繁衍是生物最根本的特征。普通来说,动物的性别通常分为雌雄两种形态和两个不同个体,但也有例外。
国际期刊《膜翅目研讨杂志》近日报道,美国康奈尔大学昆虫学家艾琳·克里奇尔斯基率领研讨人员,在一种原产于南美洲的夜间蜜蜂中,发现了第一只活的雌雄同体蜜蜂。惹起人们的高度关注。
生物界雌雄同表现象很普遍
新发现的这只雌雄同体蜜蜂,左侧身体是雄性,有一个小巧精致的下颚、一根长长的触角,还有一条细细的后腿,上面有几根刚毛,而它的右侧身体则是雌性特征——较短的触角、外形清楚的齿状下颌骨,以及厚实多毛的后腿。
什么是雌雄同体?中科院西双版纳热带植物园研讨员、
云南省昆虫学会理事长杨大荣向科技日报记者引见,在动物界,雌雄同体是在一个动物体中雌性、雄性性状都明显的现象。雌雄同体生物具有雌性及雄性的生殖器官,能同时制造精子及卵子。
事实上,雌雄同体并不是新颖事。这种现象在昆虫、蜗牛、贝类、蚯蚓、水母、乌贼、珊瑚、线虫等无脊椎动物中最常见。研讨人员曾经在至少140种蜜蜂、蝴蝶和甲壳类动物身上发现了雌雄同表现象。
大局部雌雄同体的无脊椎动物,它们体内雌雄两种染色体杂乱地混合在一同。能够依据繁衍或环境需求,让本身的卵子和精子分离,自我繁衍后代,其后代不同个体具有雄性或雌性性功用,能繁衍正常的后代。
固然雌雄同体的动物本身就有两性的生殖器官,但是并不是一切的雌雄同体动物都能够本人繁衍,比方蚯蚓。蚯蚓是一种常见的雌雄同体动物,但是,它的雌性生殖器官与雄性生殖器官的间隔较远,无法本人繁衍后代,所以也得经过交配来完成生殖。
内因外因共同培养这一现象
决议哺乳动物性别特征的是激素。在胚胎发育的某个阶段,基因会“指挥”一组细胞发育成卵巢或者睾丸,开端分泌雌性或者雄性激素。假如细胞接触到的雄性激素占压倒性优势,就会向雄性化的方向开展;而假如细胞接触到的雌性激素占压倒性的优势,就会向雌性化的方向开展。
但关于鸟类或更低等的脊椎动物来说,性别却并不只由性腺决议。科学家们发现,在雌雄同体的鸡体内,既有带有雄性染色体ZZ的细胞,也有带雌性染色体ZW的细胞,其整个身体也被分红了两种不同形态——有大量ZW雌性细胞的一侧,有较弱的肌肉骨骼和较小的肉垂;有大量ZZ雄性细胞的另一侧,则有较大的肉垂、强大的胸肌和较重的骨骼。
这证明了决议鸟类性别特征的应当是细胞包含的基因,而非激素的影响。而一些鸡由于胚胎发育过程中的异常交融现象,身上具有两种基因,因而呈现了雌雄同表现象。
“蜜蜂是我国5000多年前就开端人工驯化饲养的动物,人类对其雌雄同体的认识也十分长久。”杨大荣说。
艾琳·克里奇尔斯基的团队在论文中援用了2018年的一项研讨结果以为,包括蜜蜂、蚂蚁和黄蜂在内的膜翅目昆虫决议性别的方式十分奇特。卵子受精了,生出来的是雌性;卵子未受精,则生出来的是雄性。但假如有第二、以至第三个精子进入一个受精卵即雌性胚胎中,那就会进一步团结产生雄性组织,从而呈现雌雄同体。
“昆虫等无脊椎动物雌雄同体的产生,由内因和外因两种要素影响而构成,一局部是由于性染色体紊乱,而另一局部则缘于环境的胁迫。”杨大荣举例说,当食物短少、环境恶劣时,蚜虫、介壳虫就会产卵,让幼虫以蛹态渡过冰冷的冬季或炎热的夏天,而幼虫长大后大局部则构成有翅成虫,迁飞到合适的中央繁衍。迁飞过程中,若无法找到其他个体交配时,其体内的雌性和雄性功用就会同时发挥作用,繁衍出一批雌雄性比例1∶1的个体,停止正常交配,完成短期大量繁衍正常后代。所以,昆虫类产生的雌雄同体是它们的一种生存战略,对其的繁衍是有利的。
一些生物学家以为,性腺在两个完整相反的个体中别离,标明演化开展越过了雌雄同体阶段;相反,另一些人以为,这种别离状态是原始的,雌雄同体是进步状态。但不论怎样说这两种生殖方式实践上是共存的,两者都顺利完成了物种的持续。
近年,也有不少研讨将形成这种“偶尔”的锋芒指向环境污染和化学制剂胁迫,鱼类遭到的污染首当其冲,杀虫剂也让甘蔗蟾蜍变成雌雄同体。在一份触及全球250多个学科的报告中,科学家们以为,包括多骨鱼、两栖类、匍匐类、鸟及哺乳动物等几大类别中,每种雄性动物都受环境中化学物质的胁迫,很多雄性脊椎动物雌性化已相当普遍。