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近日，日本东京都立大学的研究人员发现，雌性日本斑翅果蝇在环境驱动下进化出一种独特的产卵器，引发了雄性生殖器的共同进化。这个新特征导致日本斑翅果蝇在与相似物种繁殖过程中的机械不相容，阻碍杂交育种，形成了物种隔离。
日本斑翅果蝇是一种危害水果的害虫，雌性果蝇具有细长、锯齿状的产卵器，能穿透成熟果实坚硬的果皮，对入侵地区的水果造成很大危害。近日，东京都立大学Aya Takahashi副教授领导的研究小组发现了一个难得的机会来研究生态驱动的进化特征如何影响雌雄生殖器的共同进化，这将有助于我们了解生殖器官的特殊功能如何影响不同种类生物的进化。
研究小组发现，日本斑翅果蝇独特的产卵器对后代是有利的，但这需要雄性生殖器发生明显的变化以适应交配过程中的障碍。通过透明化角质层，研究小组发现产卵器的变化导致了果蝇交配位置的剧烈变化，包括雄性生殖器为了不依赖于阳基侧突，牢固地附着在雌性产卵器末端而发生的结构变化。研究人员证实，在相邻物种中，通过外科手术阻止阳基侧突与雌性生殖器的适当接触会导致繁殖成功率的显著下降，而这个过程对日本斑翅果蝇的影响不仅很小，而且也没有提高其繁殖成功率。事实上，雄性日本斑翅果蝇生殖器的新形态与其它果蝇较短的产卵器并不相容，使得杂交繁殖更加困难，有效地隔离了日本斑翅果蝇，并将它们置于不同的进化轨道上。
很明显，产卵器的进化是为了让后代在开放的生态位中获得更好的生存机会。然而这项发现表明，产卵器具有交配和产卵的双重作用，它的进化引发了生殖器结合的力学反馈，推动了其它生殖器形状和功能的重大变化，改变了这个过程中物种的进化途径。这项工作让我们了解了生态变化是如何推动雌雄生殖器共同进化的，这可能是自然界中进化和物种形成的一种较为普遍的机制。
科界原创 编译：花花 审稿：西莫 责编：唐林芳
期刊来源：《英国皇家学会学报B》
期刊编号：0962-8452
原文链接：https://sciencesources.eurekalert.org/pub_releases/2018-11/tmu-ef110818.php
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