介形蟲,這個從早奧陶世就已出現,在地球上已生存了將近5億年,迄今依舊相當繁榮的古老活化石。最近,又為自然界動物的有性繁殖,其起源與演變歷史,提供許多有趣且值得研究的「史料」證據。
最近,一個由中科院主導,並聯合德英兩國科研人員,一起針對一枚產於白堊紀緬甸琥珀中,保存有軟軀體的介形蟲化石進行研究的項目。通過高解析度的顯微CT,用足足1年的時間,還原了這39年份歷史已有足足1億年、個頭卻不足0.6毫米的小傢伙的殼體和軟軀體的特徵形態。
而最有趣的事情就是,1億年前,它們被樹脂包裹形成琥珀的瞬間,有些雌性介形蟲的儲精囊,正處於擴張狀態,並且已經充滿了精子。換言之,它們剛剛成功地完成了交配,然後就被永久地保留了下來,成為1億年後,科學家的研究樣本。
從琥珀化石掃描截面圖中,人們依舊清晰可見地發現了介形蟲的雄性交配器官「拍子」,還有精子泵、巨型精子、卵子,以及最具有研究價值的,充滿了巨型精子的雌性容器——儲精囊。為何稱之為巨型精子呢?因為,它的長度實際上至少有200μm(0.2 mm),足足是這種古代生物整個體長的1/3,幾乎是人類的3~4倍。
研究認為:這一類的介形蟲,已提供了確鑿證據證明,早在1億年前,有性繁殖已是常態!它們的身體構造表明,在交配時,雄性通過鉤狀抱握器,抓住固定雌性然後再將巨型精子通過精子泵,送入雌性的體內。然後,巨型精子與卵子在雌性的儲精囊完成活性受精過程。
這種相對複雜的交配繁衍行為,在這一億年時間都完整保留下來了,甚至進化演變似乎處於停滯狀態。科研人員認為,這個原因,很可能是因為複雜生殖行為,提高了介形蟲的交配成功率,也促進這種古老的繁衍模式很好地保留了下來。
而這次的精子樣本,也算是人類迄今為止,找到的最古老的動物精子樣本。在此之前,早在2014年,在澳大利亞的一個山洞中,也發現過1600多萬年前的淡水介形蟲,那長約1.2毫米的精子化石。但這次緬甸樣本的發現,直接將時間再往前推了足足8300萬年。
地球生物,迄今為止,也有一個非常有趣的點,很多個頭很小的生物,卻總能產生一些塊頭不小的精子。反而像人類這樣的靈長動物,男性所依賴於傳宗接代的小傢伙,個頭反而遠遠不及它們。而這個巨大特徵,到底是如何演化而來呢?這迄今也是個謎團!
不過生物學家,也推測,類似人類這樣有更大精子部隊的繁衍模式,或許更有利於通過競爭找出更優良的後代,不過這也是猜測而已。
但至少,這次琥珀化石的研究,讓我們更清晰地發現,有性繁殖的穩定性,或許比我們想像中要更古老更為穩定。