動物界的雌雄同體 是遺傳失誤還是繁衍策略

2020-12-04 環球網

來源:【科技日報】

事實上,雌雄同體並不是新鮮事。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。

本報記者 趙漢斌

繁殖是生物最基本的特徵。一般來說,動物的性別通常分為雌雄兩種形態和兩個不同個體,但也有例外。

國際期刊《膜翅目研究雜誌》近日報導,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,在一種原產於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顎、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徵——較短的觸角、形狀分明的齒狀下頜骨,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,能同時製造精子及卵子。

事實上,雌雄同體並不是新鮮事。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,它們體內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,但是並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。

內因外因共同造就這一現象

決定哺乳動物性別特徵的是激素。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睪丸,開始分泌雌性或者雄性激素。如果細胞接觸到的雄性激素佔壓倒性優勢,就會向雄性化的方向發展;而如果細胞接觸到的雌性激素佔壓倒性的優勢,就會向雌性化的方向發展。

但對於鳥類或更低等的脊椎動物來說,性別卻並不只由性腺決定。科學家們發現,在雌雄同體的雞體內,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態——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別特徵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、螞蟻和黃蜂在內的膜翅目昆蟲決定性別的方式非常奇特。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,那就會進一步分裂產生雄性組織,從而出現雌雄同體。

「昆蟲等無脊椎動物雌雄同體的產生,由內因和外因兩種因素影響而形成,一部分是由於性染色體混亂,而另一部分則緣於環境的脅迫。」楊大榮舉例說,當食物缺少、環境惡劣時,蚜蟲、介殼蟲就會產卵,讓幼蟲以蛹態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,遷飛到適合的地方繁殖。遷飛過程中,若無法找到其他個體交配時,其體內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,昆蟲類產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,這種分離狀態是原始的,雌雄同體是進步狀態。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,也有不少研究將造成這種「偶然」的矛頭指向環境汙染和化學製劑脅迫,魚類受到的汙染首當其衝,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、兩棲類、爬行類、鳥及哺乳動物等幾大類別中,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。

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  • 生物界雌雄同體現象很普遍,內因外因共同造就這一現象
    一般來說,動物的性別通常分為雌雄兩種形態和兩個不同個體,但也有例外。國際期刊《膜翅目研究雜誌》近日報導,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,在一種原產於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。
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  • 真正偉大的靈魂都是雌雄同體
    1、雌雄同體不是指身體,而是指心理,是一個人既有本性別的特徵,又揉進了另一性別的優點,看待世界,不是站在單一性別立場,而是兼具雙性性格立場。2、高級的認知認為,真正厲害的人,在心理上都是雌雄同體的。4、維吉尼亞·伍爾芙曾說過:「偉大的靈魂都是雌雄同體」。5、一個靈魂之所以被稱作偉大,被稱作雌雄同體,最基本、最重要的一方面是因為他們具備厚重的人格。
  • 雌雄兩性誰先出現?是進化的結果,還是大自然的「人為設定」?
    達爾文的進化論告訴我們適者生存,自然界中每種動物是隨著環境的改變而改變,其中還包括了繁衍後代的變化。提到動物的繁衍,我們不得不先說一下動物的性進化,它創造了生命繁衍的奇蹟。自然界中每種動物都是在不斷進化繁殖後,生存下來,為了更好地適應自然環境,它們不斷改變自身器官,通過基因傳遞,將最大優勢DNA遺傳給後代。如果說性是生物進化的結果,那麼生殖器官也是性進化的必然結果,動物的生殖器官各不相同,那麼在性進化發展中,到底是先有雌性動物,還是先有雄性動物呢?這個問題可以說是生物學中最難以回答的問題。
  • 雌雄同體的動物怎麼交配繁殖?想知道這個,還得從人類兩性出發
    追究到極點,就算只在高等動物上,也可以找到一點兩性同體的影子,人類也不能被排除在外面。這就引發出了這些問題:雌雄同體究竟是什麼?世界上有哪些雌雄同體的動物?雌雄同體的動物如何繁殖後代?為什麼會有雌雄同體的動物?雌雄同體究竟是什麼雌雄同體不是一種很簡單的性質,可以三言兩語表示明白。它有各種形式和各種等級,有的屬於形態方面,有的屬於生理方面。
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  • 我們也是雌雄同體嗎?
    藍頭瀨魚有三種性別:雌性、雄性以及一種可以實現雌雄轉化的性別。當這個群體失去了唯一的雄性藍頭瀨魚,最大的那隻雌性藍頭瀨魚就會在不到十天的時間裡,發育出能夠產生精子的精巢,最終成為雄性。實際上,雌雄同體(hermaphrodite)現象在自然界非常普遍,蚯蚓、藤壺、蛞蝓、海兔等等都是雌雄同體動物。甚至有科學家猜測,與雌雄異體相比,雌雄同體或許才是一種常態。