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环球观点：奇怪的知识增加了，雌性海马为什么不能生宝宝？

来源：科普中国

“其首如马，其身如虾，其背佝偻，有竹节纹，长二三寸，雌者黄色，雄者青色”。这是《然犀志》中古人对海马的特征描述。


(相关资料图)

虽然被叫做海马，但它并不是海里的小马儿，而是刺鱼目海龙科海马属的一员，属于正儿八经的鱼类，只不过长的不那么像鱼罢了。

除了它们独特的外观，海马与其近亲尖嘴鱼和海龙一样，是目前已知为数不多的由雄性繁殖的生物种类。

多叶海龙

当然繁殖后代不可能通过雄性一个人完成，为了生下小海马，雄性还是要与雌性进行交配。

但雌性海马也不是随随便便的“鱼”，好比男生可能需要花一点心思来追女孩子，在海马交配之前，雄性也需要通过跳舞的方式对雌性进行求爱。

每到春季海马的繁殖期，大量雄海马与雌海马都会从藏身之地涌出，开始寻找自己的伴侣，当两只海马看对眼后，雄海马就会带着雌海马一起跳舞。

在这段时间内，它们的身体颜色会发生变化，同时用尾巴抓住同一束水草或者用尾巴抓住对方，然后以并排或对称的姿态旋转舞蹈。

跳舞还真没别的意思，真的只是为了促进感情而已，因为海马交配时是以垂直向上游泳的姿势，所以它们需要通过舞蹈逐渐熟悉彼此的游泳速度和习惯，这样在交配时就不至于.....哔~

这场舞蹈大约会持续5~30分钟，待到双方确认喜欢彼此后，雌性海马会游向水面，而雄性紧随其后。

接下来就开始一段“不可描述”过程：雌性海马通过产卵器将体内的卵子输送到雄性的育雏袋（腹囊）中，一旦卵子全部安全进入后，雄性将向其中添加精子并关闭育雏袋的开口。

整个过程其实不到十秒钟，而且在育雏袋开口的同时，海水也会快速涌入，不过这并不是坏事，因为精子和卵子在高渗环境下相遇，可以促进精子的活化和运动，加速受精的快速完成，不然，过个十天半个月才完成受精，海马妈妈可等不了。另外小海马在类海水中出生也有利于更好的适应外界海水环境。

受精完成的受精卵会被包裹进育雏袋的内侧，周围覆盖着许多海绵组织，这有点类似雌性哺乳动物子宫的作用。

怀孕一般会持续两到四周，在这段时间内，育雏袋将为受精卵提供氧气以及可控的环境“培养箱”。而受精卵所需要的营养除了来自于雌性的卵黄之外，更多的还是来自于雄海马，比如骨骼系统发育所必需的钙元素和能量丰富的脂质。此外，育雏袋还提供免疫保护和废物运输等功能。

待到小海马发育完全后，海马爸爸会挑选一个月黑风高的夜晚**（海马大多数时候在晚上分娩）**，然后打开自己育雏袋的开口，紧接着开始从腹部向外喷射一群群海马宝宝，看起来非常壮观。

不幸的是，当海马宝宝出生后，这也就意味着它们成为了“孤儿”，因为雄海马在分娩过程消耗了太多能量，往往需要几个小时才能恢复过来，完全无暇顾及它们，于是海马宝宝们只能自己随着洋流漂浮，这也导致其中绝大多数的小海马被其他海洋生物当作浮游动物吃掉了。

所以尽管雄海马一次可以生育数百乃至数千只小海马，但其中只有十分之一可以达到成年状态。

果然每个生命的成长都是艰难的。

那么，既然生存如此艰难，为什么雌性海马不加入到繁殖大军中一起生宝宝呢？这样就可以：“夫妻双双怀孕后，宝宝存活可翻倍”，顺便还能提高种群数量。

然而实际上，雌性从一开始就“输给”了雄性，因为她们没有腹囊（育雏袋），这也是包括海龙在内的海龙科生物独特的进化机制。

在大多数硬骨鱼中，参与胚胎孵化的为虾红素金属蛋白酶中的C6AST基因家族，这个家族成员包括孵化酶、高绒毛膜溶菌酶及低绒毛膜溶菌酶等，能够引起卵膜溶解，从而导致胚胎孵化。

不过海马稍有不同，2016年，中国科学院南海海洋研究所与德国康斯坦茨大学、新加坡科技研究局及华大基因在《nature》杂志上发表了关于海马基因组的研究文章。

通过对海马基因组测序发现，C6AST基因家族的另一个亚家族——Patristacin（pastn）基因，在怀孕雄海马的育雏袋中高度表达，而没有育雏袋的雌性体内基本不存在Patristacin基因的表达，自然也就无法生育了。

虾红素金属蛋白酶C6AST基因家族

不过有一点，还是能看出雌海马其实对繁殖后代挺上心的。当雄海马在夜晚生完小海马并休息完毕后，第二天清晨，雌海马就会拉着雄海马再次交配，然后等待等待雄海马受精、怀孕、生育完，又开始下一轮交配，直至繁殖期结束...

关键词： 基因家族 段时间内 金属蛋白酶

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