动物界的性别,可以有多难以想象?

作者: 博物

来源: treehugger

发布日期: 2024-08-24 11:02:38

本文介绍了自然界中多种生物性别多样性的现象,包括小丑鱼、鹰鱼、黑海鲈、波纹唇鱼等物种的性别转变机制,以及环境因素如全球变暖对这些现象的影响。这些例子展示了性别不仅仅是二元选择,而是受多种因素影响的高度复杂和多样化的生物特征。

在自然界中,性别很多时候并不是个二选一的问题,也并不仅仅由基因决定。一些物种的个体同时具有雌性和雄性的生殖器官和功能。另一些物种则可以根据环境因素或者自身生长发育情况变换性别。这种性别的流动背后有着多种多样的原因: 有些是物种本身就具有的正常生长发育过程,而另一些则是环境变化导致的相对反常的现象,有可能与水污染和全球变暖有关。接下来登场的10种生物,将会带领我们了解到性别的多样性。

小丑鱼的性别故事老粉们应该都很熟悉了,它们出生时都是雄性,但成熟之后在特定条件下会转变为雌性。这种情况在自然界中称为“雄性先熟”。小丑鱼通常是群居生活的,但群体中只有一对真正具有繁殖能力的性成熟个体,雌性的体型比雄性更大。如果群体中的雌性缺失,原本的成熟雄性鱼会变成雌性,未成熟鱼中最大的个体则会发育成有生育能力的成熟雄性个体,保证群体中始终有一对能生育后代的雌雄鱼存在。

鹰鱼是指?科(Cirrhitidae)的鱼类,它们与小丑鱼相反,是雌性先熟的。也就是说,它们出生时候都是雌性,在条件需要的时候,会转变成雄性。和小丑鱼不同,这些色彩鲜艳的鱼群实行的是“一夫多妻制”。当作为领导者的雄鱼占有太多雌鱼使得鱼群过大时,体型最大的雌性常会变成雄鱼,并带领一部分雌鱼组建新的群体。但它们的变化不止于此。鹰鱼的性别转变在它的一生中往往会发生不止一次。

如果群体中的雄鱼被体型更大的雄鱼所击败,它就会变成雌鱼;如果群体中雌鱼的数量太少,雄鱼也会转变成雌鱼。

黑海鲈又名条纹锯鮨(Centropristis striata),遍布从缅因州到佛罗里达群岛的美国各地。它们和鹰鱼一样,是雌性先熟的雌雄同体,可以从雌性变成雄性。由于黑海鲈种群分布过于分散,科学家很难在其自然栖息地观察它们的繁殖行为。然而,对水族箱中人工养殖的黑海鲈的观察研究表明,黑海鲈的性别变化可能与群体的性别比例有关。当雌性黑海鲈发现周围的水箱中雄性个体减少时,就会变成雄性。

波纹唇鱼俗称苏眉鱼(Cheilinus undulatus),也是一种雌雄同体、雌性先熟的鱼。从大约9岁开始,它们就能够从雌性转变为雄性。随着年龄增长,它们不仅变性了,也变色了——它们的性别转变会伴随着明显的外貌变化,体色会从雌性原本的橙红色变为雄性的蓝绿色。它们可以活将近30年,但由于过度捕捞,出口贸易和珊瑚礁栖息地的威胁,这种外形和习性都很独特的鱼类已经濒临灭绝。

在一些昆虫中,罕见的突变会导致雌雄嵌合体的出现。雌性和雄性的特征是对称分布的,以两侧对称为主。也有更少见的案例是轴向对称,如上半身为雌性而下半身为雄性。由于蝴蝶的翅膀常颜色艳丽、形态和谐对称、雌雄间的差异也比较明显,因此两侧对称的雌雄嵌合体——“阴阳蝶”最令人印象深刻。这种现象非常罕见,大约1万只蝴蝶中才会出现1只。

雌雄嵌合体的现象在北美红雀这样的脊椎动物身上也会出现。由于雄性和雌性北美红雀的羽毛颜色不同,因此嵌合体看起来会格外醒目——一半是雌性的棕褐色羽毛,另一半则是雄性的正红色羽毛。2008—2010年间,科学家曾经追踪研究过一只这样的雌雄同体北美红雀,除了外表之外,它的行为也显得不同寻常:两年来,它从来没有发出过声音,也没有和其他同类交配过。但除此之外,它并没有受到攻击或者排挤,还是正常在群体中生活。

早在2014年,研究人员就观察到了青铜蛙的性别并不完全由染色体决定,部分XY染色体的蛙发育为雌性,而XX染色体的蛙表现为雄性,这种性别倒错现象在野生个体中所占的比例可能达到10%。除此之外,青铜蛙中还存在着中间形态,在森林覆盖率较高的地区,曾观察到高达44%的蛙个体表现出“间性”特征,即雄蛙体内能产生卵细胞。起初,这种现象被归咎于人为引入的污染,但更多证据表明,这种变化可能是两栖动物的自然现象。

铜头蝮(Agkistrodon contortrix)的雌蛇在特定情况下能够孤雌生殖,尽管这并不是常规理解中的“雌雄同体”,但这种独立进行生殖的能力在脊椎动物中是相对少见的,在原理上有点类似于“自体受精”。在其形成卵细胞的过程中,卵母细胞分裂产生的极体细胞能够与卵细胞融合,形成具有正常染色体数量的有活性的受精卵。

一些爬行动物的性别受到卵孵化期间的平均气温影响,鬃狮蜥属也是如此。

研究表明,当卵孵化过程中平均温度较高时,原本的雄性鬃狮蜥会发育成雌性。当然,这种转化只涉及了基因表达的调控,而没有从根本上出现基因的变异。尽管它们的外形和行为都和其他雌蜥蜴无异,但雄性基因依然在它们的体内发挥了意想不到的作用——这些具有雄性基因的雌蜥蜴繁殖能力更强,平均产卵量是普通雌蜥蜴的两倍。目前,越来越多的雄蜥蜴发生了这种性别转变,这可能是全球变暖导致的。

像鬃狮蜥和其他的一些爬行动物一样,绿海龟的胚胎也对温度敏感,并因此影响性别表达。通常来说,产卵的沙子越温暖,孵化出来的幼龟是雌性的概率就越大。根据一项研究,在全球变暖尤其严重的澳大利亚大堡礁附近海滩孵化出的幼龟中,雌性的比率为86.8%至99.8%,在南部较凉爽的海滩上,则有65%到69%的幼龟是雌性。这种严重的性别失衡会带来什么后果呢?

研究人员提出,雌海龟可能会倾向于在较为凉爽的地方寻找配偶和繁殖后代,然而,如果雄性绿海龟的数量低到一定程度,生命的延续就无法进行,这对已经濒临灭绝的绿海龟来说,可谓雪上加霜。

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