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為什麼動物會有雌雄性

生活 更新时间:2024-07-28 04:25:54

為什麼動物會有雌雄性(動物界的雌雄同體)1

視覺中國供圖

事實上,雌雄同體并不是新鮮事。這種現象在昆蟲、蝸牛、貝類、蚯蚓、水母、烏賊、珊瑚、線蟲等無脊椎動物中最常見。

繁殖是生物最基本的特征。一般來說,動物的性别通常分為雌雄兩種形态和兩個不同個體,但也有例外。

國際期刊《膜翅目研究雜志》近日報道,美國康奈爾大學昆蟲學家艾琳·克裡奇爾斯基帶領研究人員,在一種原産于南美洲的夜間蜜蜂中,發現了第一隻活的雌雄同體蜜蜂。引起人們的高度關注。

生物界雌雄同體現象很普遍

新發現的這隻雌雄同體蜜蜂,左側身體是雄性,有一個小巧精緻的下颚、一根長長的觸角,還有一條細細的後腿,上面有幾根剛毛,而它的右側身體則是雌性特征——較短的觸角、形狀分明的齒狀下颌骨,以及厚實多毛的後腿。

什麼是雌雄同體?中科院西雙版納熱帶植物園研究員、雲南省昆蟲學會理事長楊大榮向科技日報記者介紹,在動物界,雌雄同體是在一個動物體中雌性、雄性性狀都明顯的現象。雌雄同體生物擁有雌性及雄性的生殖器官,能同時制造精子及卵子。

事實上,雌雄同體并不是新鮮事。這種現象在昆蟲、蝸牛、貝類、蚯蚓、水母、烏賊、珊瑚、線蟲等無脊椎動物中最常見。研究人員已經在至少140種蜜蜂、蝴蝶和甲殼類動物身上發現了雌雄同體現象。

大部分雌雄同體的無脊椎動物,它們體内雌雄兩種染色體雜亂地混合在一起。可以根據繁殖或環境需要,讓自身的卵子和精子結合,自我繁殖後代,其後代不同個體具有雄性或雌性性功能,能繁殖正常的後代。

雖然雌雄同體的動物自身就有兩性的生殖器官,但是并不是所有的雌雄同體動物都可以自己繁殖,比如蚯蚓。蚯蚓是一種常見的雌雄同體動物,但是,它的雌性生殖器官與雄性生殖器官的距離較遠,無法自己繁殖後代,所以也得通過交配來完成生殖。

内因外因共同造就這一現象

決定哺乳動物性别特征的是激素。在胚胎發育的某個階段,基因會“指揮”一組細胞發育成卵巢或者睾丸,開始分泌雌性或者雄性激素。如果細胞接觸到的雄性激素占壓倒性優勢,就會向雄性化的方向發展;而如果細胞接觸到的雌性激素占壓倒性的優勢,就會向雌性化的方向發展。

但對于鳥類或更低等的脊椎動物來說,性别卻并不隻由性腺決定。科學家們發現,在雌雄同體的雞體内,既有帶有雄性染色體ZZ的細胞,也有帶雌性染色體ZW的細胞,其整個身體也被分成了兩種不同形态——有大量ZW雌性細胞的一側,有較弱的肌肉骨骼和較小的肉垂;有大量ZZ雄性細胞的另一側,則有較大的肉垂、強大的胸肌和較重的骨骼。

這證實了決定鳥類性别特征的應當是細胞包含的基因,而非激素的影響。而一些雞因為胚胎發育過程中的異常融合現象,身上具有兩種基因,因此出現了雌雄同體現象。

“蜜蜂是我國5000多年前就開始人工馴化飼養的動物,人類對其雌雄同體的認識也非常悠久。”楊大榮說。

艾琳·克裡奇爾斯基的團隊在論文中引用了2018年的一項研究結果認為,包括蜜蜂、螞蟻和黃蜂在内的膜翅目昆蟲決定性别的方式非常奇特。卵子受精了,生出來的是雌性;卵子未受精,則生出來的是雄性。但如果有第二、甚至第三個精子進入一個受精卵即雌性胚胎中,那就會進一步分裂産生雄性組織,從而出現雌雄同體。

“昆蟲等無脊椎動物雌雄同體的産生,由内因和外因兩種因素影響而形成,一部分是由于性染色體混亂,而另一部分則緣于環境的脅迫。”楊大榮舉例說,當食物缺少、環境惡劣時,蚜蟲、介殼蟲就會産卵,讓幼蟲以蛹态度過寒冷的冬季或酷熱的夏天,而幼蟲長大後大部分則形成有翅成蟲,遷飛到适合的地方繁殖。遷飛過程中,若無法找到其他個體交配時,其體内的雌性和雄性功能就會同時發揮作用,繁殖出一批雌雄性比例1∶1的個體,進行正常交配,實現短期大量繁殖正常後代。所以,昆蟲類産生的雌雄同體是它們的一種生存策略,對其的繁殖是有利的。

一些生物學家認為,性腺在兩個完全相反的個體中分離,表明演化發展越過了雌雄同體階段;相反,另一些人認為,這種分離狀态是原始的,雌雄同體是進步狀态。但不管怎麼說這兩種生殖方式實際上是共存的,兩者都順利完成了物種的延續。

近年,也有不少研究将造成這種“偶然”的矛頭指向環境污染和化學制劑脅迫,魚類受到的污染首當其沖,殺蟲劑也讓甘蔗蟾蜍變成雌雄同體。在一份涉及全球250多個學科的報告中,科學家們認為,包括多骨魚、兩栖類、爬行類、鳥及哺乳動物等幾大類别中,每種雄性動物都受環境中化學物質的脅迫,很多雄性脊椎動物雌性化已相當普遍。(記者 趙漢斌)

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