03.06 奇怪的知識增加了,雌性海馬為什麼不能生寶寶?

“其首如馬,其身如蝦,其背佝僂,有竹節紋,長二三寸,雌者黃色,雄者青色”。這是《然犀志》中古人對海馬的特徵描述。

奇怪的知識增加了,雌性海馬為什麼不能生寶寶?

雖然被叫做海馬,但它並不是海里的小馬兒,而是刺魚目海龍科海馬屬的一員,屬於正兒八經的魚類,只不過長的不那麼像魚罷了。

奇怪的知識增加了,雌性海馬為什麼不能生寶寶?

​除了它們獨特的外觀,海馬與其近親尖嘴魚和海龍一樣,是目前已知為數不多的由雄性繁殖的生物種類

奇怪的知識增加了,雌性海馬為什麼不能生寶寶?

多葉海龍

當然繁殖後代不可能通過雄性一個人完成,為了生下小海馬,雄性還是要與雌性進行交配。

但雌性海馬也不是隨隨便便的“魚”,好比男生可能需要花一點心思來追女孩子,在海馬交配之前,雄性也需要通過跳舞的方式對雌性進行求愛。

每到春季海馬的繁殖期,大量雄海馬與雌海馬都會從藏身之地湧出,開始尋找自己的伴侶,當兩隻海馬看對眼後,雄海馬就會帶著雌海馬一起跳舞。

在這段時間內,它們的身體顏色會發生變化,同時用尾巴抓住同一束水草或者用尾巴抓住對方,然後以並排或對稱的姿態旋轉舞蹈。

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圖源:bbc

跳舞還真沒別的意思,真的只是為了促進感情而已,因為海馬交配時

是以垂直向上游泳的姿勢,所以它們需要通過舞蹈逐漸熟悉彼此的游泳速度和習慣,這樣在交配時就不至於.....嗶~

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這場舞蹈大約會持續5~30分鐘,待到雙方確認喜歡彼此後,雌性海馬會遊向水面,而雄性緊隨其後。

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接下來就開始一段“不可描述”過程:雌性海馬通過產卵器將體內的卵子輸送到雄性的育雛袋(腹囊)中,一旦卵子全部安全進入後,雄性將向其中添加精子並關閉育雛袋的開口。

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整個過程其實不到十秒鐘,而且在育雛袋開口的同時,海水也會快速湧入,不過這並不是壞事,因為精子和卵子在高滲環境下相遇,可以

促進精子的活化和運動,加速受精的快速完成,不然,過個十天半個月才完成受精,海馬媽媽可等不了。另外小海馬在類海水中出生也有利於更好的適應外界海水環境。

受精完成的受精卵會被包裹進育雛袋的內側,周圍覆蓋著許多海綿組織,這有點類似雌性哺乳動物子宮的作用。

懷孕一般會持續兩到四周,在這段時間內,育雛袋將為受精卵提供氧氣以及可控的環境“培養箱”。而受精卵所需要的營養除了來自於雌性的卵黃之外,更多的還是來自於雄海馬,比如骨骼系統發育所必需的鈣元素和能量豐富的脂質。此外,育雛袋還提供免疫保護和廢物運輸等功能。

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待到小海馬發育完全後,海馬爸爸會挑選一個月黑風高的夜晚(海馬大多數時候在晚上分娩),然後打開自己育雛袋的開口,緊接著開始從腹部向外噴射一群群海馬寶寶,看起來非常壯觀。

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不幸的是,當海馬寶寶出生後,這也就意味著它們成為了“孤兒”,因為雄海馬在分娩過程消耗了太多能量,往往需要幾個小時才能恢復過來,完全無暇顧及它們,於是海馬寶寶們只能自己隨著洋流漂浮,這也導致其中絕大多數的小海馬被其他海洋生物當作浮游動物吃掉了。

所以儘管雄海馬一次可以生育數百乃至數千只小海馬,但其中只有十分之一可以達到成年狀態。

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果然每個生命的成長都是艱難的。

那麼,既然生存如此艱難,為什麼雌性海馬不加入到繁殖大軍中一起生寶寶呢?這樣就可以:“夫妻雙雙懷孕後,寶寶存活可翻倍”

,順便還能提高種群數量。

然而實際上,雌性從一開始就“輸給”了雄性,因為她們沒有腹囊(育雛袋),這也是包括海龍在內的海龍科生物獨特的進化機制。

在大多數硬骨魚中,參與胚胎孵化的為蝦紅素金屬蛋白酶中的C6AST基因家族,這個家族成員包括孵化酶、高絨毛膜溶菌酶及低絨毛膜溶菌酶等,能夠引起卵膜溶解,從而導致胚胎孵化。

不過海馬稍有不同,2016年,中國科學院南海海洋研究所與德國康斯坦茨大學、新加坡科技研究局及華大基因在《nature》雜誌上發表了關於海馬基因組的研究文章。

通過對海馬基因組測序發現,C6AST基因家族的另一個亞家族——Patristacin(pastn)基因,在懷孕雄海馬的育雛袋中高度表達,而沒有育雛袋的雌性體內基本不存在Patristacin基因的表達,自然也就無法生育了。

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蝦紅素金屬蛋白酶C6AST基因家族

不過有一點,還是能看出雌海馬其實對繁殖後代挺上心的。當雄海馬在夜晚生完小海馬並休息完畢後,第二天清晨,雌海馬就會拉著雄海馬再次交配,然後等待等待雄海馬受精、懷孕、生育完,又開始下一輪交配,直至繁殖期結束...


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