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有些魚的魚生理想就是——變性
生物學(xué)區(qū)分男人和女人很簡單,性染色體為 XY 的是男人,XX 的為女人。但生命世界絢爛多彩,當(dāng)然不止這一套性別決定系統(tǒng)(Sex determination system),一個(gè)個(gè)體一輩子也不一定只有一種性別。性別決定系統(tǒng)分為染色體決定組和環(huán)境決定組。
染色體決定組的生物兩性擁有不同的性染色體,環(huán)境決定組的生物兩性擁有一樣的遺傳物質(zhì),性別由環(huán)境因素決定。
?人的性染色體:左側(cè)為 X 染色體,右側(cè)為 Y 染色體
自然界中典型的性別決定方式有以下幾種,性染色體決定,染色體組決定,孵化溫度決定、年齡決定。
遺傳物質(zhì)決定
人類 Y 染色體上有雄性決定基因,缺乏 Y 染色體的個(gè)體表型為女性,所以只有一條 X 染色體的個(gè)體發(fā)育為不育的女性。
果蠅 X 染色體上有性別決定基因,X 染色體數(shù)目與常染色體組數(shù)(二倍體有兩組)的比值 X : A=1時(shí),果蠅為雌雄,X : A=1 : 2 時(shí),果蠅為雄性,所以只有一條 X 染色體的果蠅表型為雄性,無生育能力。
鳥類雌性染色體為 ZW,雄性為 ZZ,Z 染色體比 W 染色體大。
蜜蜂和黃蜂受精卵發(fā)育為雌性(雙倍體),未受精的卵發(fā)育為雄性(單倍體)。
我們常說線蟲(C. elegans)是雌雄同體的,其實(shí)也不盡然,擁有兩條 X 染色體(XX)的為雌雄同體(Hermaphrodites),她們可以自交產(chǎn)生后代,再也不用擔(dān)心找不到對象了。只有一條 X 染色體(XO)的為雄性,雄性和雌雄同體個(gè)體交配產(chǎn)生的后代一半為雌雄同體,一半為雄性。
?線蟲
溫度決定
在海龜和陸龜中,低溫孵化出雄性,高溫孵化出雌性,在蜥蜴和短吻鱷中則恰好相反。在一種鱷魚和幾種海龜中,高溫和低溫都會(huì)產(chǎn)生雌性,不高不低才產(chǎn)生雄性。豹紋壁虎(Eublepharis macularius)的性別由孵化溫度決定,32 攝氏度下孵化為雄性,26 攝氏度下孵化為雌性。
?豹紋壁虎
年齡決定
裂唇魚(Labroides dimidiatus)的魚生夢想就是變成雄性。群體中雌性多于雄性且雌性比雄性成熟早,有科學(xué)家認(rèn)為群體中的雄魚皆由雌魚轉(zhuǎn)變而來。
?裂唇魚
它們的小群體通常由一只雄性和若干雌性組成,雄性是群體中最年長最強(qiáng)壯的個(gè)體(皇帝),負(fù)責(zé)保衛(wèi)家園,同時(shí)最強(qiáng)壯的雌性作為皇后統(tǒng)領(lǐng)后宮嬪妃們,可惜皇帝不僅要抵御外敵,還要防止自己的老婆篡位,如果皇后打敗了兇猛的外族雄性,就可以獲得晉升——變成雄性,買房娶妻生子走向人生巔峰。
皇帝還需要防著自己的老婆弒君,當(dāng)群體中的雄性死亡或人為移除后,皇后會(huì)在短短幾天內(nèi)變性登上皇位,皇帝死后一個(gè)半小時(shí),皇后即展現(xiàn)出雄性特有的進(jìn)攻性表演(Aggressive display),短短幾個(gè)小時(shí)后,它就臨幸了曾經(jīng)的好姐妹。但皇后也并不總是能成功變性,總有一些雄性在國家大亂之際趁虛而入,奪得皇權(quán),繼續(xù)把皇后踩在腳底下。
小丑魚(A. bicinctus & A. alkallopisos)則剛好相反,小群體中,最年長強(qiáng)大的雌性才是「皇帝」,她統(tǒng)領(lǐng)一群雄性和未成年的小魚,雄性中最能打的是「皇后」,「皇后」一直覬覦皇位,一旦「皇帝」死亡或被人為移除,「皇后」就開始了變性之旅,通常 63 天之內(nèi)「皇后」就可以變身成功,最快的雌性 26 天就可以產(chǎn)卵了。
?小丑魚
小丑魚出生的時(shí)候雌雄莫辯,成年后變?yōu)樾坌?,雄性終其一生都在變成雌性的道路上拼搏著。
即使細(xì)菌殺光了我們的雄性,我們還是需要有性繁殖
沃爾巴克氏體(Wobachia)是母系遺傳的生殖細(xì)菌,對雌性友好但對雄性極其不友好,感染的雌性生下的孩子都是雌性,被感染的雄性和雌性交配后娃都胎死腹中,除非雄性和雌性感染了同一株沃爾巴克氏體,所以被感染的雄性也幾乎等于不育了。為什么生下來的都是雌性呢?
有兩種主要機(jī)制:
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雌性化(Feminizing):黃蜂未受精的蛋應(yīng)該發(fā)育為雄性,可是最后卻發(fā)育為了雌性。
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殺死雄性(Male-killing):把雄性胚胎全部殺死。
雌性雖然不會(huì)直接受影響,但是你把我們的漢子都扼殺在搖籃里了,還怎么生孩子。兩種蝴蝶深受其害(Acraea encedon & Acraea encedana),超過 90% 的雌性都感染了沃爾巴克氏體,一代代雌生雌,導(dǎo)致雄性幾乎絕跡,取樣發(fā)現(xiàn)該地 94% 的雌蝴蝶都是處女,在別的節(jié)肢動(dòng)物中,都是雄性帶著食物追求雌性,在這種蝴蝶中遍地可見舉著食物求交配的雌性,值此國家社稷存亡之際,她毅然決然做出決定,把一部分雌性變?yōu)樾坌?/span>!
鼠婦(Armadillidium vulgare)原本性染色體 ZW 為雌性,ZZ 為雄性,但被感染的 ZZ 個(gè)體發(fā)育為雌性,并繼續(xù)和雄性 ZZ 交配,生下的均為 ZZ 雌性,而被感染的 ZW 和 ZZ 交配后生下一半 ZW 一半 ZZ ,均表現(xiàn)為雌性,久而久之,ZW 越來越少,群體里充滿了變性的雌性(ZZ)直到 W 染色體消失。
?鼠婦
性染色體的丟失并沒有讓鼠婦喪失生存的勇氣,而是積極尋求解決辦法。沃爾巴克氏體的一段基因水平轉(zhuǎn)移到鼠婦常染色體中,擁有這一段基因的發(fā)育為雌性,沒有這一段基因的發(fā)育為雄性。于是鼠婦擁有了全新的性別決定系統(tǒng)。
父母操縱性別比
一些物種中,父母可以調(diào)控后代性別比,以最大化利益。黃蜂受精卵發(fā)育為雌性,未受精的卵發(fā)育為雄性,她可以控制受精卵的比例。黃蜂把卵產(chǎn)在宿主體內(nèi),通常會(huì)先產(chǎn)一個(gè)雄性,接著產(chǎn)幾個(gè)雌性,換一個(gè)宿主產(chǎn)一個(gè)雄性,再產(chǎn)幾個(gè)雌性,以確保兒子能把他的幾個(gè)妹妹都受精了。
海龜高溫產(chǎn)生雌性,低溫產(chǎn)生雄性,孵化溫度和太陽強(qiáng)度和時(shí)間正相關(guān),海龜如果想生雌寶寶,就把蛋下在陽光更好的地方,如果想生雄寶寶,就把蛋下在植被茂密的地方。
?海龜
賽氏鳴鳥(Acrocephalus sechellensis)在低質(zhì)量領(lǐng)地上孵化的 77% 都是雄鳥,高質(zhì)量領(lǐng)地只有 13% 雄鳥。小夫妻一歲的女兒不一定會(huì)出門找對象,有時(shí)會(huì)待在家里幫爸媽帶娃,在高質(zhì)量領(lǐng)地上如果小夫妻有兩個(gè)及以上幫手幫助孵蛋,它們就會(huì)轉(zhuǎn)而傾向生兒子,因?yàn)榇菩远嗟牡胤叫坌灾靛X。這種性別選擇可能源于選擇性胚胎死亡。
性角色反轉(zhuǎn)
性角色反轉(zhuǎn)不同于性別反轉(zhuǎn),在大多數(shù)物種中,雄性只管交配,雌性負(fù)責(zé)生孩子,雌性的生育成本遠(yuǎn)高于雄性。但在尖嘴魚(Syngnathus typhle)和海馬(Hippocampus fuscus)中,恰好相反,雌性只想交配,雄性負(fù)責(zé)生孩子:
雌性擁有過剩的卵子,雄性育兒袋容量卻有限,雌性熱烈地追求雄性,在水中盡情搖擺,優(yōu)美舞姿俘獲芳心,一旦雄性接受雌性求愛,就允許她把生殖器伸到自己的育兒袋中產(chǎn)卵,自己再產(chǎn)生精子使卵受精,最后一心一意懷孕生子。
?尖嘴魚
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