一只雌雄同体的小鸟能告诉我们哪些关于性别的知识?_文化_好奇心日报

Karen Weintraub2019-02-12 13:13:19

人们对于这种不寻常的现象知之甚少,但有报道称,人们在鸟类、爬行动物、蝴蝶和甲壳类动物身上都曾发现过这种生殖分裂。

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雪莉·考德威尔和杰弗里·考德威尔(Shirley and Jeffrey Caldwell)夫妇见过的最奇怪的一件事,莫过于最近那只在窗外跳跃的鸟儿。

这只鸟儿左侧羽毛呈现出雌鸟特有的灰棕色,右侧则是雄鸟才有的鲜红色。

研究人员认为,宾夕法尼亚州伊利市(Erie)发现的这只经常到考德威尔家觅食的鸟儿,是一种罕见的“双边雌雄同体”北美红雀:一半雄性、一半雌性。人们对于这种不寻常的现象知之甚少,但有报道称,人们在鸟类、爬行动物、蝴蝶和甲壳类动物身上都曾发现过这种生殖分裂。

康奈尔鸟类学实验室(Cornell University Lab of Ornithology)进化生物学家丹尼尔·胡珀(Daniel Hooper)表示,通过血液检查或尸检对这只鸟儿的基因加以分析之前,谁也无法确定这只鸟儿真的是雌雄同体。但鸟儿全身羽毛从中间分开、呈现出两种不同的颜色,这一点确实非常罕见。

他表示,从理论上来讲,两个单独受精的发育胚胎相融合便能够产生雌雄同体。

还有一种可能性就是,雌性产生的卵子同时拥有 Z 和 W 两个性染色体拷贝,这两个拷贝性染色体分别被两个含有 Z 染色体的精子受精。(女性的性染色体记作 XX,男性为 XY;而鸟类则用 ZW 和 ZZ 来分别代表雌性和雄性。)至于一个卵子如何产出同时含有 ZW 和 ZZ 细胞的雏鸟,科学家们还未能得出准确的结论。

羽毛从鸟儿身体中间开始呈现两种不同的颜色,这仅仅是因为脊椎动物的对称发育。尽管一半以雌性为主,另一半为雄性,但此前也有研究表明,鸟类体内会存在一些细胞混合的现象。

不过从本质上讲,鸟儿的一半很大程度上都是另一半的兄弟或姐妹。除性别基因外,其他基因也会受到影响。

胡珀博士表示,哺乳动物的性别受 Y 染色体上刺激睾丸(睾丸激素负责调节机体其他部分的发育)发育的基因控制。正因如此,雌雄同体在哺乳动物中极为罕见。

在他看来,北美红雀并不是最容易出现雌雄同体现象的生物,但只有发生在北美红雀这种两性外貌特征迥然不同的鸟类上,我们才容易区分出来。

与有着鲜红色羽毛的雄性北美红雀相比,雌性北美红雀羽毛呈灰棕色,同时也更加安静。除了羽毛呈鲜红色外,雄性北美红雀更喜欢唱歌,还会发出更加复杂的叫声来宣示领地和吸引雌性。

这只北美红雀右侧羽毛呈现出雄性特有的颜色……图片版权:Shirley Caldwell
而左侧羽毛则带有雌性特征。图片版权:Shirley Caldwell

2008 年,伊利诺伊州马克姆市(Macomb)西伊利诺伊大学(Western Illinois University)的生物学教授布赖恩·皮尔(Brian Peer)开始对一只北美红雀进行研究,它的羽毛也是从身体中间开始呈现出两种不同的颜色。接下来的两年时间里,他先后 40 多次造访一位退休高中生物老师家的后院,那里放置的喂鸟器吸引一只北美红雀前来觅食。与考德威尔家发现的那只北美红雀羽毛颜色相反,它身体左右两侧的羽毛分别呈现出雄性和雌性特征。

作为牛鹂行为研究专家,皮尔博士本想观察北美红雀表现出更倾向于雌性或雄性的一面。遗憾的是,尽管他并不认同北美红雀过着孤独生活的说法,但他从未见到这只鸟儿和其他红雀在一起。他表示,很多北美红雀从未在自然环境下成功交配过。

皮尔博士用了两个冬天的时间来观察这只鸟儿,但最终,这只北美红雀被院子里另一只强势捍卫领地的雄性红雀赶了出去。在那之后他再也没看到过雌雄同体。

尽管考德威尔家院子里的北美红雀似乎在与一只雄性红雀配对,但人们普遍认为雌雄同体无法生育后代。胡珀博士表示,想了解雄性红雀是这只雌雄同体红雀的父亲还是配偶、等到交配期这只红雀是否会依然停留在此,都还为时尚早。

胡珀博士表示,虽然鸟类有一对卵巢,但只有左侧才是功能性卵巢,而这只北美红雀身体左侧的确有一个功能性卵巢。因此从理论上来讲,这只北美红雀存在产卵的可能性。他认为任何后代都具有常规意义上的遗传性,因为卵细胞只有一条性染色体。

胡珀博士称,他希望能够深入研究这只鸟,学习关于北美红雀遗传学的更多知识,并了解其大脑运作原理:在雌雄同体中,大脑同样也是一半雌性、一半雄性。

雄性鸣禽大脑中有更多的神经连接,得益于此,它们能够发出复杂的叫声;胡珀博士好奇的是,雌雄各半的大脑会对这只北美红雀的学习、评估、鸣叫,以及这些行为背后的驱动因素产生怎样的影响。

他在一封电子邮件中称:“我可以想象,这只北美红雀根本没有一个完整的神经网络来创作歌曲,或者说,即使它可以歌唱,它也没有合适的荷尔蒙混合物来激励它唱歌。”

内华达大学里诺校区(University of Nevada, Reno)博士后研究员约什·贾纳(Josh Jahner)表示,蝴蝶也可以是雌雄同体,雌雄比例各半,或表现出更加多样化的比例。

贾纳博士在他的研究中发现,尽管雌雄同体蝴蝶的翅膀会同时呈现出雌雄两种不同的颜色,但它们的翅膀与普遍意义上的蝴蝶翅膀具有相似性。贾纳还指出,不同的雌雄同体,其生殖器官各有不同。找出其中的原因可能有助于科学家理解其发育的规律。

就雪莉·考德威尔而言,她很喜欢因此受到关注,也很享受能够观察这只罕见北美红雀、寻找其日常活动规律的机会:“了解这只鸟非常有益,这是人生中难得的经历。而且这件事很有意思。”


翻译:熊猫译社 唐尘

题图版权:Shirley Caldwell

© 2019 THE NEW YORK TIMES

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