性特征,生殖器为典型的雌性产卵器。
Morphology of the gynandromorph Trypoxylus dichotomus septentrionalis:Trypoxylus dichotomus septentrionalis 雌雄嵌合体个体身体呈现左右两侧不同性别的特征,左侧为雌性特征,右侧为雄性特征,生殖器类似雄性阳茎,但不对称且发育异常,旁边还发现了 8 颗卵。
Updated list and composition of sexual anomaly cases in Coleoptera:研究人员综合整理研究结果,更新了鞘翅目雌雄间性和雌雄嵌合体案例列表,共涉及 8 个科 31 个物种,其中金龟科(Scarabaeidae)案例占比最大,达 42% ,其次是锹甲科(Lucanidae)等。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出,此次研究记录了多个具有特殊性别特征的昆虫案例,丰富了人们对鞘翅目昆虫性别异常现象的认识。然而,目前对这些现象的理解还存在诸多空白,比如在分子层面,雌雄间性和雌雄嵌合体的区别还不明确;在行为研究方面,虽然对部分昆虫有过相关观察,但对于鞘翅目昆虫的交配行为研究还十分匮乏。此外,由于这些特殊个体的稀有性,其市场价格较高,很多标本被私人收藏,导致科学文献中记录的案例可能只是实际情况的冰山一角。而且,在一些性别二态性不明显的类群中,可能还存在大量未被发现的案例。因此,未来需要采用综合研究方法,从分子、遗传和行为等多个层面深入探究这些现象,进一步揭示昆虫性别异常现象背后的奥秘,这对于理解昆虫的发育、性别决定以及生态进化意义重大。
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