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在“女兒國”里當(dāng)父親,是怎樣一種體驗(yàn)?
Eevee 發(fā)表于  2019-06-16 12:19


|· 本文來自“我是科學(xué)家”·|

時光荏苒,又到了一年一度的父親節(jié)啦!首先,要向各位上有老下有小,房貸車貸一個不少,發(fā)際線越來越高的各位父親們道聲:節(jié)日快樂!

當(dāng)父親,真的是不容易?。?/p>

同樣,在動物界里也有諸多辛勞的父親們,比如從小把娃保護(hù)在自己育兒袋中的海馬父親;背著小寶貝們“環(huán)游世界”負(fù)子蝽和負(fù)子蟾;寵妻護(hù)崽的紅狐,全職父親狨猴等等。

教科書級的懷孕父親——海馬。圖片來源:17bobandsuewilliams

普通狨猴Callithrix jacchus的父親在孩子斷奶后就背負(fù)起撫養(yǎng)成猴的重任。圖片來源:primatecarewelfare.wordpress.com

為了緩解密集恐懼癥,選取了一張手繪的負(fù)子蟾。圖片來源:Naturgeschichte der Wirbelthiere 1867。

辛苦歸辛苦,能有機(jī)會當(dāng)上父親并親手把娃帶大,還是很幸運(yùn)的。在無奇不有的生物王國里,可不是所有父親都能享受“喜當(dāng)?shù)钡母@S绕鋵τ谠S多能夠“孤雌生殖”(有性生殖中一種特殊的形式)的動物們來說,母親一人就能“包辦”婚育大事,父親的角色就變得尷尬起來——它們有的“查無此父”,有的“可有可無”,更有的“似父非父”。這些動物們能不能好好過個父親節(jié),都要打個問號了。

父親是啥?麻煩你見到他叫他回家

最極端的孤雌生殖,整個族群中只有雌性沒有雄性,如同《西游記》里的“女兒國”一般,父親神馬的,根本不存在。

比如一種染色體變異的小龍蝦——大理石紋鰲蝦(Procambarus fallax f. virginalis),就是齊刷刷的娘子軍團(tuán),它們從來不知父親為何物,想要娃了就“克隆”自己。給它一片池塘,就能還你一池吃不完的小龍蝦(然而據(jù)說它們?nèi)馍傥兜⒉缓贸裕?!作為入侵物種,它們給歐洲和馬達(dá)加斯加本地物種帶來了災(zāi)難[1]。

圖中所示的炫麗花紋是大理石鰲蝦的重要鑒別特征,而我們?nèi)粘3缘目耸显椢r是點(diǎn)狀的花紋。當(dāng)然最重要的差別應(yīng)該是風(fēng)味吧(十三香沒有加夠?)。圖片來源:參考文獻(xiàn)1

脊椎動物里也有“戒掉”父親節(jié)的選手。比如爬行動物中的婆羅門盲蛇(又稱鉤盲蛇)(Indotyphlops braminus),以及超過50種的鞭尾蜥(Aspidoscelis spp.)中的許多物種就秉持了這項(xiàng)傳統(tǒng)[2]。

哇,大蚯蚓!盲蛇:我不是,我沒有,別瞎說??!圖片來源:Luna Tewary Adhurya MAMC Township, Durgapur, Paschim Bardhaman

沒有父親的荒漠草原鞭尾蜥Aspidoscelis uniparens(你看這個尾它又細(xì)又長)。圖片來源:Wikimedia Commons

 可有可無,存在感稀薄的父親

對于秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)來說,父親既可以有,也可以沒有。為啥這么說?這得歸功于它們非同一般的母親——這位線蟲母親真正意義上做到了既當(dāng)?shù)之?dāng)媽,雙線操作同時產(chǎn)生精子和卵子,完成自體受精。這些開了掛的母親們,面對要不要給孩子找個爹的問題,就很佛系了。有些株系的母親熱衷于自己的事自己解決,有些則更喜歡由兩人承擔(dān)繁衍下一代的責(zé)任,再有的就更加隨性,沒有明顯的偏好。足見這些父親們的存在感是多么稀薄[3]。

秀麗隱桿線蟲的繁殖圖示母親因?yàn)榭梢酝瑫r產(chǎn)精子和卵子。圖片來源:Eevee

顯微鏡下一條秀麗隱桿線蟲為孩子們選了一位父親。圖片來源:WormAtlas

可以自己產(chǎn)生精子的秀麗隱桿線蟲完全實(shí)現(xiàn)了“我的娃,我做主!”圖片來源:Ellie elegans

不過,同樣是“可有可無”,蚜蟲父親的職責(zé)就顯得格外加光輝偉大了。平日氣候宜人水草豐盈,蚜蟲母親自己就能夠通過“胎生”完成繁殖大業(yè),蚜蟲父親默守幕后。當(dāng)凜冬將至?xí)r,蚜蟲父親們才如約登場,完成交配后留下愛的結(jié)晶——帶卵殼的受精卵,幫助蚜蟲寶寶抵擋刺骨的嚴(yán)寒。待到春日,孩子們從卵殼中孵化,它們并不知道,是父親為它們帶來了整個冬天的溫暖。

蚜蟲的生活史非常復(fù)雜,既可以通過孤雌生殖直接胎生產(chǎn)子,也可以通過交配產(chǎn)卵再孵化出后代。圖示為極簡蚜蟲生活史。圖片來源:參考文獻(xiàn)4

明明當(dāng)了爹,后代卻沒我的基因

自然界還有一種特別父親,就是明明當(dāng)了爹,實(shí)際卻是個似父非父“假爹”。這種現(xiàn)象叫做“假受精”(雌核發(fā)育),屬于一種特殊的孤雌生殖。在這種模式下,精子不會和卵子融合,它們作用是來激活卵原(卵)細(xì)胞的發(fā)育等功能,產(chǎn)生的下一代也和父親毫無“血緣”關(guān)系。

爸爸,我真的是你女兒!圖片來源:豪斯醫(yī)生

貝拉中桿線蟲(Mesorhabditis belari)就是一種以“假受精”來繁殖后代的動物,他們種群中雄性的數(shù)量稀少(不足10%),男女比例失調(diào)嚴(yán)重。這些父親的肩負(fù)了繁重的任務(wù),卻總是揮揮衣袖不留下一片云彩,時間長了會不會力不從心呢?別擔(dān)心,除了假受精外,貝拉中桿線蟲家族中也存在少量“真受精”,雖然幾率較低,但這樣產(chǎn)生的孩子無一例外都是兒子[5],這部分延續(xù)父親血脈的小伙兒,將繼續(xù)背負(fù)起家族興衰責(zé)任的未來。

貝拉中桿線蟲同時存在假受精和真受精(兩性生殖),通過真受精得到的后代都是雄蟲,這樣兒子們接過父親的接力棒,繼續(xù)完成家族繁衍的大業(yè)。圖片來源:修改自WormBook

那么,假如更加極端一點(diǎn),整個群體里只有雌性,并且必須通過假受精來繁殖,該怎么辦?精子要從哪里來呢?

答案就是:借別人家的唄!亞馬遜花鳉(Poecilia formosa)就是一種依賴假受精來繁衍下一代的動物,這些魚媽們能夠通過搶親戚家的魚爹(目前發(fā)現(xiàn)的有P. latipinnaP. mexicanaP. latipunctata這三種)的精子來激活自己的魚卵。至于誰是孩子的父親?這不重要,反正他們的基因是不會進(jìn)入亞馬遜花鳉的后代的。

亞馬遜花鳉(Poecilia formosa) (左) 和毫不知情的“云老爹”茉莉花鳉(P. latipinna) (右) 。圖片來源:uni-wuerzburg

在“女兒國”為父略慘,那么“男兒國”呢?

如果你覺得以上的父親的日子過得多少有些“慘淡”和“低調(diào)”,那么我們換個視角,看看生在“男兒國”里,境況又如何呢?下面這位逆襲的父親也許會讓你再次感嘆生物界的絢爛多彩——他們能夠通過“借腹生子”來狂刷當(dāng)父親的體驗(yàn),而且這些擅長“借腹”的爹們,可能就在你的盤子里——

各位家庭“煮夫”,你已經(jīng)把別人家的老父親都給料理了。圖片來源:小蓉

河蜆(Corbicula fluminea)廣泛分布江河、湖泊、池沼中,是一種非常廉價美味的食材。有一種蜆(C. leana)的群體中雄性占了80%左右,雌性的比例很小。不過,他們并沒有找不到媳婦的擔(dān)憂,甚至可以搶別家的姑娘(其他種類的蜆),并且踢掉人家的染色體,將自己的遺傳物質(zhì)完完整整的傳給后代,完美實(shí)現(xiàn)“借腹生子”[6]。利用這種雄核生殖的方式,河蜆們成功入侵歐洲、北美的河灘,掀起了一股“搶媳婦”狂潮[7]

河蜆的精子進(jìn)入卵子后就可以完全踢掉母親的染色體,實(shí)現(xiàn)自己的春秋大業(yè)。圖片來源:參考文獻(xiàn)8

生物界里這些形形色色的父親們著實(shí)令人驚嘆,它們用自己的經(jīng)歷打開了生物演化的萬花筒,背負(fù)著不同的使命,承載著延續(xù)生命的職責(zé)。而我們的父親何嘗不是一樣,為了家庭工作奔走在自己人生最美的華年,他們的付出需要我們的肯定,回家記得緊緊擁抱他呀?。ň庉嫞篩uki)

參考文獻(xiàn):

  1. Vogt, G. (2011). Marmorkrebs: Natural crayfish clone as emerging model for various biological disciplines. Journal of Biosciences, 36, 377-382.
  2. Lutes, A. A., Neaves, W. B., Baumann, D. P., Wiegraebe, W., & Baumann, P. (2010). Sister chromosome pairing maintains heterozygosity in parthenogenetic lizards. Nature, 464, 283–286.
  3. Bahrami, A. K. & Zhang, Y. (2013). When females produce sperm: genetics of c. elegans hermaphrodite reproductive choice. G3: Genes|Genomes|Genetics, 3, 1851-1859.
  4. Ogawa, K. & Miura, T. (2014). Aphid polyphenisms: trans-generational developmental regulation through viviparity. Frontiers in Physiology, 5. 1-11.
  5. Grosmaire, M., Launay, C., Siegwald, M. et al. (2019). Males as somatic investment in a parthenogenetic nematode. Science, 363, 1210-1213.
  6. Houki, S., Yamada, M., Honda, T. et al. (2011). Origin and possible role of males in hermaphroditic androgenetic corbicula clams. Zoological science, 28, 526-531.
  7. Pigneur, L. M., Etoundi, E., Aldridge, D. C. et al. (2014). Genetic uniformity and long-distance clonal dispersal in the invasive androgenetic Corbicula clams. Molecular Ecology, 23, 5102-5116.
  8. Etoundi, E., Marescaux, J., Vastrade. M. et al. (2019). Distinct biogeographic origins of androgenetic Corbicula lineages followed by genetic captures. bioRxiv preprint.

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