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性寄生:为什么被寄生的总是雌性?

当我们谈论两性差异,我们往往谈论的是——雄性高大、雌性小巧,比如男人和女人;或者雄性明艳招摇、雌性低调内敛,比如雄孔雀在雌孔雀面前炫色开屏。其实这只是雌雄二态性的一种表现,动物学家称之为正向雌雄二态性。

当我们谈论两性差异,我们往往谈论的是——雄性高大、雌性小巧,比如男人和女人;或者雄性明艳招摇、雌性低调内敛,比如雄孔雀在雌孔雀面前炫色开屏。其实这只是雌雄二态性的一种表现,动物学家称之为正向雌雄二态性。

自然界还有很多动物的表现是反过来的,就是雌性的体型比雄性大,呈现出逆向雌雄二态性。比如雌性灰鲸的体型就大于雄性灰鲸,雌性亚马逊河豚的体型也大于雄性。有些动物门类中,逆向雌雄二态性才是普遍现象,比如多数的昆虫——仔细观察花园里的蜘蛛,你会发现雌蜘蛛大多都比雄蜘蛛个头更大。

那么,逆向雌雄二态性又该如何解释呢?

一种观点认为,在相同的生态环境下,雄性较雌性具有更大的可塑性,体型可大可小。为了等待合适的时机,有些雄性还会主动推迟性成熟时间,甚至可以装扮成雌性。

比如章鱼就是有名的异装癖。体型较大的雄性章鱼是正向雌雄二态性的代表,它们凭借较大的体型霸占了一片地盘招揽雌性章鱼前来交配,并攻击试图靠近的其他雄性章鱼。这时体型较小的章鱼就颇费周章——它们没有与大型章鱼决斗的实力,只能顺势而为,利用自己体型较小的特点,装扮成雌性的模样靠近大章鱼的巢穴,然后借机混水摸鱼,偷偷在雌性章鱼的附近射精。这种行为虽然猥琐,却能有效地把基因传递下去。为此,小章鱼不惜节衣缩食,将体型尽量缩小,甚至比雌性还小,看起来就成了逆向雌雄二态性动物了。

食物也是影响两性体型的重要因素。一般而言,雄性动物的基础代谢率相对较高,对食物限制更加敏感。在相同能量限制的前提下,雄性体型缩水更多,而雌性受到的影响相对较少。在食物缺乏时,雄性会缩小体型,以节省能量制造更多的精子,因此也容易出现逆向雌雄二态性现象。

还有些逆向雌雄二态性是由生活史决定的。所谓生活史,就是生命在从生到死的生存周期里采用的生存策略。鮟鱇鱼就是因为生活史的限制,而出现了典型的逆向雌雄二态性。

鮟鱇鱼是一种生活在深海的鱼类,大约有100多种,生活方式相当奇特。常见的鮟鱇鱼嘴巴极大,牙齿长而锋利,龇牙咧嘴看上去丑陋又凶残,因此也被渔民称为“魔鬼鱼”。它们在深海很难找到食物,一旦发现食物,就轻易不会放弃,先一口咬住再说。为了能吞下比自己体型还大的猎物,它们的下颚可以伸缩自如,就算下巴脱节也要把食物吞下去。一次捕食成功,就可以享用很长一段时间。

在深海环境中,捕猎是个技术活,技不如人就要挨饿。鮟鱇鱼在这方面有个绝招,它们的背鳍不断向外突起,像钓鱼杆一样挑在头顶,顶端的“钓饵”里生长着大量发光菌,可以像萤火虫一样,在漆黑的深海中闪闪发光,引诱好奇的猎物自己送上门来。这个有趣的钓饵,其实还有另外一个重要功能,就是吸引异性。

性寄生:为什么被寄生的总是雌性?

深海里的鮟鱇鱼

那还是两百多年前,动物学家刚刚接触鮟鱇鱼时,曾感到万分困惑,因为他们只看到雌性鮟鱇鱼,却找不到雄性。有学者一度怀疑这种鱼采用孤雌生殖的方式来繁衍后代。他们在解剖雌性鮟鱇鱼时,常常发现雌鱼身上吸附着一条小鱼,便以为那是雌鱼的孩子,正在通过嘴巴从母亲身上吸取营养。直到1924年,一位学者着手解剖幼鱼时,才吃惊地发现,原来所谓的“幼鱼”根本不是什么孩子,而是雌鱼的老公,它拥有完整而成熟的雄性性器官。之所以吸附在雌鱼身上,只是为了不再与雌鱼分离,并源源不断地为雌鱼提供精子。

后来,动物学家将这种繁殖方式被称为性寄生。也就是说,雄鱼寄生在雌鱼身上,为了不给雌性添加额外的负担,它们的身体已经大幅缩小——雌性鮟鱇鱼的体长可达100厘米,而雄性往往只有短短几厘米长,有时甚至更小。为了强化寄生能力,雄鱼的运动组织和消化器官也严重缩水,心血管系统却高度发达,并与雌鱼的血管相通,可以终生从雌体的血液中吸取营养。比心血管系统还要发达的,则是雄性生殖腺,那里是高速运转的精子加工厂。雄鱼就这样变成了雌鱼身上附着的雄性器官。

雄鱼之所以采用这种策略,实在是情非得已。因为在伸手不见五指的深海,要想寻找另一半实在是太难了。据估计,大约只有1%的雄鱼能够找到雌鱼,其余的雄鱼都在寻找雌性的路上饿死了。因为它们生长到一定阶段后,消化器官就会自行退化,万一找不到雌鱼为它提供营养,就只有死路一条。出于同样的原因,它们一旦遇到雌性,就再也不会离开,至死方休。

在这种情况下,就出现了极端的逆向雌雄二态性现象。雄鱼的身体那么小,有时候会好几条同时挂在一条雌鱼身上,同时为她提供精子,也同时从她身上吸食营养。对于雌鱼来说,也不知到是喜是忧。

进一步的研究发现,性寄生现象并不罕见,许多低等动物都有性寄生现象,比如螨虫和螠蛏等,无一不是雄虫寄生在雌虫体内,有的雄虫索性寄生在雌虫的生殖器官内,除了生产精子,几乎没有其他生命活动。也就是说,雄性寄生是普遍现象。

那么,问题来了:既然两性吸附在一起不再分开,那为什么是雄性寄生在雌性身上,而不是雌性寄生在雄性身上呢?是什么样的因素决定了雌性必然承受被寄生的命运呢?

有一个比较重要的假说,叫作繁殖力优势假说,或者称为巨型母亲(big-mother)假说。顾名思义,该假说认为,自然选择偏向于选择较大的雌性,因为较大的雌性生育能力较高,它们产下的卵子更多、体积也更大,可以产下健康的后代。雌性体型越小,产卵数量也就越少。有一种缨甲科的甲壳虫,是世界上最小的甲壳虫,体长只有1mm,由于体型太少,每次只能产一枚卵,是产卵最少的昆虫,成为巨型母亲假说最好的反面教材。

另一方面,生育后代是个繁重的任务,对身体的要求也比较高。只有更大的身体才能更加胜任如此复杂的任务。所以,性寄生只能是雄性寄生在雌性身上,而不是反过来。毕竟雄性的任务相对简单,它们只要制造精子就可以了。

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史钧,生物学博士,专注于进化论领域的科普写作,已出版多部科普作品,其中《其实你不懂进化论》获得第十六届文津奖,并入围2020年中国好书。生命的进化是符合逻辑的过程,底层逻辑就是自然选择,在此基础之上,又衍生出了许多其他逻辑,共同构成了一个复杂的理论体系。本专栏将对这一理论体系进行深度梳理,详细介绍其中的各种逻辑关系,讨论生命的本质,理解生命的意义。

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