魚會變性嗎？

圖片：joakant / CC0

《科學宿世界》雜志，唯有經由過程科學方可熟悉宿世界

包羅我們人類在內，絕大大都脊椎動物自出生到滅亡城市連結統一性別不變。然而同樣屬于脊椎動物的魚類倒是個破例，它們中的良多種可以或許在當作長一段時候后改變性別。在大約 3 萬種魚類中，被發現可以或許變性的有 400 種以上，本家兒要集中于溫帶到熱帶海域，從石斑魚到黑鯛，從隆頭魚科到蝦虎魚科，存在著多種多樣的變性魚。

為了轉換性別，魚就必需將本身今朝性別所特有的性腺（卵巢或精巢）改變為另一性此外性腺，為此需要支出的精神可想而知。既然如斯，為何要如斯大費周章地轉換性別呢？現實上，變性是魚類在進化過程中獲得的巧妙的滋生策略。

各類魚類獨自進化出變性的能力

魚類大致可以分為以下兩類：軟骨魚和硬骨魚。在當作熟后可以或許變性的魚都是硬骨魚，在軟骨魚中則不存在這一現象。地球上的軟骨魚比硬骨魚要古老，硬骨魚是從軟骨魚進化而來。也就是說，魚類祖先原本也是性別固心猿意馬的，可以或許變性的魚是在進化過程中獲得的變機能力。

別的，因為良多分歧種的魚都能變性，所以我們一般認為變機能力是分歧種的魚獨自進化出來的。

魚類具體在什么時辰會變性呢？

|| 裂唇魚

先來看看名為裂唇魚的魚類，它們本家兒如果從雌性變為雄性，不外也有逆標的目的變性的例子。裂唇魚是一夫多妻制的魚類。一條強壯的雄性裂唇魚，最多可以據有領地中的 10 條雌魚。若是有其他雄魚進入領地的話，就會對其進行狠惡的進犯并將其趕出領地。

裂唇魚在剛出生時是沒有雄魚的，全數都是雌魚。這些雌魚會作為“后宮”的一員，在雄魚的庇護下當作長。

在處于“魚王”地位的雄魚身后，“后宮”中的一條雌魚就會起頭標的目的雄性轉換。此時變性的魚是整個魚群中體型僅次于原先雄魚的最大的雌魚。也就是說，魚群經由過程這一機制連結此中最大的個別為雄魚。可以說，裂唇魚這樣的魚是經由過程感知其所處的社會地位而變性。

裂唇魚的性別轉換起首表現在行為的轉換上。凡是在滋生期時，作為魚群首級的雄魚會在雌魚面前做出擺從頭至尾等求愛動作，然后緊貼在厥后背上一路上浮。這時，雌魚會排出卵子，而雄魚則共同其排出精子。

在魚群中的雄魚身后，最大的雌魚在僅僅 30 分鐘后就會呈現標的目的其他雌魚求愛的行為。這條最大的雌魚也會緊貼在較小的雌魚的背上一路上浮，小雌魚產卵。當然，此時這條最大的雌魚還沒有發育出雄性的性腺（精巢)，無法發生精子，所以只是擺出雄性的樣子做做姿態而已。

一般來說，身體變性要好比上的行為變性遲一些。卵巢萎縮并發育出精巢需要 2～3 周的時候，然后才能釀成擁有正常功能的雄魚。

|| 眼斑雙鋸魚

片子《海底總帶動》中的本家兒人公“尼莫”所屬的雙鋸魚屬魚類和裂唇魚的變性偏向剛好相反。它們會作為雄性長大，然后變為雌性。雙鋸魚屬的眼斑雙鋸魚是一種體長最大為 10 厘米擺布的魚類，身體橙白相間，棲息于溫帶到熱帶的珊瑚礁中，作為標致的不雅賞魚類有很高的人氣，在良多寵物魚店都可以買到。

野外的眼斑雙鋸魚在幼魚期會隨海流游動，在偶爾間碰著的海葵中渡過余生。海葵長有毒刺，眼斑雙鋸魚經由過程在此中糊口從而避開捕食者。

在一個海葵中，一般會有多條眼斑雙鋸魚構成一個群體。但在這個魚群中性當作熟的只有此中最大的兩條，最大的是雌性，其次大的是雄性，其他的魚的精巢和卵巢都沒有充實發育，無法達到性當作熟。無論顛末幾多年，這個魚群中都只會有相對最大的兩條魚是性當作熟的，進行滋生行為的也就只有這一對，所以眼斑雙鋸魚是一夫一妻制的魚類。

當群體中最大的雌性個別身后，曾經第二大的雄魚就會變為雌性。然后尚未性當作熟的魚中的最大者（也就是整個魚群中曾經第三大的魚）會當作為新的性當作熟的雄魚。

而另一方面，若是雄魚死了，沒有性當作熟的魚中的最大者就會當作為當作熟的雄魚。這樣一來，魚群凡是可以或許連結此中最大的魚為雌性，而次大的為雄性。也就是說，眼斑雙鋸魚與裂唇魚一樣，會按照所處的社會地位而變性。

|| 七鰓鰻

可以或許糊口在海樣和淡水里的七鰓鰻—— 一種形似鰻魚的吸血生物 —— 卻經由過程幼體的發展速度，這種匪夷所思的體例，決議本身是男是女。

開初，研究人員對七鰓鰻的性別決議身分全無所聞，只是經常不雅察到一群當作年的七鰓鰻幾乎都是雄性，或者都是雌性這一奇異的現象。七鰓鰻年少時體內的性器官尚未分化，跟著時候的推移，小七鰓鰻起頭長出性腺，再過幾年才會正式當作年，長出吸盤式的大嘴釀成不受接待的“寄生蟲”。

為了搞清晰事實是什么決議了七鰓鰻的性別，美國生物學家 Nick Johnson 率領的研究團隊在海說神聊美五大湖區域的小溪平分區投放了 1500~3000 從頭至尾七鰓鰻幼苗。在這些投放的水域中，有的富含食物，有的資本匱乏。一段時候后，趁著七鰓鰻當作年后標的目的溪流上游洄游的機遇，研究人員再次捕捉當作年的七鰓鰻，并記實它們的性別，發現凡是在富裕水域當作長的七鰓鰻個頭城市大些，當作熟得更早些，且幾乎全數是雌性；而在食物匱乏水域長大的七鰓鰻不僅個頭小，還幾乎都是雄性。

最關心此次研究成果的要屬美國和加拿大的水產學家，五大湖區的七鰓鰻已經泛濫當作災，嚴重威脅了本地魚類的保存。若是弄清晰七鰓鰻的性別決議身分，水產專家們將把治理的重點轉標的目的若何調控其性別，以削減其滋生的兒女數目。

發生兒女的數目是解讀變性行為的關頭

那么，這些魚類事實是為何進化出了變性的能力呢？體長優勢理論可以賜與我們謎底。這一理論于 1969 年由美國生物學家邁克爾·蓋斯林提出，并于 1975 年被美國海洋生物學家羅伯特·沃納公式化，從而獲得了極大的成長。它詮釋了魚類變性的原則。

體長優勢理論認為，按照魚身體的巨細分歧，對延續兒女而言更為有利的性別也分歧，所以魚類在身體巨細改變后就傾標的目的于標的目的更有利的性別轉換。

我們先來闡發一下裂唇魚這樣一夫多妻制的魚類。這種魚類中，雄性間的競爭十分激烈，而雌魚更傾慕于壯大的雄魚。是以，較弱小的雄魚會在競爭中輸給強壯的雄魚而無法獲得伴侶，也就掉去了繁衍兒女的機遇。而另一方面，作為雌魚，即便比力弱小，也仍能作為“后宮”的一員而留下子嗣。也就是說，在魚偏弱小時，作為雌性更有利于留下兒女。

然而，在身體長大后，有利的性別就不再是雌性了。對于身強體壯的魚來說，若是是雄性，就可以組建本身的“后宮”，讓多個雌魚為本身傳宗接代。在這種環境下，在身體較小時作為雌性、在身體長大后變為雄性的話是最有用率的傳宗接代的策略。一般認為，這就是一夫多妻制的魚類會由雌性轉換為雄性的來由。

另一方面，對于眼斑雙鋸魚這樣一夫一妻制的魚類來說，環境就完全分歧了。它們這種社會狀況對于雄性的強壯與否并不外分抉剔【因為一夫一妻制嘛，魚魚有份！】，所以即即是身體弱小的雄性依然有機遇留下兒女。在這樣的環境下，雄性的精子數遠弘遠于雌性的卵子數，也就是說，雄魚所能擁有的兒女數目將取決于配對的雌魚所能發生的卵子數目，雄魚自身并不克不及對此發生影響。

而對于雌性來說，身體越大，發生的卵子數目越多。是以，雌魚所可以或許留下的兒女數目將隨本身的身體變大而增多。所以一般認為在進化的過程中，這種一夫一妻制的魚類獲得了從雄性轉換為雌性的能力。

分子生物學改變魚類性別

科學家發現，敲除一個基因之后，日本青鳉的雌魚竟然起頭發生精子。這些精子發生于卵巢中，很是健康，還能使卵子受精，并孵出小魚。日本國度根本生物學研究所的 Minoru Tanaka 團隊確認了青鳉體內這個出格的基因——foxl3。他們發現，這個基因就像一個開關，決議著生殖細胞是釀成卵子仍是精子。

Tanaka 說，“生殖細胞可以釀成卵子或者精子，然而曩昔沒人知道脊椎動物的生殖細胞竟然有一個開關來決議它的命運。我們的當作果表白，只要這個開關做了決議，生殖細胞就可以或許一路發育下去，我相信找到這個機制具有很是主要的意義。”

他們用 TALEN 手藝（轉錄激活因子樣效應物核酸酶手藝）敲除了一些胚胎雌魚體內的foxl3基因，發現它們從孵化后一個禮拜就起頭發生精子。更詭異的是，這些雌性起頭發生精子的時候比一般雄性發生精子的時候還早三個禮拜。這些精子可以或許使正常的魚卵受精，而且大部門都孵出來了。

從其他方面來看，這些顛末基因革新的雌魚都很正常，有著正常的雌魚體型和發育無缺的卵巢。研究者還發發現，在這些精子中，還同化著一些正常的卵細胞。最讓研究者驚奇的是，在雌性的身體情況中、領受著雌性激素，精子竟然還能發生出來。

科學家還不知道這個發現是否能發生更深遠的影響。還有一個近似的基因foxl2，與哺乳動物的卵巢發育有關。然而即使是魚，其性別決議身分也有良多。是以，哺乳動物生殖細胞性別分化的原因事實是不是foxl3基因，科學家還需要進一步的研究。

本文節選自《科學宿世界》2016 年第 8 期

編譯 / 汪汪，lulu

發表于 2019-10-05 09:45
閱讀 ( 1169 )
分類：其他類型

魚會變性嗎？

你可能感興趣的文章

相關問題

0 條評論

作家榜 ?

推薦文章