1. 冷知识网首页
  2. 百科

隐藏在动物界里的生殖秘密

达尔文在出版《物种起源》之前研究了好几年藤壶,藤壶是一种附着在壁上的软体动物,不像扇贝可以在海底尽情奔跑,藤壶性成熟之后只固定在一个地方,这样一来找对象就有了困难。

美国弗罗里达发生了一件稀奇事,一群青少年参加一个泳池生日趴后,有16名未成年女性怀孕,有当事人声称自己仍是处女。参与者均表明当天并无淫乱事件发生,最终有一名青年无法忍受外界舆论压力,承认自己对着泳池干过「不可描述」的事情。

隐藏在动物界里的生殖秘密

此事引起了生物学家的高度兴趣,他们认为该男孩拥有超强能力精子。然而,该报道后来被认定是假新闻,泳池利益相关方斥责该假新闻伤害了女性的游泳意愿,而精子在泳池里根本活不了几分钟。

编造这个故事的人,可能从体外受精的动物那里得到了启发。雌性方面,卵子可以留在体内,也可以排出体外,雄性方面,精子可以在雌性体内排出,也可以在体外。

隐藏在动物界里的生殖秘密

在上述四种排列组合里,剔除掉雌性体外排卵且雄性在雌性体内排精这一不可能的选项后,还剩三种:纯粹的体内受精;纯粹的体外受精;雌性体内排卵且雄性体外射精(即假新闻中的例子)。第一种和第三种都被称为体内受精(Internal fertilisation)。

第三种在很长一段时间内都得不到理解,体外射精海水会极大地稀释精液浓度,海水中有害物质会损伤精子活力,幸存的精子还要穿越阴道地狱,这些问题用一根防水的丁丁就可以解决,可他们却偏要偷懒。

达尔文在出版《物种起源》之前研究了好几年藤壶,藤壶是一种附着在壁上的软体动物,不像扇贝可以在海底尽情奔跑,藤壶性成熟之后只固定在一个地方,这样一来找对象就有了困难。

隐藏在动物界里的生殖秘密

· 德国生物学家 Ernst Haeckel笔下的各种藤壶。画面中部是一种寄生在螃蟹上的藤壶

藤壶是阶段性雌雄同体(Sequential hermaphrodite)的生物,也就是说,藤壶可以转变性别,但同一时间,一个藤壶只有一种性别,因此自交繁殖的概率很低。

  • 达尔文观察到,雄性藤壶的丁丁最长可以达到体长的八倍,它们会用自己灵巧纤细的丁丁探索周围环境,找到异性就猛插进去,由于异地啪和普通的交配差异过大,这种远距离交配被命名为假交配(Pseudo-copulation)。

可问题又来了,假如藤壶主要靠假交配繁衍,八个身长以内没有异性邻居,岂不得孤独终老,更何况不是所有种类的藤壶都有巨长的丁丁。事实上独居雌性体内仍旧有大量受精卵。

经过科学家不懈的努力,终于发现,藤壶(Pollicipespolymerus)有新的播种机制,就是把精子洒向广袤的大海(Spermcast mating),让它们自由地去寻找所爱,毕竟大部分不能移动的海底生物都像植物一样通过媒介传递自己的精子。

为了验证这种猜想,实验人员捉了599只藤壶,它们的丁丁松弛状态下只有体长的一半,勃起状态下也仅仅比身子稍微长一点。科学家摇摇头,说实在太小了,咋可能有后代呢?

实验人员把一雄一雌两个藤壶配对,测量雌性的受精率和出轨率如何随着它们之间物理距离增加而变化。结果显示,在它们相聚两个身长以内时,雌性的受精率达到50%,且出轨率几乎为零,然而随着距离增大,受精率稳步下降,出轨率显著提升,雌性接受了大海里来自远方的漂流精子,进一步证实了异地恋不靠谱(Barazandeh,Davis et al. 2013)。

隐藏在动物界里的生殖秘密

· 藤壶的丁丁

体外受精

纯粹的体外受精也是海洋生物常见的一类生殖方式。

通常情况下,雄鱼追求雌鱼,如果雌鱼看上了雄性,就会在它的窝里产卵,随后雄鱼再播撒精子,由于雌性比雄性挑剔,假设雄性先排出精子,结果雌鱼又没看上它,这些精子就浪费了。

但海参(H. arguinensis)不一样,竟然是雄性先排出精子,雌性再排出卵子,雄性的这种投资策略看似过于冒进,其实它还留了一手,与精子一同排出的是浓浓的费洛蒙,对雌性和雄性都有催情作用。

实验人员分别收集了雌性和雄性排卵/精的海水,再将另一批海参独个儿下水体验一番,发现排卵海水可以略微提高两性性欲,但是进入排精海水的雄性100%排精,雌性91%排卵,春药疗效十分显著。

雄性海参排精后,雌性多半禁不住诱惑要和它共度春宵,这可以看成是雄性的操纵行为,可是为什么其他雄性也兴奋起来了呢?可能是它们嗅到了潜在的交配对象和精子竞争危机,刻意制造的群雄混战场面(Marquet, Hubbard et al. 2018)。

隐藏在动物界里的生殖秘密

· 图片来源:Ahmed Thandar

那雌性的体液就真的对交配行为一点影响都没有吗?

有一种鱼(Symphodus ocellatus)的卵巢液可以影响不同雄性精子的受精概率,雄性可以分为两类,一类是筑巢求偶的老公,一类是专门偷袭的老王。

卵巢液可以提高老公和老王的精子运动速度和成功概率,但是对老公精子的促进更大,这意味着雌性主动选择了老公阶级并为其大开后门(Alonzo, Stiver et al. 2016)。

隐藏在动物界里的生殖秘密

· 图片来源:Wikipedia

体内受精

体内受精的海洋生物有时候也可以省了交配这一步,比如一种??鱼(Linophryne macrodon),分布稀疏,因此找对象是一个大难题。

科学家捕捞了一批??鱼,却发现它们全部都是雌性,这样它们可怎么交配呢?

后来研究者发现,雌性身上有有一些「寄生虫」,这些寄生虫才是雄性,它们比雌性小太多,以致于我们都很难想到它们是同一物种。

海洋里较小的雄性一旦遇上一只雌性,就会咬住她的皮肤,真正地和她融为一体,雄性从雌性身上汲取一切养分,自己只负责提供精子。

由于懒惰,它抛弃了一个独立生物维持生存的各种器官,成为了一个混吃等死的附属品,一个雌性可以供养最多六个老公,从此后她想宠幸谁就宠幸谁,想生孩子就生孩子(Burton 1976)。

隐藏在动物界里的生殖秘密

· 图片来源见水印

对于交配这项体力活,雄性多的是偷懒的技术,藤壶勇于放手,让精子自己去寻找真爱,更有甚者,雄性船蛸(Argonauta nodosa)还敢放飞自己的丁丁。

雌性船蛸住在贝壳里,体型可达到30厘米,雄性没有贝壳,体型不到3厘米,如此悬殊的体型差异,交配自然不能如我们想象中那样进行。

雄性的一只触手中储存了大量精子,在短暂的性接触之后,精子触手(Detachable penis)会折断在雌性体内,继续发光发热,而曾经的那个雄性则在完成了自己的历史使命之后,将长眠于寂静的海底。

我们不确定雄性是否会感到幸福,它们有时甚至会在正式交配前,折断丁丁触手,让断肢自己钻进雌性体内。雌性携带着丁丁自由遨游的时候,是否会想起,体内的某一部分,曾经也是一个鲜活的生命(Norman and Reid 2000)。

隐藏在动物界里的生殖秘密

· 雌雄船艄

参考文献

Alonzo, S. H., etal. (2016). "Ovarian fluid allows directional cryptic female choicedespite external fertilization." Nature communications 7: 12452.

Barazandeh, M., et al. (2013)."Something Darwin didn't know about barnacles:spermcastmating in acommonstalkedspecies." Proceedings of the Royal Society B:BiologicalSciences280(1754): 20122919.

Burton, R. (1976). Thematinggame, Elsevier Lausanne.

Marquet, N., et al. (2018)."Chemicals released by male sea cucumber mediate aggregation andspawningbehaviours." Scientific reports 8(1): 239.

文|王大可

大象公会|知识、见识、见闻,最好的饭桌谈资,知道分子的进修基地。微信搜索「大象公会」(idxgh2013),接收更多好玩内容。

冷知识网文章,如若转载,请注明出处:https://www.lengzhishi.net/118652.html

发表评论

电子邮件地址不会被公开。