海马:地球上唯一由雄性生育后代的动物,处境竟如此艰难!
来源: | 作者:水下中国 | 发布时间: 25天前 | 107 次浏览 | 分享到:
我不是雌雄同体


本文原创整合,转载需要授权

部分资料出自百度


马丁·路德·金说过,“我们也许不是来自同一条船,但我们现在在同一条船上”,这句话也适用地球上的生命。
地球上生命各不相同,有大有小,有生活在水里的,也有生活在陆地上的,有色彩鲜艳的动物,还有一些动物会不时地变换身上的条纹。
然而,每个物种的目的却是相同的,无论生命体的大小和行为如何,每一个物种都是为了生存而存在的,所以它们的根本目标是繁殖。


为了生存,绝大多数物种选择不停的生育后代,这样他们的“种族”就能继续居住在这个星球上。
然而,在整个动物界中,有99.9%以上的物种是通过雌性来完成生育的,但有一种动物却不一样,这种神奇的动物生活在海洋里,
因其独特的外表而被人所熟知,它就是海马——地球上已知的唯一一种由雄性生育后代的动物。让人不禁好奇,为什么海马会选择雄性生育后代呢?
是什么让雌性海马放弃生育的权利呢?雄性海马生育后代,海马幼崽的存活率又如何呢?



01

“我是一只鱼”


“其首如马,其身如虾,其背佝偻,有竹节纹,长二三寸,雌者黄色,雄者青色”。这是《然犀志》中古人对海马的特征描述。
海马在海洋中非常神秘,这种动物有马的头和蛇的尾巴,但有趣的是,这种融合的生物却是鱼。



海马是刺鱼目海龙科海马属的一员,属于正儿八经的鱼类,但形态又不同于常见的鱼,因头部酷似马头而得名。
它们体表无鳞,全身由具棱棘的骨环包裹;“马头”与躯干呈近直角;口呈不能张合的长管状,没有牙齿;
腹鳍和尾鳍消失,靠背鳍摆动呈直立泳姿;尾端细尖,常呈卷曲状。自然环境下,海马通常是喜欢生活在珊瑚礁的缓流中,
又因为它们不善于游泳,所以它们就经常用它们的尾部紧紧勾着珊瑚的枝节、海藻的叶片上,将自己身体固定,防止自己被激烈的洋流给冲走。


为什么海马的形态会进化成这样,与我们印象中的鱼类大相径庭?据中国科学院南海海洋研究所的研究团队通过对虎尾海马基因组测序和分析发现,
海马是目前已获得全基因组鱼类中进化速率最快的物种,而它特殊形态主要源于部分基因的丢失和扩张。


比如说腹鳍,腹鳍是鱼类进化后出现的高级特征,而海马没有腹鳍极可能是因为缺失了tbx4基因
海马没有牙齿是因为丢失了几个与牙齿发育相关的基因(如负责牙釉基质合成的proline/glutamine SCPP基因),这也导致它们演化出利用长管状的口部以强力吞吸猎物的方式摄食。
另外,雄海马育儿功能可能源于与鱼类胚胎孵化相关pastn基因的扩张。


 (运动力学模型表明捕食过程中,相较于头部水平的海龙,头部直立的海马能获得一个额外向前的捕食位移)


海马最显著的特征就是它们的头部与其身体弯曲的角度接近九十度,这种不常规的体态注定海马在海洋中不会一帆风顺,
有科研团队通过生物力学和运动学模型分析指出,海马直立的头部,决定了它们不善游泳,而且游泳速度也不快,在与其他水平状鱼类竞争食物中处于劣势。
但上帝给你关了一扇门,也会为你开一扇窗,也正是直立的头部,加上能转动的眼睛,确保了它们捕食鲜活猎物时,能获得比其他鱼类更大的视野范围,
另外,直立的头部和卷曲的尾部对海马在海藻中避敌和捕食也起到十分有效的帮助。


02

“我不是雌雄同体”


生物学家在很早以前就发现,海马是由雄性负责产子的。所以很长一段时间,他们都以为海马是一种雌雄同体的生物。可随着研究的深入,最终确定海马有雌雄之分!


海马并不是雌雄同体,海马只是雄性孵化。为什么海马的繁衍方式如此特殊,为什么雄性海马会肩负起了繁衍的重任呢?
其实,雄海马也是很无奈的。雄性海马之所以能孕育后代,是因为小海马存活率太低了(根据种类的不同,海马一次能分娩5到1000多个幼崽,但是只有千分之5的概率能存活下来),
它们需要迅速繁殖更多的后代,而雌性海马在繁殖力上一开始就输给了雄性海马,因为们没有腹囊(育雏袋),这也是包括海龙在内的海龙科生物独特的进化机制。




2016年,《nature》杂志上一篇关于海马基因组的研究文章指出,通过对海马基因组测序发现,具有胚胎孵化功能的C6AST基因家族中,
其中的另一个亚家族——Patristacin基因,在怀孕雄海马的育雏袋中高度表达,而没有育雏袋的雌性体内基本不存在Patristacin基因的表达,自然也就无法生育了。
而雄海马的育雏袋是一个复杂的器官,在卵孵化时会调节温度、血液流动和水的盐度,以便让幼崽尽可能为海洋生活做好准备。



(虾红素金属蛋白酶C6AST基因家族)


除此之外,还有生产效率的问题。既然存活率如此之低,要想保证种族的延续,最好的办法就是采取“群娃战术”,就是让雄海马来帮忙。一般的雌性动物既要负责生产卵子,又要花费漫长的岁月携带受精卵,然后还要分娩,进而恢复体力,之后才能进行下一轮的繁殖。而雌海马就不同了,生产卵子,然后把卵子给雄海马,之后就又可以生产卵子了,效率大大提高了。



03

“我是一个孤儿”


虽然繁殖效率提高了,但不幸的是,当海马宝宝出生后,也就意味着它们成为了“孤儿”,因为雄海马在分娩过程消耗了太多能量,
往往需要几个小时才能恢复过来,完全无暇顾及它们。而这短短的几个小时也是海马幼崽命运的分水岭,海马宝宝们只能自己随着洋流漂浮,
有些能够幸运存活,但绝大多数的小海马避免不了被其他海洋生物当作浮游动物吃掉的命运。



即使海马宝宝侥幸逃过当其他海洋生物“零食”的命运,但它们由于体型太小,连浮游生物也吃不了。
还有海马本就不擅长游泳,幼崽更是如此,更要命的是它们的尾巴不够灵活也不够有力,通常它们来不及抓住什么就被洋流冲走了,
被冲走的小海马要么死亡,要么成为其它海洋生物的美食。



可以看出,海马的一生充满着生存的危险挑战。与此同时,人类对于这种优雅且脆弱的动物非但没有做出保护举措,还肆意将它们抓捕。
有研究统计,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。
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。
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。


海马作为地球上唯一由雄性生育后代的动物,海马爸爸的繁殖过程不可谓不艰难,海马宝宝的生存条件不可谓不严苛。
生命的孕育是漫长而伟大的过程,而生物的存活与濒危的可能就在人类的一想一念之间。




相关阅读:




From I can’t breathe to I can breathe!疫情停摆下,海洋生态的冰与火之歌

海洋里的第一刺头,居然是个胆小鬼

蓝眼泪:手捧的星辰,追到天涯海角也要看!

不死的水母,是可爱还是可怕?

洄游的鱼,不只有三文鱼

南海之眼、海底巨人、深蓝一号……向更远更深处潜行!

海底牛仔、游牧渔民、海底雪景……一场与海的斗争与狂欢!

桃花水母、盲鱼盲虾、水下工厂……探险世界最大地下河!

震撼!你从未见过的水下长城,世界唯一!

龙章坊、豸秀芳、万荣桥……千岛湖还有多少未破解之谜?

水下金字塔、水下尸库、怪石界鱼……千年古城的真假秘境