据英国《独立报》1月19日报道,海马是海洋中最优雅、最令人好奇的动物之一,它们长年累月恪守的一夫一妻制生活方式打破了生物学的“金科玉律”——由雄性而非雌性承担起怀孕并生产幼仔的重任。不过多年来,雄性海马如何交配、产子一直是困扰科学家心头的难解之谜。
雄性产子的特殊例子
日前,科学家终于解开了这一谜底,同时他们在此过程中还发现,这些不同寻常的鱼类可能要比海洋生物学家此前认为的更易受到环境污染的危害。
科学家原本认为,由于雄性海马下腹前方有个“育儿囊”(如同袋鼠的育儿袋),卵子和精子在里面结合,海马的卵子和精子因此不会受到外部污染物的危害。但研究人员在对雄性海马解剖后发现,海马首先会将精子直接排到海水中,然后这些脆弱的“生殖细胞”才会迅速回到“育儿囊”这个保护性环境中。
科学家相信,这一重大发现也许能够用于解释海马为何比一些海洋生物学家此前想象的更易遭受重金属(如汞)等环境污染物的伤害。同绝大多数动物中的性别分工不同,在海马群体中,雄性承担起生儿育女的重任,日日夜夜照顾藏在下腹前方“育儿囊”的受精卵。雄性海马育儿囊的作用同雌性哺乳动物的子宫功能很相似。
受精卵紧紧贴在父亲育儿囊的薄壁上,沐浴在为它们的成长带来营养和氧气的液体之中。事实上,最后是雄性海马受孕,产下后代,这也是动物王国中唯一由雄性产子的特殊例子。科学家多年前就清楚,在同雄性海马亲密接触时,雌性海马会将卵子直接排到雄性的“育儿囊”中。另外他们还推测,雄性海马也会把自己的精子直接排到育儿囊中,以确保自己不带“绿帽子”,替别的海马养育子女还蒙在鼓里。不过这一点从未得到科学证实。
同多数鱼类繁殖方式相同
然而,英国伦敦动物学研究所的卡特莱恩·范鲁克(KatrienvanLook)博士和同事在此对普通雄性海马或黄色雄性海马进行解剖研究之后,发现事实并非如此。雄性海马的精子会排入身边的海水,这种繁殖方式同大多数鱼类相同。范鲁克博士说:“我们发现,雄性海马的输精管其实是通向外边的,这意味着精子在进入育儿囊之前,必须要经过海水。也就是说,海水直接同精子发生接触,而育儿囊在敞开让精子进入时,必定会同海水直接接触。海水中存在的环境污染物因此会同精子和卵子发生直接接触。”
此前的一些研究表明,海水中含量相对高的汞能抑制海马精子的灵活性(即游动能力)。范鲁克博士表示,如果海马精子同海水直接接触,这意味着它们更容易收到环境污染物的危害。伦敦动物学会科研部门主任比尔·霍尔特(BillHolt)教授表示,此项研究发现对海马保护尤为重要,因为这将进一步加深科学家对这种易受外界影响的鱼类如何在野生繁殖的了解。霍尔特教授说:“这有助于我们深入理解全球气候变暖、污染等环境变化对海马繁殖能力的影响。”
在三十三个海马种类中,九个已被列入易受影响物种名单,一个被列为濒临灭绝的物种。其余二十多个种类是否面临严峻的外部环境威胁目前尚不得而知。由于晒干后当作传统药物出售,用于治疗包括哮喘、性功能障碍等各种疾病,亚洲的海马贸易十分猖獗,它们还被水族馆当做供人观赏的宠物。还有许多被抓住后晒干作为诱饵,用于捕抓其它海洋动物,如捕虾。
此外,范鲁克博士及同事还发现,海马可生成两种截然不同的精子,一类具有伸长的小头,另一类具有更大的头。她说:“这项研究表明,雄性海马的两类精子确实不参与卵子受精过程,但它们是此前繁殖方法的残留物。在这种繁殖方法中,雄性海马在海水中使卵子受精,然后再让它们进入自己的育儿囊。”第[1][2]页