新浪科技讯 北京时间12月12日消息,据国外媒体报道[文],在繁殖问题上,大多数鱼类都是体外受精,[章]即雄鱼和雌鱼分别将精子和卵子排到水中,让[来]它们自然结合。不过,剑尾鱼属(Xipho[自]phorus)鱼类与大部分鱼类不同,它们[w]是在体内受精,并能“生出”活的仔鱼。为了[w]实现这一过程,雄性剑尾鱼演化出了用于授精[w]的体外生殖器官,这在鱼类中独树一帜。许多[.]人很自然地想到一个问题:对剑尾鱼而言,这[a]个生殖器官是否越大越好?一项新研究显示,[i]雌性剑尾鱼对雄鱼的青睐程度与其生殖器的大[y]小并没有必然联系。没错,大小固然重要,但[a]更重要的是雄鱼如何使用它——这一切都是在[n]雌鱼足够健康,能做出“明智”判断的前提下[g]。
要澄清一点的是,雄性剑尾鱼的生殖器官其实[y]与人类的截然不同,它其实是肛门附近高度特[u]化的臀鳍的一部分,呈细长的折叠状,末端具[.]有钩子和奇特的小片。这样的器官被称为“生[c]殖足”(gonopodium),尽管从演[o]化的角度上,生殖足在本质上与哺乳动物的阴[m]茎完全不同,但功能是一样的,都是将精子送[文]入雌性的体内,使卵子受精。因此,生殖足可[章]以说就是鱼类的阴茎。不同剑尾鱼属物种的生[来]殖足长度有很大差异,同一物种的雄性个体之[自]间也各不相同。这为科学家研究剑尾鱼属雌鱼[w]对雄鱼的选择是否会影响生殖足大小的问题提[w]供了机会。
剑尾鱼属鱼类原产于中美洲的水道中,它们的[w]名称来源于雄鱼尾鳍具有特别长的剑状延伸突[.]——称为“尾剑”。在一些剑尾鱼物种中,所[a]有雄鱼都是“求爱型”,会利用尾剑和炫耀性[i]的动作说服雌鱼进行交配;而在另一些剑尾鱼[y]物种中,一部分雄鱼是求爱型,其他雄鱼则是[a]“偷袭型”,即体型较小的雄鱼会跳过繁琐的[n]求偶步骤,转而采取所谓的“替代生殖策略”[g]。由于求偶的方法是直接由父代传递给子代,[y]因此会求爱的雄鱼总是产下会求爱的仔鱼,而[u]专事偷袭的雄鱼后代也是偷袭型。
对于剑尾鱼属雄鱼在生殖足长度和求偶方式之[.]间的联系,墨西哥韦拉克鲁斯生态学研究所的[c]科学家对剑尾鱼属雌鱼如何在混乱无序的生殖[o]足,以及花里胡哨的求偶表演中判断并选择青[m]睐的对象进行了研究。通过观察雌鱼对不同长[文]度生殖足,以及对不同雄鱼交配行为的反应,[章]科学家确定了影响雌鱼选择的重要因素,以及[来]这些因素对应的环境条件。
雄性和雌性剑尾鱼
在发表于《英国皇家学会会刊B辑》(Pro[自]ceedings B of the Royal Society)的论文中,研究人员阐述了[w]剑尾鱼属雌鱼在评估追求者的生殖足和华丽尾[w]鳍时,可能演化出了一种小心翼翼的策略,兼[w]顾了在危险栖息地中的生存和风险。
研究团队从墨西哥野外采集了两种剑尾鱼,分[.]别是剑尾鱼(学名:Xiphophorus[a] hellerii)和多线剑尾鱼(学名:X[i]iphophorus multilineatus),前者的雄鱼[y]均为求爱型,后者则具有求爱型和偷袭型。对[a]于这两个物种(以及两种雄鱼求偶策略),研[n]究人员都分别拍摄了雄鱼与雌鱼互动和求爱的[g]视频。利用Photoshop软件,研究人[y]员对这些短视频逐帧进行处理,把画面中的雌[u]鱼完全去掉,然后把雄鱼的生殖足长度拉长或[.]缩短30%,以代表生殖足的长度范围。如此[c]这般,就有了6段视频:每个物种按生殖足长[o]度分为三类。接下来,研究人员向雌鱼播放了[m]这些视频片段,观察它们如何选择不同生殖足[文]长度的雄鱼。研究人员主要根据雌鱼靠近视频[章]中雄鱼的速度,以及它们在屏幕前停留的时间[来]作为评判指标。
换句话说,科学家在本研究中其实所做的,其[自]实就是拍摄、编辑和放映“剑尾鱼色情片”,[w]然后观察雌鱼看到片中雄鱼时是会兴奋还是厌[w]烦。
在只有求爱型雄鱼的剑尾鱼中,雌鱼更青睐的[w]是具有较小生殖足的雄鱼。同样的情况也出现[.]在多线剑尾鱼的两类雄鱼中。然而,当研究人[a]员把雌鱼的相对健康情况考虑进去之后,雌鱼[i]对求爱型和偷袭型雄鱼的偏好又出现了差别。[y]
实验之前,研究人员测量了所有雌鱼的体密度[a]。体密度越高,表明鱼体含有的脂肪和蛋白质[n]就越多,也就意味着具有更加健康的“身体状[g]态”。尽管更为柔弱的雌鱼并不太关注求偶方[y]式(而只在意生殖足长度),但肌肉更为发达[u]、更加健康的雌鱼则有着非常特殊的品味。总[.]而言之,它们青睐的是生殖足较短的求爱型雄[c]鱼,而对于偷袭型雄鱼,它们更喜欢具有较长[o]生殖足的个体。随着雌鱼身体条件的提高,这[m]种偏好就更加明显。
一条雄性剑尾鱼属鱼类,与研究中所用的物种[文]是近亲
大体重雌鱼中这种偏好分别的原因,很可能根[章]植于所有地球生命的共同追求:确保自身和后[来]代的存活。更健康的雌鱼通常年龄更大,经验[自]更丰富,并且更具备躲避掠食者(通常是更大[w]、更凶猛的鱼类)威胁的能力。这使它们能承[w]受多一点风险,并利用更好的自身条件为下一[w]代带来好处。正常情况下,与生殖足较长的雄[.]鱼相处其实很危险。对于求爱型雄鱼来说尤其[a]如此,它们本身在环境中就已经非常惹眼,吸[i]引着掠食者的注意力,而长长的生殖足可能会[y]增大在水中的阻力,使它们更难以逃脱险境。[a]与它们在一起时,雌鱼被掠食者吃掉的风险也[n]大大增加。因此,对求爱型雄鱼来说,更大的[g]生殖足其实弊大于利。相比之下,对于其貌不[y]扬的偷袭型雄鱼,更大的生殖足可能有着更多[u]的好处。偷袭型雄鱼与雌鱼的交配过程短暂而[.]混乱,并且常常伴随着追逐,因此较长的生殖[c]足可能会大为提高受精的成功率。
考虑到生殖足长度带来的后果,以及雄鱼“固[o]执”地将求偶方式传递给后代的特征,我们可[m]以推测,身体健康、甘冒风险的雌鱼为了后代[文]的安全,会变得十分挑剔。通过在生殖足长度[章]和求偶方式之间选择最佳的组合,而不是只考[来]虑最安全的选项,这些雌鱼或许能确保在最好[自]的条件下孕育后代。
这项研究揭示了动物界中社会行为、竞争和生[w]殖系统演化之间复杂而微妙的关系,再一次表[w]明生物学现象往往有着许多间接的原因,并经[w]常隐藏在我们意想不到的地方。(任天)
THE END
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