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在缅甸琥珀中捕获的微小甲壳动物中发现了世界上最古老的动物精子

伦敦玛丽皇后大学的研究人员与南京的中国科学院之间的国际合作导致大约1亿年前在缅甸被困在琥珀中的微小甲壳动物体内发现了世界上最古老的动物精子。

由中国科学院南京的王望博士领导的研究小组在一种新的甲壳动物中发现了精子,他们将其命名为“缅甸Myanmar”。他们预测这些动物在被困在白垩纪形成的琥珀(树树脂)中之前就发生了性行为。

僵化的精子非常罕见。以前最古老的例子只有1700万年前。缅甸cy是一种甲壳纲动物,已经存在了5亿年,生活在从深海到湖泊和河流的各种水生环境中。它们的化石壳是常见且丰富的,但是发现保留在古代琥珀中的附肢和内部器官完好无损的标本提供了难得的令人振奋的机会,以了解有关其进化的更多信息。

伦敦玛丽皇后大学微古生物学教授戴夫·霍恩(Dave Horne)教授说:“对化石类成虫壳的分析对过去的环境和气候非常有用,而且可以揭示进化难题,但像这样的化石软化零件的异常出现导致我们的理解有了长足的进步。”

在现今缅甸的白垩纪时期,这些成龙类可能生活在树木环绕的沿海泻湖中,并被困在树脂中。缅甸的克钦琥珀以前曾获得过杰出的发现,包括青蛙,蛇和羽毛羽状的恐龙尾巴。南京市中国科学院院士王波补充说:“过去五年中已经描述了数百种新物种,其中许多使进化生物学家重新考虑了关于某些谱系如何发展以及如何进化的长期假设。生态关系演变了。”

该研究发表在皇家学会会议论文集B上,也对理解涉及“巨精”的不寻常性生殖方式的进化历史具有启示意义。

新的被捕食者可能很小,但从某种意义上说它们是巨人。大多数动物(包括人类)的雄性通常会大量生出数千万个非常小的精子,但也有例外。一些微小的果蝇(昆虫)和成龙类(甲壳类动物)以投资质量而不是数量而闻名:相对数量较少的“巨型”精子比动物本身长很多倍,这是为获得生殖成功而进行的进化竞争的副产品。这一新发现不仅是迄今为止发现的化石精子的最古老的例子,而且还表明这些原螯虾已经进化出了巨大的精子,并且经过了特殊的调节,可以将它们从男性转移到女性,大约在一亿年前。

每个兽足的长度都小于一毫米。该团队使用X射线显微镜对嵌入琥珀中的成龙进行了计算机辅助3D重建,从而揭示了令人难以置信的细节。“结果令人惊讶-我们不仅发现它们的微小附件被保留在壳内,而且还可以看到它们的生殖器官,”何望补充道。“但是当我们识别出女性体内的精子并知道琥珀的年龄时,这就是研究人员生命中尤里卡的特殊时刻之一。”

王的团队发现了成年雄性和雌性,但这是一个包含精子的女性标本,表明它必须在被困在琥珀中之前发生过性行为。重建过程还揭示了雄性成年雌性成虫用来授精雌性的独特的肌肉精子泵和阴茎(各两个),将雌性成虫的卵和阴茎储存在袋状容器中,直到准备受精。

如此广泛的适应性提出了一个问题,即巨大精子的繁殖是否可以是进化稳定的特征。“要证明在繁殖过程中使用巨大的精子并不是消亡的奢侈奢侈,而是物种生存的长期长期优势,我们需要知道它们何时首次出现。”合著者Renate Matzke博士说:慕尼黑路德维希·马克西米利安大学的Karasz。

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