Đời sống sinh sản độc đáo và đa dạng của côn trùng

Chẳng hạn, nhiều loài côn trùng, như rệp, không cần giao phối để sinh sản. Trứng của chúng không cần thụ tinh mà vẫn nở thành con non, chủ yếu là rệp cái, mang gene giống hệt rệp mẹ.

Mặt khác, các cuộc cạnh tranh để giao phối trong giới côn trùng cũng hết sức khốc liệt. Khi chuồn chuồn kim bắt đầu sinh sản, một đàn con đực tập trung lại ở nơi thích hợp cho con cái đẻ trứng. Rất ít con đực trong số đó giao phối thành công với con cái. Hơn nữa, giống như các loài chân khớp và thân mềm khác, chuồn chuồn kim cái được trang bị túi chứa tinh, gọi là “spermatheca”, nơi lưu trữ tinh trùng của nhiều con đực khác nhau để sau này thụ tinh cho trứng. Điều này có vẻ có lợi cho con cái nhưng lại là mối nguy hiểm cho con đực, vì tinh trùng của chúng có thể bị những con đực khác chèn ép và loại bỏ. Do đó, chuồn chuồn kim đực cũng có chiến lược riêng của mình để tối ưu hóa việc truyền gen của chúng.

Quá trình tiến hóa đã trang bị cho con đực một cơ quan sinh dục, gọi là "aedeagus", có hình dạng giống như cái thìa để nạo vét bớt tinh trùng của những đối thủ trước đó trong túi chứa tinh. Ở một số loài chuồn chuồn ngô, họ hàng gần với chuồn chuồn kim, cơ quan này còn có gai, lông cứng hoặc các móc câu nhỏ. Chúng có thể nạo vét sạch tới 90-100% lượng tinh trùng mà đối thủ để lại. Sau đó, chỉ trong vài giây, chuồn chuồn đực tự gửi vốn của mình vào ngân hàng tinh trùng của con cái. Bất cứ chuồn chuồn đực nào làm được như vậy, cuối cùng về cơ bản sẽ trở thành người cha đáng tự hào của thế hệ tiếp theo.

Loại bỏ tinh trùng của đối thủ để đảm bảo cơ hội thụ tinh lớn nhất là một điều không lạ trong thế giới côn trùng. Việc ức chế tinh trùng đối thủ cũng có thể xảy ra bằng phương pháp hóa học. Một số loài muỗi có chất trong tinh dịch để tống tinh trùng được đưa thêm vào sau đó. Ngược lại, tinh trùng của một số loài ruồi giấm có khả năng loại bỏ tinh trùng của đối thủ đã được lưu trữ trước đó.

Đôi khi con người nghĩ về thế giới động vật, bao gồm cả côn trùng, theo kiểu những vở hài kịch thời thập niên 1950: con cái phục tùng và con đực gia trưởng; con cái thụ động, nhút nhát và con đực luôn luôn chủ động, cuồng nhiệt. Nhưng thực tế thì độc đáo hơn nhiều.

Ở một số loài dế, châu chấu và muỗm, con cái luôn chiếm thế thượng phong. Con đực phải cung cấp cho con cái những khối dinh dưỡng nặng tới 30% trọng lượng cơ thể của chúng, tạo ra từ dịch cơ thể của con đực. Con cái ăn những thứ này trong và sau quá trình giao phối, và thông thường, "quà cưới" càng lớn, con đực càng có nhiều thời gian giao phối và tinh trùng của nó càng có nhiều khả năng thụ tinh với trứng của con cái.

Tuy nhiên, như ta có thể tưởng tượng, con đực không dễ dàng tạo ra những món quà như vậy. Con đực thường khá kén chọn con cái để trao món quà này. Nó cũng có nghĩa là con đực thụ động trong giao phối, trong khi con cái cực kỳ hung hăng và tranh giành để chiếm lấy càng nhiều quà càng tốt.

Tư thế giao phối cũng là một trong những vấn đề mà các nhà côn trùng học quan tâm. Tư thế giao phối quyết định liệu con đực hay con cái có quyền kiểm soát kết quả giao phối, từ đó ảnh hưởng đến sự tiến hóa của nhiều khía cạnh hành vi khác. Tư thế giao phối “đứng cạnh nhau” phổ biến ở nhiều loài côn trùng, tuy nhiên tư thế "con cái ở trên" cũng khá thường gặp.

Ở các loài dế, sau khi con cái bị thu hút bởi tiếng kêu của con đực, nó sẽ leo lên lưng con đực, đứng ở vị trí an toàn. Sau đó, con đực sẽ đẩy bọc chứa tinh trùng của nó ra. Bọc này được làm từ chitin, phần đầu có một cuống dài có thể luồn móc khéo léo vào lỗ sinh sản của con cái, sau đó tinh trùng sẽ di chuyển vào cơ thể con cái trong vài phút. Quá trình này cực kỳ tỉ mỉ và đòi hỏi sự hợp tác hoàn toàn từ phía con cái.

Ngược lại, những con nhện nước chân dài chỉ đơn giản là nhảy lên người con cái đi ngang qua, đôi khi bám vào lưng con cái bằng một móc chuyên dụng. Con cái thường cố gắng đánh bật con đực ra nhưng đa phần không thành công. Dù bằng cách nào, quá trình giao phối này đều tốn thời gian và có nguy cơ thu hút sự chú ý của những kẻ săn mồi.

Bọ cánh cứng cái có thể thiến hóa học con đực để con đực chỉ có thể cặp với mình nó. Khi đó, con cái tiết ra một loại hóa chất đặc biệt vào cơ quan sinh sản của con đực, ức chế khả năng sản xuất tinh trùng, khiến chúng không thể giao phối với con cái khác mà phải dành nguồn lực chăm sóc, nuôi dưỡng ấu trùng.

Tuy nhiên, những con rệp vỏ cây Neotrogla ở Nam Mỹ và Afrotrogla ở châu Phi còn sử dụng một chiến lược triệt để hơn: Con cái tiến hóa ra một dương vật giả, gọi là gynosome, để đâm vào người con đực, nhằm lấy được chất dinh dưỡng và tinh trùng của con đực. Điều này gần như là một cuộc cách mạng, đi ngược lại với cách thức giao phối của hầu hết các loài động vật. Không có gì đáng tin cậy bằng việc tự mình thực hiện công việc!

Con rệp cái sẽ neo trên người con đực để thực hiện giao phối trong suốt khoảng thời gian từ 40-70 giờ. Dương vật giả của rệp cái cắm chặt đến mức nếu cố gắng tách hai con vật ra, bụng của con đực sẽ ngay lập tức bị xé toạc. Chất dinh dưỡng thu được bằng phương pháp này cực kì quan trọng để rệp cái thụ tinh cho trứng. Loài rệp này hình thành hành vi như vậy có lẽ do môi trường sống nơi vỏ cây trong hang động của chúng có rất ít thức ăn.

"Những con rệp Neotrogla và Afrotrogla thực sự thách thức quan niệm của chúng ta về tình dục. Không có gì vốn dĩ là nữ hay vốn dĩ là nam cả. Tất cả đều phụ thuộc vào bối cảnh”, Justa Heinen-Kay, nhà sinh thái học tiến hóa tại Đại học Minnesota, nhận xét.

Ở nhiều loài côn trùng sống thành tổ như ong mật, ong vò vẽ và kiến, vai trò xã hội của con đực thật sự không quá quan trọng. Những con kiến chạy tới lui bên cạnh vụn bánh mỳ, những con ong mật bay chập chờn từ bông hoa này sang bông hoa khác, tất cả chúng thường là con cái. Những con kiến lửa hung tợn với hàm răng khổng lồ dùng để bảo vệ cả đàn, hay những con ong với vòi chích sắc nhọn để tấn công kẻ thù, cũng thường là con cái. Những con đực lười biếng hơn, chỉ lảng vảng quanh tổ cho đến khi cuộc chiến giao phối nổ ra.

Dĩ nhiên, nhiều người không tin vào vai trò của những con cái. Họ vẫn gọi những con côn trùng mà họ bắt gặp hằng ngày với đại từ nhân xưng giống đực là “he”. Tất cả phim hoạt hình về các loài động vật như kiến, ong đều khắc họa nhân vật chính trong xã hội côn trùng là con đực. Chúng thể hiện sự phóng chiếu đời sống của con người vào các loài động vật khác và điều này có thể tạo ra vấn đề.

Trong bài nói TED Talk hồi năm 2015, nhà sinh vật học tiến hóa Marlene Zuk lưu ý, khi ta phỏng đoán rằng thế giới bị chiếm lĩnh phần lớn bởi giống đực, còn giống cái chỉ là thiểu số với vai trò thoáng qua, thì ta đã bỏ sót nhiều điều thú vị về tự nhiên cũng như bỏ qua cơ hội để hiểu biết các sinh vật sống trong tự nhiên, bao gồm cả con người, đa dạng đến thế nào.

MIT Press, Quanta Magazine, TED Radio Hour