本章将要讲述的动物叫食骨蠕虫,属于环节动物门。这个门还包含我们熟知的其他一些蠕虫,比如蚯蚓和水蛭。但食骨蠕虫与这些远亲相差甚远,在很多方面,如成虫的身体结构、成长和发育的模式以及谋生的方式等都不同。最显著的是,它们成年后会将自己固定在某个地方,这种生活方式在生物学上称为固着式生活。对于两性生物来说,固定在海底、无法移动的生活方式会带来一个问题,那就是双方都无法去寻找另一半进行交配。那么,在具有这种生活方式的动物里,精子是如何与卵子结合的呢?
目前,最普遍的解决方式是“精子扩散”,使其在一定范围内与雌性的卵子相遇。陆地上也有异曲同工的解决方式,如开花植物和针叶树的花粉传播。细小的花粉颗粒借助于外力,比如风、雨水或者昆虫、蝙蝠、鸟类的传播,使花粉到达雌性胚珠里。水中的绝大多数固着动物都是把精子排入水中,使之有机会漂荡至卵子处与卵子结合。而卵子通常留在母亲体内,直到受精后才排出。也有些动物会将精子和未受精的卵子都排放到水中,让卵子在水中受精。
有一些为数不多的雌雄异体、固着生活的动物,它们演化出了一种方式,可以让精子不用借助不确定的水流外力便与卵子结合。食骨蠕虫就是其中的一类,它们所利用的是极端两性差异。在食骨蠕虫的固着地,人们能观察到的都只是成年雌虫。雌虫周身有一个由坚硬透明导管形成的保护壳,而导管内壁依附着成群的微小雄虫。他们还是幼虫的时候就紧紧依附于雌虫身上,并在体形很小的时候就迅速达到性成熟,然后利用短暂的余生制造精子、供卵子受精。这些微小的追求者虽然附着在他们配偶的身上,但与雄性海鬼鱼不同,他们靠自己储存的能量生存。这样的安排对于雌性和雄性都是有益的,因为既能保护雄性,还能让他们把精子产在卵子附近;而对雌性来说,她们随时都可以获得精子。微小、独立生存的雄性并不是寄生虫,他们只是单纯地给对方提供精子,并且不需要对方为此付出任何代价。雄性在体形极小、形态发育极简单、年纪也较小的时候就达到性成熟,生命也很短暂,这些跟之前提到的蜘蛛、章鱼和海鬼鱼一样,都是适应性演化的一个更为极端的版本。不管怎么说,食骨蠕虫给这类研究增加了新的亮点,它们的故事值得述说。
食骨蠕虫(食骨蠕虫百科)
人们对于食骨蠕虫的研究起步比较晚。在2002年2月,一支来自蒙特利湾水族馆研究所的海洋生物学家队伍,利用遥控潜水器在海底2893米处发现了一具腐烂的灰鲸尸体,也就是后来大家所知道的“鲸2893”。尸体静静地沉在蒙特利峡谷底,距离加州中央海岸约31000米。这头灰鲸并没有死去多久,它的骸骨上还残留着肉和软组织,上面聚集了成群的蚕食者。在骨头裸露之处,有一群极小的固生蠕虫,看上去并不常见,固着在骨头深处。它们瘦小的蠕虫状身体包裹在纤细透明的管子里,向上而立,顶上是4个鲜红色羽状触须。此次航行中负责研究这些新发现的生物学家,有两位是来自蒙特利湾水族馆研究所的罗伯特·维里詹霍克和莎娜·戈弗雷迪,还有一位是当时在南澳大利亚博物馆工作的葛雷格·劳斯,后来他在加利福尼亚州拉霍亚的斯克里普斯海洋研究所工作。这种奇怪的蠕虫他们之前都没有见过,因此这三位科学家决定一探究竟,看看这到底是哪种生物,又在动物界处于什么地位。两年后,他们在著名的《科学》杂志上发表文章,命名了一个新的属——食骨蠕虫属(拉丁名Osedax),取意于它们以骨头为食物,而这个属的蠕虫被称为食骨蠕虫。
遗传学家将这个属划分到环节动物门,多毛纲,海洋管状蠕虫所在的西伯加虫科。这个科包括一些在深海热泉或冷泉(如衣管虫)发现的大体形管状蠕虫,以及在泥泞、缺氧的深海底部生活的瘦长型的frenulate蠕虫,和生活在腐烂的有机质上,比如木头或绳子上的少数硬须虫属蠕虫。它们的共同点是,生活在一个大小合适的密闭管子里,管子材料为不透明的壳质或者透明的黏液类物质,紧紧地固着在其他物体上。虽然这个新的食骨蠕虫属与其他管状蠕虫有许多相似之处,但研究人员很快就发现,它们成年后的形态、生理以及生态性状与其他蠕虫有所不同。与本章内容最相关的就是,之前提到的“鲸2893”上的似乎都是雌虫,而没有见到雄虫。
通常管状蠕虫都是密集群居,雄性和雌性一起,外表极为相似。有些管状蠕虫能通过生殖孔的位置来判断性别。再者,雌虫可能会比雄虫体形稍微大些,身体更厚些,但实际上除了内部生殖腺外,几乎找不到其他方面来区分它们。当时在食骨蠕虫群落中并没有发现雄性,直到研究人员将雌虫从它们固着的骨头上取下来,放在显微镜下观察,才发现这些被漏掉的雄性。这些雄性体形极小,像幼虫一样,大量附着在雌虫管子的内壁上。这个极端的两性差异实在让研究人员大为吃惊。因此他们将那篇具有开拓性的科学杂志文章命名为“食骨蠕虫:拥有侏儒男的食骨海洋蠕虫”,同时体现了它们食骨的独特能力和雄性体形极小的特点。
〔美国〕达芙妮·费尔贝恩著|徐洛浩李芳译|上海文化出版社凤凰壹力
一些不寻常的极端动物差异
一个很棒的主题
一段迷人的自然史
一部令人大开眼界的科普书
虽然我们说男人来自火星而女人来自金星,但人类的性别差异仍无法与动物的性别差异相提并论……
雄性体形可能是雌性的数倍,也可能是雌性的万分之一。
这些不同寻常的极端动物性别差异根源在哪里,可以从这本独特的书中了解到。
这本独特、宏大、引人入胜的书籍以性别差异为主题,让普通读者了解动物的行为、生理、生活史和进化等方面的知识,这是相当了不起的成就。阅读这本书是一种享受。——佐治亚大学杰出教授艾伦·J.摩尔
这是一部迷人的自然史,描述了一些不寻常的极端动物性别差异的例子,令人大开眼界。——墨尔本大学进化生物学教授马克·埃尔加
作者简介
达芙妮·费尔贝恩,加利福尼亚大学生物学教授、作家,她撰写了大量有关动物性别差异的科学文章,《性别、大小和性别角色》一书的联合主编。
内容简介
《不匹配的一对——动物王国的性别文化》一书对动物界中的极端性别差异进行了探究。如果你想了解为什么成年雄性象海豹的体重是成年雌性象海豹的四倍之多;与微小的雄性配偶相比,为什么雌性毯子章鱼的体形却那样巨大无比……这本迷人的书正适合你。达芙妮·费尔贝恩不仅给我们介绍了一些特殊的动物,还提供了一些生物进化的解释,说明为什么雄性比它同物种的雌性大得多(或小得多)。
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