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這個七夕,最火的動物不是慘遭踩踏的喜鵲,而是——蛙。但別以為“孤寡孤寡”的它們當真孤寡,對于一些蛙來說,它們不僅找到了對象,甚至還能坐享齊“蛙”之福。 一夫多妻的蛙 最近,科學家第一次在蛙類中觀察到了一夫多妻的現(xiàn)象。這種學名為 Thoropa taophora 的細趾蟾生活在巴西的雨林里,喜歡在潮濕、多巖石的地方交配產(chǎn)卵 。 一只雄蛙 | Fábio de Sá 在雄蛙的繁殖領(lǐng)地里,通常有固定的 2~3 只雌蛙,且其中一只占據(jù)相對主導的地位。研究者觀察到了它們交配的畫面:雄蛙與主導的雌蛙進行交配,而次要的雌蛙、有時還加上第三等級的雌蛙,則在一旁動也不動地“圍觀”。 不過,雄蛙并不只跟“大老婆”交配——雖然研究者沒有記錄到雄蛙與次要雌蛙交配的畫面,但他們分析了 7 個領(lǐng)地里孵化出來的蝌蚪,其中“大房兒女”的比例從 56% 到 97% 不等。雖然與主導雌蛙交配得更多,但雄蛙并沒有輕易放過留下更多后代的機會。 雌蛙之間似乎并不太平,她們都會吃領(lǐng)地里的卵。這時,雄蛙就會立馬制止,有時是將雌蛙趕跑,有時則從后抱住雌蛙——像極了交配的姿勢,但往往最終都并沒有發(fā)生實質(zhì)的交配行為??雌饋恚皇前乩瓐D式地抱了她一下。 雄蛙與主導雌蛙(d)、次級雌蛙(s)和第三外圍雌蛙(p)| 參考資料[1] 對于一夫多妻的繁殖方式,雄性獲得的好處十分明顯,他們可以留下更多的后代;但雌性能獲得什么,科學家還不清楚。他們猜測,相比于與沒有配對的雄性交配,雌蛙與已經(jīng)配對過、擁有較好領(lǐng)地的雄性進行交配,繁殖成功的可能性或許更大。 在長達 10 個月的繁殖季中,雄蛙總是與固定的這兩只雌蛙交配。動物的行為自不必用人類的準則來衡量,但如果套用“忠誠度”來評價的話,這些雄蛙仍是忠誠的——雖然是同時對兩位伴侶保持忠誠。 血肉相融的魚 一些????魚的雄性倒是沒法不忠誠,畢竟它們交配的方式,是把自己融進雌性的身體里。 這些????魚的雄性比雌性小得多,身體大小相差可能有 60 倍。當雌雄相遇時,雄魚會緊緊咬住雌魚的肚子,釋放出一些能夠溶解皮膚的物質(zhì),讓自己的血管和組織與對方融合在一起。有的????魚只是暫時性的依附,有的則永久與對方融合,然后雄魚的器官逐漸消失,最終只把含有精子的生殖腺留在雌魚體內(nèi)。這種繁殖方式,被稱為“性寄生”。 雄性????魚(Humpback anglerfish)依附在雌性的腹部上 | Edith A. Widder 生活在黑暗無光的深海里,雄性????魚能夠遇到交配對象不容易,他們?yōu)榇诉€發(fā)展出了敏銳的嗅覺。這種獻出自我吃軟飯的方式,能幫助它們留下后代;但這還不是最拼的——為了繁殖,????魚甚至舍棄了一部分的免疫功能。 出于自我保護,生物體的免疫系統(tǒng)會排斥異物,例如人體在接受移植的器官時,就很容易出現(xiàn)免疫排異反應;但雄性????魚卻沒有被雌性排斥。研究發(fā)現(xiàn),????魚與后天免疫系統(tǒng)相關(guān)的重要基因已經(jīng)發(fā)生了改變,使得它們不會攻擊外來的組織和細胞。一些雌雄體永久融合的????魚,甚至不會產(chǎn)生功能性抗體和T細胞;而就算是短暫相連的種類,它們的基因也有類似的變化。 這只雄性????魚(Photocorynus spiniceps)則在雌性的背上 | Theodore W. Pietsch / University of Washington 要生崽還是要保護,????魚選擇了前者。但科學家推測,這些深海魚或許已經(jīng)發(fā)展出了其他的免疫方式,可以讓它們兩者兼得。 包辦致死的甲蟲 包辦婚姻的一夫一妻、自由戀愛的一妻多夫,哪者更好?研究者在這種叫做赤擬谷盜(Tribolium castaneum)的小甲蟲上找到了可能的答案。 赤擬谷盜 | University of East Anglia 赤擬谷盜是一種會偷吃儲備糧食的小甲蟲;只要一個月,它們就可以完成出生到繁殖的生命周期,一只雌性能產(chǎn)下數(shù)百枚卵。強大的繁殖能力,不僅有助于生存,也讓它們備受科學家的喜愛。在這個實驗中,研究者將它們被分為了兩組—— “包辦婚姻”組: 每一代都沒有選擇配偶的權(quán)利。上一代生下的雌雄甲蟲,被隨機配對成一夫一妻的組合,繼續(xù)進行繁殖; “自由戀愛”組: 每只雌性擁有選擇配偶的自由,1 只雌性可以自由地與 5 個雄性生兒育女。 這個實驗從 2005 年開始,在十多年的時間里,兩組甲蟲按照各自的傳統(tǒng)分別繁殖了 95 代。按照實驗設(shè)置,它們的后代隨后則需要生存在惡劣的環(huán)境中,比一比哪組的生存能力更強。 結(jié)果,“自由戀愛”組繁育出來的甲蟲,對惡劣條件的抵抗能力更強;直至挑戰(zhàn)的最后,也有 60% 的蟲卵能夠正常長大;而被迫經(jīng)歷“包辦婚姻”的甲蟲,還未等到挑戰(zhàn)結(jié)束就斷子絕孫了…… 研究者認為,“自由戀愛“的甲蟲,雌性有機會在 5 只雄性中選出條件最好的配偶。這種性選擇的壓力,可以剔除掉種群中的有害基因,并將優(yōu)秀的基因傳遞給后代,讓它們更為強健。 心碎的薺菜 如果要說自然界中有什么是心形的,我的第一反應是小時候在路邊看到的某種薺菜的果實。 薺菜(Capsella bursa-pastoris)和其他的薺屬植物都會結(jié)出心形的果實 | Wilhelm Zimmerling PAR / Wikimedia Commons 科學家發(fā)現(xiàn),薺菜果實的形狀與一種蛋白酶有關(guān)。如果這個蛋白酶對應的基因發(fā)生了突變,這種薺菜(Capsella rubella)的果實就不會長出兩個翹翹的肩膀,而是變成一個倒三角的形狀——科學家將這種蛋白酶命名為“心碎蛋白”(HEARTBREAK)?!靶乃榈鞍住笨赡苁峭ㄟ^調(diào)控蛋白質(zhì)翻譯后修飾的過程,調(diào)節(jié)生長素的合成途徑,最終影響了果實的形狀。 野生型的紅薺(左)與心碎蛋白基因突變后的紅薺(右)| 參考資料[4] 薺菜屬的植物,和我們吃的大部分蔬菜一樣,都屬于十字花科。十字花科的果莢形狀各異,這個研究或許可以為這些植物的演化提供證據(jù)。由于“心碎蛋白”的改變,薺菜結(jié)出了非心形的果實,這算不算是心碎暫且見仁見智;但這項研究成功在期刊上發(fā)表,想來“心碎蛋白”至少沒讓這位研究者心碎。 全球征婚的蝸牛 旱的旱死,澇的澇死,別說一夫一妻了,有的動物連對象都討不到。來自英國的蝸牛杰里米(Jeremy)大概是(曾經(jīng))最著名的單身漢,畢竟幾年前,還有人為它舉行了一場全球征婚。 上面是左旋蝸牛杰里米,殼上的花紋是逆時針的;而下面是一只右旋蝸牛,花紋是順時針的 | Angus Davison / University of Nottingham 杰里米是一只罕見的左旋蝸牛。通常來說,蝸牛是右旋的,它們殼上的花紋是順時針的,殼的螺旋紋在身體右側(cè),同時生殖器也位于右側(cè)——因而交配時,它們會爬到對方的右邊。但對于鏡像翻轉(zhuǎn)的杰里米來說,左右在它的身上全反了。當其他蝸牛爬到它的右側(cè)時,它們沒法按照傳統(tǒng)交配,也不會靈活變換姿勢。 2016 年,研究者為杰里米發(fā)起了一場全球征婚,給它找來了兩個“百萬里挑一”的左旋蝸牛。就在萬眾矚目之下,杰里米的兩個相親對象選擇了彼此……蝸牛大多都是雌雄同體,這三只左旋蝸牛,彼此之間都能進行交配。 右二為杰里米,其他四只是征婚活動中征集來的左旋蝸牛 | Angus Davison / University of Nottingham 好在結(jié)局總是圓滿的,杰里米最終還是得到了交配的機會,并在死前有了自己的孩子。當初的這場全球征婚,總共征來了 45 只左旋蝸牛。在今年 6 月的一項研究中,科學家報道了這些蝸牛后代的情況。這群左旋蝸牛至今繁衍了三代,總共產(chǎn)生了將近 15000 只后代,其中絕大部分都是右旋的,它們并沒有繼承父輩的特征。 也就是說,左旋蝸牛仍然罕見,或許也仍將孤獨。 孤獨的蘇鐵 同樣是等待配偶,伍德蘇鐵(Encephalartos woodii)就沒有左旋蝸牛那么幸運了。 南非德班植物園里的伍德蘇鐵 | Purves, M. / Wikimedia Commons 這可能是世界上最孤獨的植物。1895 年,植物學家約翰·梅德利·伍德(John Medley Wood)在南非發(fā)現(xiàn)了第一棵伍德蘇鐵;100 多年過去,我們卻從未找到新的伍德蘇鐵——我們所認識的第一棵,或許是它們種群里的最后一棵。 蘇鐵是一類非常古老的植物,在恐龍的年代里,它們遍布世界各地,占所有植物的 1/5。但隨著新的植物演化出來,蘇鐵的生存優(yōu)勢越來越小,種類和分布的范圍也越來越少?;蛟S是因為不夠常見,它們還常被誤認為是棕櫚或蕨類植物。 ![]() 恐龍時代,蘇鐵遍布 | John Sibbick 伍德蘇鐵看起來就有點像棕櫚,高可達 6 米,樹干直徑為 30~50 厘米。被人類認識的這棵伍德蘇鐵是雄性的——和銀杏一樣,蘇鐵也是雌雄異株;必須同時存在雌株和雄株,它們才能繁殖。但時至今日,我們?nèi)晕茨芙o它找到配偶。 伍德蘇鐵已經(jīng)被宣告“野外滅絕”了,它們現(xiàn)在生長在一些植物園里。蘇鐵會長出吸芽,吸芽能發(fā)育成一棵完整的植株;但這種情況如同克隆,得到的所有伍德蘇鐵都是最初那棵的分身——當然也都是雄性,無法交配繁育后代。另一種讓伍德蘇鐵不那么孤獨的可能,是它似乎可以與親緣關(guān)系頗近的另一種蘇鐵(E. natalensis)繁殖;但目前看來,它們終究也不是同一種植物。 ![]() 橙色的雄球果 | Purves, M. / Wikimedia Commons 發(fā)現(xiàn)伍德蘇鐵時,伍德將一株吸芽寄給了倫敦邱園。2004 年,這株伍德蘇鐵第一次長出了帶有花粉的橙色雄球果,這意味著它已經(jīng)做好了繁殖的準備??上?,它的準備落了空。 它們經(jīng)歷過這顆星球的跌宕與變遷,見證過同伴的繁榮與滅亡,如今孤獨地生活在這里。也不知道最終的結(jié)局,是結(jié)束孤獨,還是孤獨地結(jié)束。 …… ![]() 七夕的第七個物種,留給正在看手機的智人(Homo sapiens)吧。不管是自由瀟灑地享受單身,還是怦然心動地盼待某人,抑或是正與愛人共度好時辰,都希望你度過了一個愉悅的七夕。 參考文獻 [1] Fábio P. de Sá, Rafael C. Consolmagno, et al. Unexpected reproductive fidelity in a polygynous frog (2020). Science Advances, 6(33): eaay1539. DOI: 10.1126/sciadv.aay1539 [2] Jeremy B. Swann1, Stephen J. Holland1, et al. The immunogenetics of sexual parasitism(2020). Science: eaaz9445. DOI: 10.1126/science.aaz9445 [3] Joanne L. Godwin, Alyson J. Lumley, et al. Mating patterns influence vulnerability to the extinction vortex(2020). Global Change Biology. 2020;00:1–14. ?DOI: 10.1111/gcb.15186 [4] Yang Dong, Mateusz Majda, et al. HEARTBREAK controls post-translational modification of INDEHISCENT to tegulate fruit morphology in Capsella (2020). Current Biology 30, 1–9. DOI: 10.1016/j.cub.2020.07.055 [5] Angus Davison. Internet ‘shellebrity' reflects on origin of rare mirror-image snails (2020). Biology Letters, 16(6). DOI: 10.1098/rsbl.2020.0110 [6] https://www./sections/krulwich/2011/05/10/136029423/the-loneliest-plant-in-the-world 作者:麥麥,核桃苗 |
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