宫斗的终极目标:变性当皇帝!

来源:科普中国

世间有许许多多的问题,是从两性和婚恋而来,这么说来,那些雌雄同体、不分性别的生物,似乎就可以省去这些烦恼,十分幸运……

但,真的如此吗?

变性,根本无法安心躺平

要讨论雌雄同体的生活方式,首先要区分雌雄同体的两种情况。一种是先后雌雄同体,就是由男变女,或者由女变男,比如许多鱼类。另一种是同时雌雄同体,同时兼备两性的生殖器官,比如海蛞蝓、海生涡虫、蚯蚓,还有大多数植物。

生活在珊瑚礁上的双带锦鱼(Thalassoma bifasciatum),出生时都是雌鱼。长大之后,它可以选择变性为雄性,占领一块地盘,驱逐其他雄鱼,把许多雌鱼收归“后宫”。如果它还不够强壮,也可以选择继续做一条雌鱼,通过产卵的方式让基因延续下去。

占据领地的“老爷”雄鱼脑袋是蓝色的,而且有鲜艳的条纹 | Kevin Bryant mentalblock / Flickr

进退都有路,双带锦鱼似乎可以安心躺平了,实则不然。

在繁育后代这件事情上,雌雄的付出与报酬是完全不一样的。卵子比精子大得多,雌鱼产生卵子的代价也要昂贵得多;雌鱼三天内可以交配两次,而雄鱼一天可以交配上百次。如果能成为主宰后宫的“老爷”雄鱼,基因的传播就能实现“阶级跃升”。每条鱼都可以由雌性变为雄性,都有统领后宫的潜质,可以想象,大家都在觊觎这个主宰后宫的地位。

雌鱼和没有领地的雄鱼是黄色 | Nhobgood Nick Hobgood / Wikimedia

表面上看,鱼群里没有成天上演大逃杀——在群居动物里,分出地位的高低之后,大家就各安其位,免得因为打斗自损元气。不过,如果我们动手干预一下,就会发现这种平静只是表象。

曾经有人将一个鱼群里的雄鱼抓走,仅仅几分钟后,最大的雌鱼就会像雄鱼一样表现出攻击性;最短只要八天,“她”就能产生精子,成为真正的“他”接管后宫。变性不但无法让双带锦鱼放心躺平,反而把它们钉在竞争雄鱼的道路上,无法脱离了。

道高一尺,魔高一丈

对于同时雌雄同体的动物来说,选择当哪个性别的问题仍然存在,因为对它们来说,卵子同样比精子昂贵。

横带低纹鮨(Hypoplectrus nigricans)通过互惠互利的方法来解决:上次你当雄性,下次我当雄性。一些海生涡虫则用暴力的方法解决:两只涡虫用尖锐的外生殖器相互刺戳,将精子注入对方体内,称为penis fencing。

也有很多雌雄同体动物的交配方式(看上去)比较平等——两方都接受了精子,同时两方都要产卵。不过,此时另一种形式的争端也在抬头。

产生精子的动物,要尽可能增加授精的成功率,或者“打败”其他跟自己竞争授精权的“情敌”;而接受精子的动物,要选择自己中意的精子来产生下一代,或者仅仅是要拒绝过多的精液。于是,产生精子和接受精子的双方也陷入了竞争之中。

科学家比较了拟海牛科(Aglajidae)和腹翼科(Gastropteridae)的海蛞蝓,发现同一个物种丁丁和前列腺(prostate gland)的个头大小,跟交合囊(bursa copulatrix)的个头大小是正相关,这是个非常引人深思的现象。

海蛞蝓的生殖系统 | Anthes N et al. / Evolution: International Journal of Organic Evolution (2008)

形状特殊的丁丁可以提高授精的效率;前列腺产生的分泌物可能具有激素作用,增加安全授精的概率,或者减少对方再度交配的欲望,可以说是“男性”的武器。而交合囊能够消化并再吸收精液,从而消灭不想要的精子,是“女性”的武器。

两方的大小是正相关,说明它们可能存在相互竞争的关系;而且,对于雌雄同体的海蛞蝓而言,两方“军备”的成本都要同一个身体来承担。

学名Tubulophilinopsis reticulata的海蛞蝓,色彩鲜艳,无辜可爱 | Sébastien Vasquez / Wikimedia

雌雄同体,怪招迭出

在雌雄同体动物的交配中,还可以看到更加怪异的招数。

比如一些蜗牛会用锐利的尖刺,注入能提高自己受精率的液体,称为恋矢(love dart)。比如Macrostomum属的涡虫,交配之后,会把身体弯过去,用喉部对准生殖孔,将精液吸出来——这么做的意义至今未知,也许是为了吃掉不想要的精子,或者把对方用来控制自己的物质排出体外。

涡虫谜样的性生活。图片最下方黑框里的部分,是涡虫在吸取精液,红圈里是吸取之后,从生殖孔露出的精子 | Schärer L et al. / Marine biology (2004)

不过,最为勇敢的还是一种名为Chromodoris reticulata的海蛞蝓,它在交配之后会自断丁丁。这个丁丁上面有许多倒刺,可以把上一个海蛞蝓的精子挖出来,从而提高受精率。因为丁丁的结构高度特化,伸出之后再想回收就很难了,只能断掉。

图a、b,交配中的海蛞蝓。图c、d,断掉的丁丁。图e,丁丁上的倒刺。图f,挂在丁丁上的许多精子。| Sekizawa, Ayami, et al. / Biology letters (2013)

幸运的是,海蛞蝓断掉的丁丁只是一小段(长约1厘米),还有更长的一段藏在体内(长约3~4厘米),可以供下次使用。因为太长,这一部分丁丁是卷曲盘绕在体内的。

如果你问海蛞蝓,作为雌雄同体,是不是可以避免许多两性方面的烦恼。它一定会哭着告诉你:才不呢,内卷得要死啊!

参考文献

[1] Anthes N, Schulenburg H, Michiels N K. Evolutionary links between reproductive morphology, ecology and mating behavior in opisthobranch gastropods[J]. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 2008, 62(4): 900-916.

[2] Schärer L, Joss G, Sandner P. Mating behaviour of the marine turbellarian Macrostomum sp.: these worms suck[J]. Marine biology, 2004, 145(2): 373-380.

[3] Schärer, Lukas, Tim Janicke, and Steven A. Ramm. "Sexual conflict in hermaphrodites." Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 7.1 (2015): a017673.

[4] Sekizawa, Ayami, et al. "Disposable penis and its replenishment in a simultaneous hermaphrodite." Biology letters 9.2 (2013): 20121150.

[5] Warner R R, Swearer S E. Social control of sex change in the bluehead wrasse, Thalassoma bifasciatum (Pisces: Labridae)[J]. The Biological Bulletin, 1991, 181(2): 199-204.

作者:小袋熊

编辑:pee pee shrimp

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关键词: 雌雄同体 双带锦鱼

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