原創(chuàng) 麥麥 核桃苗 果殼

這個(gè)七夕，最火的動(dòng)物不是慘遭踩踏的喜鵲，而是——蛙。但別以為“孤寡孤寡”的它們當(dāng)真孤寡，對(duì)于一些蛙來說，它們不僅找到了對(duì)象，甚至還能坐享齊“蛙”之福。

一夫多妻的蛙

最近，科學(xué)家第一次在蛙類中觀察到了一夫多妻的現(xiàn)象。這種學(xué)名為 Thoropa taophora 的細(xì)趾蟾生活在巴西的雨林里，喜歡在潮濕、多巖石的地方交配產(chǎn)卵 。

一只雄蛙 | Fábio de Sá

在雄蛙的繁殖領(lǐng)地里，通常有固定的 2～3 只雌蛙，且其中一只占據(jù)相對(duì)主導(dǎo)的地位。研究者觀察到了它們交配的畫面：雄蛙與主導(dǎo)的雌蛙進(jìn)行交配，而次要的雌蛙、有時(shí)還加上第三等級(jí)的雌蛙，則在一旁動(dòng)也不動(dòng)地“圍觀”。

不過，雄蛙并不只跟“大老婆”交配——雖然研究者沒有記錄到雄蛙與次要雌蛙交配的畫面，但他們分析了 7 個(gè)領(lǐng)地里孵化出來的蝌蚪，其中“大房兒女”的比例從 56% 到 97% 不等。雖然與主導(dǎo)雌蛙交配得更多，但雄蛙并沒有輕易放過留下更多后代的機(jī)會(huì)。

雌蛙之間似乎并不太平，她們都會(huì)吃領(lǐng)地里的卵。這時(shí)，雄蛙就會(huì)立馬制止，有時(shí)是將雌蛙趕跑，有時(shí)則從后抱住雌蛙——像極了交配的姿勢，但往往最終都并沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)的交配行為?？雌饋恚皇前乩瓐D式地抱了她一下。

雄蛙與主導(dǎo)雌蛙（d）、次級(jí)雌蛙（s）和第三外圍雌蛙（p）| 參考資料[1]

對(duì)于一夫多妻的繁殖方式，雄性獲得的好處十分明顯，他們可以留下更多的后代；但雌性能獲得什么，科學(xué)家還不清楚。他們猜測，相比于與沒有配對(duì)的雄性交配，雌蛙與已經(jīng)配對(duì)過、擁有較好領(lǐng)地的雄性進(jìn)行交配，繁殖成功的可能性或許更大。

在長達(dá) 10 個(gè)月的繁殖季中，雄蛙總是與固定的這兩只雌蛙交配。動(dòng)物的行為自不必用人類的準(zhǔn)則來衡量，但如果套用“忠誠度”來評(píng)價(jià)的話，這些雄蛙仍是忠誠的——雖然是同時(shí)對(duì)兩位伴侶保持忠誠。

血肉相融的魚

一些????魚的雄性倒是沒法不忠誠，畢竟它們交配的方式，是把自己融進(jìn)雌性的身體里。

這些????魚的雄性比雌性小得多，身體大小相差可能有 60 倍。當(dāng)雌雄相遇時(shí)，雄魚會(huì)緊緊咬住雌魚的肚子，釋放出一些能夠溶解皮膚的物質(zhì)，讓自己的血管和組織與對(duì)方融合在一起。有的????魚只是暫時(shí)性的依附，有的則永久與對(duì)方融合，然后雄魚的器官逐漸消失，最終只把含有精子的生殖腺留在雌魚體內(nèi)。這種繁殖方式，被稱為“性寄生”。

雄性????魚（Humpback anglerfish）依附在雌性的腹部上 | Edith A. Widder

生活在黑暗無光的深海里，雄性????魚能夠遇到交配對(duì)象不容易，他們?yōu)榇诉€發(fā)展出了敏銳的嗅覺。這種獻(xiàn)出自我吃軟飯的方式，能幫助它們留下后代；但這還不是最拼的——為了繁殖，????魚甚至舍棄了一部分的免疫功能。

出于自我保護(hù)，生物體的免疫系統(tǒng)會(huì)排斥異物，例如人體在接受移植的器官時(shí)，就很容易出現(xiàn)免疫排異反應(yīng)；但雄性????魚卻沒有被雌性排斥。研究發(fā)現(xiàn)，????魚與后天免疫系統(tǒng)相關(guān)的重要基因已經(jīng)發(fā)生了改變，使得它們不會(huì)攻擊外來的組織和細(xì)胞。一些雌雄體永久融合的????魚，甚至不會(huì)產(chǎn)生功能性抗體和T細(xì)胞；而就算是短暫相連的種類，它們的基因也有類似的變化。

這只雄性????魚（Photocorynus spiniceps）則在雌性的背上 | Theodore W. Pietsch / University of Washington

要生崽還是要保護(hù)，????魚選擇了前者。但科學(xué)家推測，這些深海魚或許已經(jīng)發(fā)展出了其他的免疫方式，可以讓它們兩者兼得。

包辦致死的甲蟲

包辦婚姻的一夫一妻、自由戀愛的一妻多夫，哪者更好？研究者在這種叫做赤擬谷盜（Tribolium castaneum）的小甲蟲上找到了可能的答案。

赤擬谷盜 | University of East Anglia

赤擬谷盜是一種會(huì)偷吃儲(chǔ)備糧食的小甲蟲；只要一個(gè)月，它們就可以完成出生到繁殖的生命周期，一只雌性能產(chǎn)下數(shù)百枚卵。強(qiáng)大的繁殖能力，不僅有助于生存，也讓它們備受科學(xué)家的喜愛。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究者將它們被分為了兩組——

“包辦婚姻”組：

每一代都沒有選擇配偶的權(quán)利。上一代生下的雌雄甲蟲，被隨機(jī)配對(duì)成一夫一妻的組合，繼續(xù)進(jìn)行繁殖；

“自由戀愛”組：

每只雌性擁有選擇配偶的自由，1 只雌性可以自由地與 5 個(gè)雄性生兒育女。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)從 2005 年開始，在十多年的時(shí)間里，兩組甲蟲按照各自的傳統(tǒng)分別繁殖了 95 代。按照實(shí)驗(yàn)設(shè)置，它們的后代隨后則需要生存在惡劣的環(huán)境中，比一比哪組的生存能力更強(qiáng)。

結(jié)果，“自由戀愛”組繁育出來的甲蟲，對(duì)惡劣條件的抵抗能力更強(qiáng)；直至挑戰(zhàn)的最后，也有 60% 的蟲卵能夠正常長大；而被迫經(jīng)歷“包辦婚姻”的甲蟲，還未等到挑戰(zhàn)結(jié)束就斷子絕孫了……

研究者認(rèn)為，“自由戀愛“的甲蟲，雌性有機(jī)會(huì)在 5 只雄性中選出條件最好的配偶。這種性選擇的壓力，可以剔除掉種群中的有害基因，并將優(yōu)秀的基因傳遞給后代，讓它們更為強(qiáng)健。

心碎的薺菜

如果要說自然界中有什么是心形的，我的第一反應(yīng)是小時(shí)候在路邊看到的某種薺菜的果實(shí)。

薺菜（Capsella bursa-pastoris）和其他的薺屬植物都會(huì)結(jié)出心形的果實(shí) | Wilhelm Zimmerling PAR / Wikimedia Commons

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，薺菜果實(shí)的形狀與一種蛋白酶有關(guān)。如果這個(gè)蛋白酶對(duì)應(yīng)的基因發(fā)生了突變，這種薺菜（Capsella rubella）的果實(shí)就不會(huì)長出兩個(gè)翹翹的肩膀，而是變成一個(gè)倒三角的形狀——科學(xué)家將這種蛋白酶命名為“心碎蛋白”（HEARTBREAK）。“心碎蛋白”可能是通過調(diào)控蛋白質(zhì)翻譯后修飾的過程，調(diào)節(jié)生長素的合成途徑，最終影響了果實(shí)的形狀。

野生型的紅薺（左）與心碎蛋白基因突變后的紅薺（右）| 參考資料[4]

薺菜屬的植物，和我們吃的大部分蔬菜一樣，都屬于十字花科。十字花科的果莢形狀各異，這個(gè)研究或許可以為這些植物的演化提供證據(jù)。由于“心碎蛋白”的改變，薺菜結(jié)出了非心形的果實(shí)，這算不算是心碎暫且見仁見智；但這項(xiàng)研究成功在期刊上發(fā)表，想來“心碎蛋白”至少?zèng)]讓這位研究者心碎。

全球征婚的蝸牛

旱的旱死，澇的澇死，別說一夫一妻了，有的動(dòng)物連對(duì)象都討不到。來自英國的蝸牛杰里米（Jeremy）大概是（曾經(jīng)）最著名的單身漢，畢竟幾年前，還有人為它舉行了一場全球征婚。

上面是左旋蝸牛杰里米，殼上的花紋是逆時(shí)針的；而下面是一只右旋蝸牛，花紋是順時(shí)針的 | Angus Davison / University of Nottingham

杰里米是一只罕見的左旋蝸牛。通常來說，蝸牛是右旋的，它們殼上的花紋是順時(shí)針的，殼的螺旋紋在身體右側(cè)，同時(shí)生殖器也位于右側(cè)——因而交配時(shí)，它們會(huì)爬到對(duì)方的右邊。但對(duì)于鏡像翻轉(zhuǎn)的杰里米來說，左右在它的身上全反了。當(dāng)其他蝸牛爬到它的右側(cè)時(shí)，它們沒法按照傳統(tǒng)交配，也不會(huì)靈活變換姿勢。

2016 年，研究者為杰里米發(fā)起了一場全球征婚，給它找來了兩個(gè)“百萬里挑一”的左旋蝸牛。就在萬眾矚目之下，杰里米的兩個(gè)相親對(duì)象選擇了彼此……蝸牛大多都是雌雄同體，這三只左旋蝸牛，彼此之間都能進(jìn)行交配。

右二為杰里米，其他四只是征婚活動(dòng)中征集來的左旋蝸牛 | Angus Davison / University of Nottingham

好在結(jié)局總是圓滿的，杰里米最終還是得到了交配的機(jī)會(huì)，并在死前有了自己的孩子。當(dāng)初的這場全球征婚，總共征來了 45 只左旋蝸牛。在今年 6 月的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家報(bào)道了這些蝸牛后代的情況。這群左旋蝸牛至今繁衍了三代，總共產(chǎn)生了將近 15000 只后代，其中絕大部分都是右旋的，它們并沒有繼承父輩的特征。

也就是說，左旋蝸牛仍然罕見，或許也仍將孤獨(dú)。

孤獨(dú)的蘇鐵

同樣是等待配偶，伍德蘇鐵（Encephalartos woodii）就沒有左旋蝸牛那么幸運(yùn)了。

南非德班植物園里的伍德蘇鐵 | Purves, M. / Wikimedia Commons

這可能是世界上最孤獨(dú)的植物。1895 年，植物學(xué)家約翰·梅德利·伍德（John Medley Wood）在南非發(fā)現(xiàn)了第一棵伍德蘇鐵；100 多年過去，我們卻從未找到新的伍德蘇鐵——我們所認(rèn)識(shí)的第一棵，或許是它們種群里的最后一棵。

蘇鐵是一類非常古老的植物，在恐龍的年代里，它們遍布世界各地，占所有植物的 1/5。但隨著新的植物演化出來，蘇鐵的生存優(yōu)勢越來越小，種類和分布的范圍也越來越少?；蛟S是因?yàn)椴粔虺Ｒ?，它們還常被誤認(rèn)為是棕櫚或蕨類植物。

恐龍時(shí)代，蘇鐵遍布 | John Sibbick

伍德蘇鐵看起來就有點(diǎn)像棕櫚，高可達(dá) 6 米，樹干直徑為 30～50 厘米。被人類認(rèn)識(shí)的這棵伍德蘇鐵是雄性的——和銀杏一樣，蘇鐵也是雌雄異株；必須同時(shí)存在雌株和雄株，它們才能繁殖。但時(shí)至今日，我們?nèi)晕茨芙o它找到配偶。

伍德蘇鐵已經(jīng)被宣告“野外滅絕”了，它們現(xiàn)在生長在一些植物園里。蘇鐵會(huì)長出吸芽，吸芽能發(fā)育成一棵完整的植株；但這種情況如同克隆，得到的所有伍德蘇鐵都是最初那棵的分身——當(dāng)然也都是雄性，無法交配繁育后代。另一種讓伍德蘇鐵不那么孤獨(dú)的可能，是它似乎可以與親緣關(guān)系頗近的另一種蘇鐵（E. natalensis）繁殖；但目前看來，它們終究也不是同一種植物。

橙色的雄球果 | Purves, M. / Wikimedia Commons

發(fā)現(xiàn)伍德蘇鐵時(shí)，伍德將一株吸芽寄給了倫敦邱園。2004 年，這株伍德蘇鐵第一次長出了帶有花粉的橙色雄球果，這意味著它已經(jīng)做好了繁殖的準(zhǔn)備。可惜，它的準(zhǔn)備落了空。

它們經(jīng)歷過這顆星球的跌宕與變遷，見證過同伴的繁榮與滅亡，如今孤獨(dú)地生活在這里。也不知道最終的結(jié)局，是結(jié)束孤獨(dú)，還是孤獨(dú)地結(jié)束。

……

七夕的第七個(gè)物種，留給正在看手機(jī)的智人（Homo sapiens）吧。不管是自由瀟灑地享受單身，還是怦然心動(dòng)地盼待某人，抑或是正與愛人共度好時(shí)辰，都希望你度過了一個(gè)愉悅的七夕。

參考文獻(xiàn)

[1] Fábio P. de Sá, Rafael C. Consolmagno, et al. Unexpected reproductive fidelity in a polygynous frog (2020). Science Advances, 6(33): eaay1539. DOI: 10.1126/sciadv.aay1539

[2] Jeremy B. Swann1, Stephen J. Holland1, et al. The immunogenetics of sexual parasitism(2020). Science: eaaz9445. DOI: 10.1126/science.aaz9445

[3] Joanne L. Godwin, Alyson J. Lumley, et al. Mating patterns influence vulnerability to the extinction vortex(2020). Global Change Biology. 2020;00:1–14. DOI: 10.1111/gcb.15186

[4] Yang Dong, Mateusz Majda, et al. HEARTBREAK controls post-translational modification of INDEHISCENT to tegulate fruit morphology in Capsella (2020). Current Biology 30, 1–9. DOI: 10.1016/j.cub.2020.07.055

[5] Angus Davison. Internet ‘shellebrity' reflects on origin of rare mirror-image snails (2020). Biology Letters, 16(6). DOI: 10.1098/rsbl.2020.0110

[6] https://www.npr.org/sections/krulwich/2011/05/10/136029423/the-loneliest-plant-in-the-world

作者：麥麥，核桃苗

原標(biāo)題：《嘴上“孤寡孤寡”的蛙，背地里卻一夫三妻 | 七夕迷思》

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