实不相瞒,小丑鱼尼莫其实是雌雄同体 | 自然课

摘要: 真实世界的冒险故事读起来更像希腊悲剧《俄狄浦斯王》而不是《海底总动员》。

11-16 03:15 首页 凤凰读书

从前,有一个国王和王后,统治着一个和平的王国。和平来自等级,而等级是通过威胁而强加到大家头上的。没有人敢站出来挑战他们的统治。美丽而且始终比国王高一头的王后,毫无疑问,是真正掌握实权的人物。甚至有流言说她威逼他,就像他威逼宫廷里的其他人一样。


然后,有一天晚上,王后死了。没过多久,一股奇怪的力量开始在城墙内打转。仿佛咒语被解除了一般,国王感觉体内发生了一种深刻的变化,绽放了一些全新的、不同的……女性化的东西。接下来的几周,这种内部的变化继续进行,直到最后,他走了出来,成为全新而强大的王后,同样美丽、善育而且像前任一样发号施令。国王,也就是现在的王后选了一个朝气蓬勃的年轻人作为"她"的夫君,在同样的咒语下,年轻人发育成了魁梧、阳刚的雄性。在新女王的无情监视下,新国王接受了他的角色并开始了新一轮威胁统治-从此以后,他们生活在一起并成功释放出一窝又一窝的卵,"从此永远幸福地生活在一起"。


剧终。


如果格林兄弟知道小丑鱼(clownfish)的一些情况,那么一个童话故事就有可能产生了。是的,就是小丑鱼。但是对不起,朋友们,皮克斯工作室搞错了。错得离谱。


就小丑鱼的关系而论,真实世界的冒险故事读起来更像希腊悲剧《俄狄浦斯王》而不是《海底总动员》。如果让大自然来写这个故事,等尼莫从卵里孵化出来的时候,他的爸爸马林,一个丧偶的雄性户主,将会变成"玛琳"。因为在小丑鱼中,当雌性首领死了的时候,主事的雄性就变成雌性了。


马林现在变成了玛琳,她不会去追寻被绑架的尼莫,而是待在家里,然后从周围迎来下一个最大的雄性与"她"在一起,成为她选择的伴侣,并住在她宽敞的海葵屋里。一个占有着体面的住所,成熟、准备被占有的雌性是不会没人陪的。尼莫,如果他能逃跑并返回家中,会发现海葵里住着其他雄性小丑鱼。他不得不等待,直至轮到他和由他爸爸转变而来的妈妈相逢(并交配),儿子变成了情人,而爸爸变成了妈妈。


尽管没有鲨鱼、水母群和冲浪的海龟,但相对于个人成长和胜利的冒险故事而言,尼莫在真实世界的经历更加丰富多彩,这色彩则来自小丑鱼转变性别的能力。这个策略被许多种鱼类和无脊椎动物所采用-这些物种从来没有必要去弄明白异性做爱是什么样的感觉……因为它们自己就知道。


暂时的性别转换策略


在海里,雄性和雌性的界限比陆地上模糊得多。对于尼莫和你餐盘中的虾而言,生命中途来点性转换是自然生命周期的一部分。实际上,要是列出所有海里变性动物的名字,这个名单看起来会像一个法式海鲜什锦的食谱:贻贝、蛤蜊、虾和各种鱼。还有其他的,比如蠕虫和一些海星,它们虽然不适合放进海鲜什锦,但是它们在性别上也是真正的"能屈能伸"。


尽管能量消耗很大,但是改变个体性别的能力是一种战略,这种方式可以在每次繁殖性的性交中促进后代的产出。原因如下:在某些情况下,其中一个性别在它们长大(或变老)的时候,会比小的时候生出更多后代。在人类中,女性的生育高峰是在20多岁,之后就开始衰落。但是对于男人情况并不是这样。相反,他可以通过与更年轻的女性结婚从而生出孩子,一直到他50多岁、60多岁,甚至更老。


现在想象一下,毛头小子们虽然有着热切的性冲动,但是缺乏经验,不可能与眼光挑剔的雌性发生关系。她们只希望被最强壮、最聪明、最优秀的雄性临幸从而生下后代。在这种情况下,如果只是想尽可能多地生育下一代,我们可以通过改变性别来实现这一目的。出生时先是雌性,在年轻的时候,与年纪大的雄性交配而产子。然后,在怀孕和产子能力下降时,你可以转变成一个雄性,并且通过找到一个年轻漂亮的异性来激起你延续后代的欲望然后与之交配。瞧,整个物种的繁殖能力就这么提高了。


当然,你也不得不忍受经历两次青春期的烦恼。在现实中,人类生物学太死板生硬,并不允许我们有这种性别的灵活性。对于其他哺乳类,也有着同样的约束,包括诸如象海豹这类的物种,它们肯定会从那种灵活的策略中受益:所有那些被大个儿的雄性头领踢出沙滩的小型雄性反而可以在开始时成为雌性,什么时候长大并且准备好战斗了,就再转变成雄性。唉,大多数脊椎动物都没有这种选择的机会。


鱼类则是个例外。与许多无脊椎动物一样,它们几乎没有受到那么多的限制。对于它们,有一些实实在在的生殖优势作为回报,性别转换的成本只是付出的一个小代价。


性别转变的来龙去脉


从技术上讲,所有能够性别转换的物种可以被认为是雌雄同体;但是,不是常期雌雄同体,这种情况个体拥有两个性别的生殖器和生殖腺(内部性器官),性别转换者是"顺序雌雄同体",先以一种性别成熟,然后转换成另一种性别。一个物种的不同生态因子和社会系统决定了改变性别是不是有意义,以及物种可能的转变方向。噢,对了。性别转换在海里都是双向的。


开始是雄性然后转变成雌性的动物,比如建造性塔的履螺,是雄性先熟(protandrous)雌雄同体。"proto"的意思是先,"andro"意思是雄性,相对的是雌性先熟(protogynous)雌雄同体,它们先是雌,再转变成雄性,"gyno"意指雌性。而且,在一些物种当中,个体一生都在两性之间来来回回地变换。一首关于相继变性的小诗会有助于理解这个现象:


Andro是从古希腊语来的,表示任何是雄性的东西;

Proto是你发现的前言,标志着故事的开始。

因此,Protandrous群体生命之初是雄性,

后再转变成雌性

(其中有许多理由解释为什么)。

但是,一些物种开始是雌性;

然后这些雌性先熟的雌雄同体变成雄性,

只要给予一定条件。

有些可能依靠一个伙伴,

告诉它们何时可以转换,

有时是邻居,它们给予了某种刺激。

从激素信息到后宫规模,

有许多因素起作用;

不同的物种运用这些线索

引导它们走上正轨。

对我们人类普遍的幻想:

异性的性是什么样的?

这些性变换者有确切的答案。


决定了一个个体一生性别策略的原因,与种群中有多少资源以及配偶是否被垄断有关:有没有组织起来开性派对的单身者?是不是少数雄性霸占了所有的雌性?找到多个伴侣的概率高,还是最好找到第一个就马上安顿下来就好?以上这些及其他问题的答案,会促使物种使用一系列策略来固化它们超凡的性技巧。


成为一个真正顺序雌雄同体意味着100%的转换-从身体到行为、从内到外。这意味着你所有的零件-包括最隐秘的部分-会彻底改变。鱼和无脊椎动物会经历外貌上的最大限度的变化,戏剧性地重组外部形象(某些鱼中,雄性会长出非常长且晃来晃去的外生殖器)、内部器官、颜色、身形以及行为。


皇后鹦嘴鱼(queenparrotfish)是这种外部改变的一个有趣的例子,并且这种鱼与人的密切关系超乎想象。鹦嘴鱼相当于海里的除草机。作为珊瑚礁的无名卫士,它们用像鹰一样的嘴啃掉大块的海藻并由此保证珊瑚上的海藻不过度生长。在这个过程中,它们也不可避免地会咬掉一些珊瑚,然后它们的内脏会把它磨成粉。像飞机拉烟一样,鹦嘴鱼游过的地方会放出一股股白色的珊瑚粉。最后,磨成粉的珊瑚残留物会被冲到海岸上,成为松软的海滩。如果你曾经在热带地区的白色海滩上游玩,你可能就躺在一堆堆鹦嘴鱼的大便上。


作为年轻的雌性,皇后鹦嘴鱼展示出质朴、微妙的色泽以帮助她融入珊瑚墙的阴影中。但是经过几年之后,她把她灰暗的服装换成狂欢节的华丽颜色。淡紫色和棕色被青绿色、耀眼的蓝色和嫩黄色所覆盖,同时,她褪去女性的神秘,爆发出成熟的男子气概。


肌肉发达、像蛇一样的五彩鳗(ribboneels)也会表现出类似的令人印象深刻的颜色转换,同时伴随着反方向的性别转换。乌亮的幼鱼背部被显眼的黄色赛车条纹贯穿。长成后,雄性的体色会变成天蓝色,黄色条纹保留了下来,让它们看起来像一面瑞典国旗。几年后,明亮的黄色变宽了,最终包裹住它们整个身体,同时鳗鱼完全转变成了雌性。


在某些物种当中,转换不仅仅是简单的外貌改变以及少量形体变化,比如世界上最大的珊瑚礁鱼类之一的波纹唇鱼[maoriwrasse,又名毛利濑鱼、波纹鹦鲷。汉语中叫苏眉鱼(因这种鱼眼睛后方有两道状如眉毛的条纹)]。这种鱼还有一个别名"隆头鱼"。最老、最大的雄性-某些可能超过两米长-有着明亮的蓝色眉骨,且明显突出,使他们的眼睛永远躲在阴影之下。但是,多数隆头鱼出生时并不是这样的。变身前的雌性额头平坦,有着红色和黄色的线条,类似山顶洞人的额头是在变性之后才出现的。这个物种的性别转换带来的不仅是新的颜色,还有装饰性的头盖骨。


在所有性别转换的例子中,极端的外部重塑意味着内部变化同样令人吃惊,因为所有性器官都会经历彻底的结构变形。总之,在老的"设备"被身体吸收之前,新的"机器"会先发育并且实现运作。因此,在雌性先熟的雌雄同体中,会发育出产精的精巢代替卵巢,然后卵巢开始融化。对于雄性先熟的雌雄同体,情况则相反:长出新的卵巢,并且身体开始重新吸收精巢。生殖腺在过去和现在之间跳着生理探戈,伴随着的则是激素的一曲合唱。激素在转变过程中触发了不同的阶段,而究竟是什么触发了这些触发物质则取决于物种。


马林变"玛琳":雄性先熟的雌雄同体


为了理解为什么现实世界中尼莫的故事读起来更像古希腊传奇而不是皮克斯工作室的版本,首先你必须认真考虑这个事实:雌鱼长得越大,她就可以产更多的卵。这种"更大等于更多的卵"的理念跟人是完全不相干的。人类女性生来大概有同样数目的卵子-约100万个。无论她的身高、体重、民族等,在她出生之前,也就是在子宫内大约十二周之后,她就拥有了这辈子所有的卵子。随着她长大,卵子的数量会下降。等她到了青春期,她一生的卵子大约只剩下一半(多数不会发育,并且会被身体吸收,只有大约300~500个卵子会最终发育成熟)。


鱼类不是这种情况(还有许多其他海洋物种也不是)。对于她们而言,她们整个生命过程都在不断地产出卵子,并且体形有着很大的影响。


雌性越大,她可以装下的卵就越多,而且只要她是健康的,就可以产出更多。举个例子,35厘米长的翼齿鲷(Rhomboplitesaurorubens)可以产出大约15万枚卵。而一条55厘米的同类雌性可以产出170万枚卵,超过前者的10倍,但鱼的体形却大不到两倍。因此,高大、年长、多脂、善育的雌鱼可以排出的卵子比她们身形小几个等级的妹妹们要多得多。


除了垂直上升的产卵数量,大个头的雌性可能还有别的优势。年长的(即更睿智的?)雌性可能比年轻的雌性产卵期更长而且可能有更多的产卵地。为了幼鱼的生存概率,她们尽可能四处下注。这些因素意味着体形大的雌性的优势是不成比例的,而且可能对种群的长期生存是至关重要的。


更大的雌性可以携带更多的卵这个道理不仅仅适用于性别转换者。任何大个儿的雌鱼-不论她生来是雌性,或者开始是雄性,然后转变成雌性-都有这种潜力,即相对于小型雌性而言明显对后代有更多的贡献。但是,可以变性的物种能够利用这种特征为自己谋利,特别是那些在繁殖季只进行一对一结合的物种。小丑鱼的情况就是这样,作为雄到雌的性别转换者,像海马一样加入了一夫一妻制的少数物种俱乐部。


作为一种颜色花哨、一口就可以吃掉的鱼类,在到处是捕食者的礁石上,小丑鱼(也称为海葵鱼)倾向于待在它们海葵之家的安全范围内。水母的远亲海葵有着柔软的身体,外面围着带刺的触手。小丑鱼可以藏在海葵挥动的触手内,这对它们形成了完美的保护。但是好的海葵难以觅得。如果你是一只成年的小丑鱼,决定去寻找一个新的家,其他的小丑鱼可能会把你从它们已经占用的住处赶走。旅馆内没有多余的房间给你。但是作为一只幼鱼,你看起来非常无辜,不会和占统治地位的成鱼形成竞争,因此,除非那个海葵特别拥挤,你还是有留下来的希望的。这样,年轻的小丑鱼用它们的嗅觉找到一个好的海葵,并且一旦被允许加入一个种群,它们就会待下来。


由于受到海葵的限制,这些鱼只能和原先住在那里的其他鱼纠缠不清。这就像被迫与隔壁的女孩或男孩约会一样。但是,尽管大约有4~6个个体住在海葵周围,却只有两个最大的个体会交配:唯一的一个雌性和最大的雄性。那么,这时成为一个大个儿的雌性就有用武之地了。通常而言,即使是小型的雄性,产生的精子也能让雌性所有的卵子受精,那么,雌性产的卵越多,这对夫妇可以产生的后代也就越多。因此,较大的雌性体形对于雌性和雄性而言都是有利条件。最初,一只小鱼开始是雄性身份,在体形较小的时候与一只大的雌性结合,可以生出许多后代。然后,当比他年长、体形更大的伴侣死了的时候,他就可以转变成一个雌性角色,得到一个新的伴侣,并且继续产出大量的后代。这才是小丑鱼一生的故事,真实世界里的尼莫跟电影一点都不像。


不过,一只小丑鱼想要成功,不只需要性别转换,还要防止其他成年小丑鱼与它们的配偶偷情。顶级的雄性和雌性双方都会进行心理战,霸凌其他定居的小丑鱼,并且让它们产生巨大的压力,从而阻止它们的性发育。这是一门精巧的艺术,真的。雌性会折磨最大的雄性,防止他长得过大(并且有可能长成有竞争力的雌性),但也不会过度威胁他,那会压制他的男子气概。被雌性折磨的雄性对第二大的个体呈现出攻击性,但是,他也采用同样的方式,使其进入发育停滞的状态。被威胁者之后也成了威胁者,转头控制下一个最大的个体,然后以此类推,保证每个个体知道它在强弱秩序中的位置,并且停留在未发育的阶段。


对年轻、矮小的小丑鱼而言,生活可能是不易的,但是,所有的折磨也有好处。当雌性死亡,头等雄性可以快速转变成雌性并收获繁殖红利:队伍中紧随其后的幼鱼地位自然就上升了。然后新的夫妇继续上演这一出戏,没有人必须走出海葵的安全地带去冒险找一个配偶。


小丑鱼雄性先熟的生活方式并不是独一无二的;许多牡蛎(别名蚝)也熟知性的正反两面。作为最受欢迎的海产品,包括蓝蚝、贝隆蚝,出产于斯威特沃特和韦尔弗利特,熊本和佩马奎德的品种,伴随着黄油般的、咸的、烟熏味的、质朴的、果味的奇妙风味,这些牡蛎全部有从雄性转化为雌性的潜力。这样的天赋对于终生长在淤泥里的动物也是有利的。


牡蛎黏附在一起成为一堵活的岩石墙,这种牡蛎礁是由几代牡蛎组成的。微小而自由的幼体会从海面沉下来粘在祖先的背上并生长。在夏日恋爱的季节里,牡蛎收缩它们的壳,向水中强有力地喷射出巨量的精子和卵子,在那里它们将与其他牡蛎喷出的配子混合。我们会用几章讨论像牡蛎这样不能移动的动物,它们反而会把配子自由地释放进开阔的蓝色海洋中,让它们找到互补之物并结合。为了帮助提高即将发生的受精的概率,这些动物喷出的精子和卵子数目惊人。较大的雌性有着天然优势,因为她们的产卵量相对显著。一个成年的雌性牡蛎一次可以释放超过100万的卵子,并且她们经常一年多次产卵。雄性较小,能量储存也较少,仍然可以产出大量的精子,但是,产出同样多脂肪丰富的卵还想留下能量来生长是困难的。因此,雄性先熟是有道理的,个体较大的牡蛎作为雌性繁殖,可以转移更多的能量,这对每个个体都有利。


虽然个体大小很重要,但并不是唯一控制性别转换的因素。社交因素也很重要。卡罗来纳海岸大学牡蛎专家朱莉安娜·哈丁博士(Dr.JulianaHarding)指出:"如果你的周围都是雄性,那作为一个雄性,生产配子的意义是什么?"还有另外一个重要因素:为什么这么麻烦去变性,如果你的邻居已经变了?哈丁解释说,牡蛎用化学信息素来确定周围的个体以及它们的性别,从而判断什么时候进行性别转换以及这种转换是否有意义。"个体大小和社交因素都会影响最终结果。"


实际的性别转换发生在产子后,也就是在性腺最后被排空的时候。但是,许多性别转换者从雄性到雌性(或者相反)的飞跃只要几天,牡蛎则需要相对长一点的时间。哈丁解释道:"这像逐步淘汰一套旧设备,然后安装一套新设备,还要在放弃旧设备之前对新设备进行调试。从进化的观点来看,你总是想能够产出点东西,这样就不会错过繁殖后代的机会。"这也是为什么牡蛎会"细水长流",在较长的一段时间内释放卵子和精子。


但是,不是所有牡蛎个体都会变性。在某些种类当中,牡蛎生来是雄性并保持雄性,有些生来是雄性的在过些年之后会转变成雌性。两种方式的不同之处主要是基因,还有环境因素的影响。比方说,在太平洋的牡蛎,生来携带MF基因有可能是真正的雄性(像男人XY基因型),而那些携带FF组合的牡蛎(像女人XX基因型)是雄性先熟-生下来是雄性,一两年后可能会变性成雌性。对于何时发生性别转换,没有一个硬性的截止日期,年龄和环境都可以影响时间点:如果食物供应不足,或者生存条件恶劣,个体就会推迟转换。另一方面,疾病或者以年长、个大的个体为目标的渔捕压力可能会触发转变,更早变成雌性-这样才能保证她们在被捕获之前排出几轮卵子。这种多变的性别转换是一个鲜活的例子,证明外部力量可以从根本上影响一个物种的性生活。


不过,从雄性到雌性的转变只是性别转换的冰山一角。为了通过性别转换提高繁殖成功率,更常见的是雌性到雄性的转换策略(至少海鱼是这样)-对大个儿雄性可以有效统治鱼群的物种而言,这才是它们会选择的路。


(本文选自《海洋中的爱与性: 变性的鱼、浪漫的虾、怪癖乌贼及其他深海情色奇葩》[美] 玛拉·J. 哈尔特 / 黄波 / 北京联合出版公司 / 2017)


好书荐读

【点击本文末尾阅读原文,可直接订购本书


· 更多阅读 ·


▌ 攻击性是人类的本能吗?| 知识周刊

▌ 多好啊,每个人都在走自己的路 | 凤凰好书榜

▌ 爱,不仅是情欲,更是拯救 | 杨庆祥专栏

▌ 四大名著文学常识100题 | (附答案)

▌ 《圣经》到底在讲什么?


责编:笑笑


凤 凰 读 书

知识 | 思想 | 文学 | 趣味

主编:严彬(微信 larfure)

合作邮箱:yanbin@ifeng.com


首页 - 凤凰读书 的更多文章: